試論滑模工藝的大型壓力豎井混凝土缺陷成因及處理

邱 云

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

試論滑模工藝的大型壓力豎井混凝土缺陷成因及處理

邱 云

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

溪洛渡水電站壓力豎井作為一級建筑物，結構安全極其重要，必須對混凝土出現的質量缺陷引起足夠重視。滑模施工技術規范要求編制詳細可行的施工方案，各項措施都應經過認可，滑模施工方案應經有實踐經驗的專家認可。而且應有一定比例的現場施工管理人員和操作人員具有滑模施工和操作的實際經驗,以保證在滑模施工中各工序之間緊密配合,盡量減少質量缺陷的出現，并隨時發現問題和解決問題。

壓力豎井；缺陷處理；補強加固；化學灌漿；滑模工藝

1 工程概況

溪洛渡水電站裝機容量在國內僅次于三峽工程，是世界第三大水電站，左右岸各布置9條壓力管道。壓力管道沿縱剖面可分為漸變段、上平段(壓坡段)、上彎段、豎井、下彎段、下平段、錐管段及連接段等。上下平段采用豎井連接方式。壓力豎井內徑10 m，高度在95.219 m～104 m，襯砌厚度0.9 m，采用鋼筋混凝土襯砌，全段均設置固結灌漿。

以左岸壓力管道為例，1號壓力豎井縱剖面布置見圖1。

考慮到施工進度和施工便利性，壓力豎井采用滑模施工。

2 壓力豎井滑模施工情況

2.1 滑模施工特點

滑模施工可以大幅度減少腳手架和模板的拆卸安裝工作，施工方便，又能提高材料利用率，降低生產成本。但是對混凝土的性能要求也比較高，如果施工時掌握不好，提升時易將混凝土拉裂，使混凝土結構承載力和混凝土耐久性降低，給工程埋下隱患。

2.2 壓力豎井混凝土質量

壓力豎井采用滑模襯砌完成后，在檢查時發現：混凝土表面主要存在表面不平整、氣泡、麻面、蜂窩、錯臺、局部塌落等缺陷。井壁表面有長短不一的裂縫，以9號壓力豎井情況為例，裂縫呈水平狀，有10余條，最長的約31 m，接近豎井周長；最短的約5 m，均有微量滲水和白鈣質流出，其它豎井情況類似，且前期施工豎井的質量相對要差些，與施工經驗和操作方式有關。

圖1 左岸1號壓力管道縱剖面圖

3 缺陷出現的原因分析及處理

3.1 混凝土表面蜂窩、麻面

主要原因在于骨料粒徑過大；混凝土坍落度選擇不當；混凝土振搗不實及模板漏漿；空滑后沒有及時清理井壁松散的混凝土塊。

麻面、氣泡采用環氧膠泥刮補，蜂窩和面積較大的麻面，鑿成規則形狀，回填預縮砂漿或環氧砂漿。

3.2 混凝土表面魚鱗狀外凸、錯臺

原因是模板一次滑升過高；混凝土澆筑層厚度過大；振搗側壓力過大，模板剛度不夠；模板安裝質量差，在側壓力作用下模板錐度增大。

混凝土表面外凸超過相關規范及技術要求規定的范圍必須進行處理，要求用比原混凝土強度等級高一級的水泥砂漿按1∶2坡比進行平整度抹面。

3.3 混凝土表面局部坍落

分析原因是混凝土尚未達到出模強度即進行滑升；滑升速度太快與混凝土的強度增長速度不符；不按規定分層澆筑或澆筑層高差過大，造成混凝土在模板內停留時間過長，當模板提升時，先澆的混凝土已達到或超過出模強度，后澆的混凝土卻未達到出模強度或處于塑性狀態，不能保持自身形狀而坍落。

對坍落較輕的情況，可采用提高一級標號混凝土或水泥砂漿進行局部修復；對坍落范圍較大的情況，要在保持混凝土不粘模的情況下放慢滑升速度；對大面積的嚴重坍落，則應及時采取脫模停滑措施，待混凝土達到脫模強度后再對坍落部位的混凝土進行修復。

4 豎井裂縫處理方案

4.1 裂縫產生的原因

由于滑升速度慢以致混凝土粘模；模板內表面不潔，摩阻力大；滑模平臺傾斜或者糾偏過急加大了模板對混凝土的側壓力；模板剛度不足，平臺在施工荷載作用下模板結構變形大；不按規定分層澆筑，澆筑層高差過大造成混凝土在模板內停留時間過長。

4.2 裂縫處理原則

根據壓力管道運行條件和豎井結構要求，由于壓力豎井為圓形斷面，承受內壓能力強，且配筋計算時已經考慮外壓工況，裂縫的產生對豎井的承載力不會造成影響。裂縫修補主要是抵御誘發鋼筋銹蝕的介質侵入，延長豎井實際使用年數，恢復豎井的使用功能，提高其防水、防滲能力，基于這一認識豎井混凝土裂縫處理方式見表1。表中裂縫寬度按每條裂縫的最大寬度取值。

表1 壓力豎井裂縫處理要求

4.3 裂縫處理方法及施工工藝

4.3.1 表面處理法

表面處理法包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹主要用于漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。處理措施是先清理沖洗干凈縫面后在裂縫的表面涂抹水泥漿或環氧膠泥。表面貼補(土工膜或其它防水片)法用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

