南水北调中线穿漳工程混凝土裂缝处理.pdf

第 4 7卷 第 1 1期 2 0 1 6年 6月 人 民 长 江 Ya ng t z e Ri v e r Vo 1 47， No 1 1 J u n e，2 0 1 6 文章编号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 6 ) 1 1 0 0 4 8 0 3 南水北调中线穿漳工程混凝土裂缝处理 韩 永 席， 岳 耕 ( 中国人 民武装警察部 队 水 电第一总队， 广西 南宁 5 3 0 0 2 8 ) 摘要 ： 对 南水北调 中线 穿漳 河交叉建 筑物进行质 量检 查时发 现， 管 身段 、 出口节制闸及 泄槽段 部分存在 混凝土 裂缝。根 据南水北调工程相关规定 ， 对发现 的裂缝进行 了分类 。经研 究决定 ， 对 I类裂 缝采取切槽嵌 缝方 式 进行 处理 ， 对 类裂缝采取化 学灌浆方式处理 。介 绍 了裂缝处理过 程及 注意事项 。处理后 ， 对 不同处理 方式 的效果进行 了评价 ， 结果表 明 I类裂缝处理效果较为满意 ， 类裂缝 处理 效果有待加 强。 关键词 ： 切槽嵌缝 ；预缩砂浆 ； 化 学灌浆 ； 聚氨 酯；混凝土裂缝 中图法分类号 ： T V 5 4 3 文献标 志码 ：A D0I ： 1 0 1 6 2 3 2 j c n k i 1 0 0 1 4 1 7 9 2 0 1 6 1 1 0 l 3 1 工程概况 南水北调中线一期总干渠穿漳工程位于河南省安 阳市安丰乡施家河村与河北省邯郸市讲武城之间。东 距京广线漳河铁路桥约 2 k m， 距 1 0 7国道约 2 5 k m， 南距安阳市 1 7 k m， 北距邯郸市 3 6 k m， 其上游1 1 4 k m 处建 有 岳城水 库 。 在对穿漳工程 已浇筑混凝土开展质量检查过程中 发现 ， 管身段 、 出口节制闸与退水排冰闸泄槽段部分混 凝土 存 在 裂缝 。为此 项 目部 于 2 0 1 2年 3月 委 托长 江 勘测规划设计研究有 限责任公 司对 裂缝 进行全面检 测 ， 共检测 出 6 1条裂缝 ， 其 中 I类裂缝 4 6条 ， 类裂 缝 1 5条 。 2 裂缝产生原因与影响 2 1 裂缝产生原 因 ( 1 )当上下层混凝 土浇筑 间隔时间过长时， 已浇 混凝土温度已降到接近 日常气温 ， 新浇混凝土在浇筑 后 5 d内水化热快速累积， 内部温度升 到峰值然后又 逐渐降温。一般认为新浇混凝土在 高度为其长度 的 2 0 区域 内属严重约束区， 在约束 区内新浇混凝土受 到较大约束拉应力 ， 当约束力超过新浇混凝土抗拉极 限时必然产生裂缝 。 ( 2 )穿漳工程普通 C 3 0混凝土 P O 4 2 5水 泥用 量为 2 6 5 k g m ， 泵 送 C 3 0混 凝土 P 0 4 2 5水泥 用 量 为 3 1 4 k g m ， 水 泥 用 量 大 ， 水 化 速 度 快 ， 早 期 水 化 热 高， 混凝土养护不及时极易产生裂缝 。 ( 3 )边墙混凝土内外养护条件不同， 温差较大， 从 而产 生温 度荷 载 ， 导 致边 墙较 中墙 裂缝 多 。 2 2 裂缝影响 混凝 土裂缝 严 重影 响混 凝 土 的 强度 等级 ， 使 钢筋 产生严重锈蚀 ， 降低混凝土与钢筋握裹力 ， 降低使用年 限 ； 另外 ， 裂缝 还是产 生 渗漏水 的 主要原 因 。 3 裂缝分类 根据南水北调工程 相关规定 ， 混凝土结构裂缝 检 查判 别标 准见 表 1 。 结合穿漳工程实 际情况 ， 项 目部将 缝宽小于 0 2 m m、 缝 深 不超 过 钢 筋保 护 层 的裂 缝 划 为 I 类 裂 缝 ； 将 缝宽 在 0 2 0 4 m m、 缝 深超 过 钢 筋 保 护 层 且小 于结 构厚 度 1 2的裂 缝划 为 类 裂 缝 ； 退 水 闸 为 3级 建 葫 物 ， 泄槽段素混凝土底板裂缝按照 类裂缝处理。 根据具体调查 ， 穿漳工程裂缝情况见表 2 。 4 裂缝处理方法 根据裂缝检测情况 ， 项 目部组织业主、 设计 、 监理 收稿 日期 ： 2 0 1 60 3 2 8 作者简介 ： 韩永席 ， 男， 工程师 ， 主要从事水利水 电工程施 工工作 。