4.3.2 化學灌漿法

4.3.2.1 灌漿孔的布置

沿縫兩側布置φ42 mm斜孔，孔距：對于δ≤0.4的裂縫采用1 m孔距；對于δ>0.4的裂縫采用1.5 m孔距。各斜孔與縫面交于不同深度，也可采用垂直的騎縫孔，騎縫孔的深度與縫深一致，縫深可通過檢查孔確定。見圖2。騎縫孔無法避開鋼筋處，以不打斷鋼筋為宜。

圖2 灌漿孔布置示意

4.3.2.2 壓風檢查

壓風應在裂縫表面充填完成7天后進行。風壓為0.2 MPa，壓風從一端開始，逐孔進行。壓風檢查主要是檢查灌漿孔間的通暢情況及裂縫口是否密封，有外漏的則需重新作封縫處理。

4.3.2.3 縫面止漿

化學灌漿材料的滲透性能較好，造價高，為保證注漿質量，節省漿液，要求對縫面進行止漿。止漿方法是沿縫鑿槽，洗刷干凈后再嵌填改性砂漿或者速凝早強砂漿，并將表面壓實抹光。

4.3.2.4 試漏

的檢查止漿效果，以選擇主注漿孔。注漿材料采用環氧樹脂，則采用壓氣檢測，壓力大于灌漿壓力，當發現止漿有缺陷時，應在灌漿前進行修補。

4.3.2.5 灌漿材料

灌漿材料建議采用環氧樹脂。因環氧樹脂適用較干燥裂縫或經處理后已無滲水裂縫的補強，能灌0.3 mm左右的細裂縫。環氧樹脂粘度高較，在潮濕或水中粘合強度不高，故應選在裂縫較干燥或經處理后裂縫已無滲水時施工。

環氧樹脂漿液的配方應根據現場試驗得出，下表2為初配建議值，僅作參考，現場根據實際灌漿效果做調整。

表2 環氧樹脂漿液的基本配方(重量比)

4.3.2.6 灌漿

(1)漿材與縫面粘結強度≥1 MPa。

(2)灌漿壓力：灌漿壓力控制在0.2～0.4 MPa。

(3)起灌順序：從最下端開始向上逐孔進行，同一裂縫的灌漿應由深到淺進行。

(4)灌漿結束標準：吸漿量小于0.02L/5 min，再繼續灌注30 min壓力不下降即可結束灌漿。

4.3.2.7 封孔

對于固化后強度達到或超過混凝土強度的灌漿材料，灌漿后孔內的固結物不必清除。

4.3.2.8 灌漿注意事項

(1)加強對基巖面滲水的封堵

在縫面處理之前應切斷滲水的來源，建議對裂縫周邊混凝土與基巖的接觸面先采用灌漿措施進行封堵，孔距1 m，深入圍巖1 m，孔徑不小于32 mm，鉆孔前應采用鋼筋探測儀探測鋼筋。鉆孔后應立即用高速水流沖洗直至回水澄清10 min后結束，并測量、記錄沖洗后鉆孔孔深。鉆孔沖洗完成后應作簡易壓水試驗和孔內鉤槽、壓水試驗。

(2)調整灌漿孔孔深

由于壓力豎井襯砌結構較厚，考慮到漿液的擴散效果，必須向裂縫深部加打灌漿深孔，深孔穿透裂縫縫面的位置不小于實際襯砌厚度的2/3，并根據灌漿材料的滲透半徑對淺孔孔深及灌漿分序作相應調整。

(3)選擇灌漿時機

為保證裂縫處理效果，其處理(灌漿)時機宜選在低溫季節末期進行；裂縫的修復一定要在其停止發育以后進行，以免修復部分被重新拉裂。

5 結 語

溪洛渡水電站壓力豎井作為一級建筑物，結構安全極其重要，必須對混凝土出現的質量缺陷引起足夠重視。滑模施工技術規范要求編制詳細可行的施工方案，各項措施都應經過認可，滑模施工方案應經有實踐經驗的專家認可。而且應有一定比例的現場施工管理人員和操作人員具有滑模施工和操作的實際經驗,以保證在滑模施工中各工序之間緊密配合,盡量減少質量缺陷的出現，并隨時發現問題和解決問題。

壓力豎井混凝土表面缺陷處理的設計方案，是綜合三峽等工程的經驗制訂的，技術操作和可行性有保證。豎井表面缺陷處理對減少引水系統水頭損失保證發電量，同時裂縫的處理對降低滲水保證廠房運行安全都起到關鍵作用，必須認真妥善做好處理工作。

[1] 混凝土結構加固設計規范(GB 50367-2006) 中華人民共和國建設部&中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局[S]. 北京：中國建筑工業出版社，2006.

[2] 練文海.滑模施工混凝土工程質量通病的防治[J].施工技術,1999,(04)

邱 云(1981-)，湖南益陽人，男，碩士，高級工程師和高級政工師，國家一級建造師，注冊咨詢師(投資)，主要從事工程設計、黨群管理等工作.

(責任編輯：卓政昌)

2017-03-02

U445.39；U455.8；TU528.45

B

1001-2184(2017)02-0133-03