Em a i l ： 4 4 5 1 9 6 5 2 6 q q C O rn 第 1 1期 韩永席 ， 等 ： 南水北调 中线穿漳工程 混凝土裂缝处 理4 9 表 2 穿漳工程裂缝情况统计 部 位 萼缝 宽 部 位 萼缝 宽 管身右洞第 3节右侧 1 闭合 4 6 0 I 4 0 2 0 3 4 0 9 0 I I 管身右洞第 4节右侧 1 闭合 2 O 0 I 管身左洞第 l 5节左侧 1 0 2 0 4 3 0 9 5 I I 管身右洞第 5节右侧 1 闭合 7 2 O I 管身左洞第 2 2节右侧 1 0 2 0 2 2 5 8 4 I I 2 闭合 1 O 0 I 2 0 1 O 2 4 0 4 5 I 管身 右洞第 9节右侧 1 闭合 3 O 0 I 管身左洞第 2 2节左侧 1 0 2 0 2 4 0 4 1 I 管身右洞第 1 0节右侧 1 闭合 2 9 0 I 2 0 1 0 1 5 0 3 2 I 2 闭合 2 6 0 I 3 0 1 0 0 8 0 6 8 I 3 闭合 1 6 0 I 管身左洞第 2 3节左侧 1 0 1 0 1 8 0 6 3 I 管身右洞第 1 1节右侧 1 闭合 2 5 0 I 管身左洞第 2 4节右侧 1 0 1 0 1 5 0 4 2 I 管身右洞第 l 2节右侧 1 0 2 6 9 0 3 8 I 管身左洞第 2 4节左 侧 1 0 】 O 1 8 0 2 1 I 管身右洞第 l 3节右侧 1 0 1 2 2 5 5 6 I 管身左洞第 2 8节左侧 1 0 1 0 0 8 0 4 8 I 2 0 1 2 3 0 4 3 I 2 0 1 0 0 4 0 6 5 I 管身右洞第 l 4节右侧 1 2 0 3 O 0 5 0 I 节制闸右孔右墩 1 0 1 4 4 5 0 1 3 8 1 I 2 0 1 0 4 0 4 8 I 2 0 1 5 1 9 0 l 1 5 3 0 2 3 O 0 3 6 I 3 0 2 0 2 O 0 4 0 I 4 0 1 0 5 0 5 5 I 节制闸右孔 左墩 1 0 2 8 3 1 6 1 3 6 I I 管身右洞第 1 5节右侧 1 0 1 0 2 4 5 4 I 2 0 2 0 1 6 7 8 3 I 2 0 1 2 6 0 4 8 I 3 0 1 2 0 4 6 4 3 I 管身左洞第 7节左侧 1 闭合 2 8 O I 4 0 1 4 1 2 0 6 4 I 管身左洞第 8节左侧 1 闭合 1 5 0 I 节制闸中孔右墩 1 0 2 6 3 1 0 1 2 0 I I 管身左洞第 9节左侧 1 闭合 3 1 0 I 2 0 1 5 2 9 8 7 7 I 2 闭合 2 7 0 I 节制闸中孔左 墩 1 0 2 4 2 9 9 1 0 4 I I 管身左洞第 1 0节左侧 1 闭合 3 4 0 I 2 0 2 3 3 8 5 1 4 1 I I 2 闭合 2 9 0 I 节制 闸左孔右墩 1 0 2 6 3 3 0 9 8 I I 管身左洞第 1 1节左侧 1 闭合 1 8 0 I 节制闸左孔左墩 1 0 1 8 2 1 0 5 6 I 管身左洞第 l 2节左 侧 1 闭合 2 8 5 I 2 0 1 6 3 2 3 9 9 0 I 管身左洞第 1 3节 左侧 1 闭合 3 1 0 I 3 0 2 0 2 4 0 l 1 7 2 闭合 2 7 0 I 泄槽段底板 1 2 1 2 6 O 0 贯穿 管身左洞第 1 4节左侧 1 0 1 0 1 2 5 4 4 I 2 2 6 8 1 3 5 0 贯穿 2 0 1 1 6 0 6 5 I 3 1 7 6 8 7 0 贯穿 3 0 2 3 2 0 1 2 5 施工四方技术人员进行分析。分析认为 ： I 类裂缝窄 、 浅 ， 主 要 为龟裂 、 表 面 裂缝 ， 因此 可 采 取 切槽 嵌 填 预 缩 砂浆的方法修补 ； 1 1 类裂缝较宽 、 较深， 危害性大 ， 但不 影响结构强度 ， 因此可以采取化学灌浆、 灌注聚氨酯类 灌浆材料的方法修补。 4 1 I类裂缝处理措施 ( 1 )凿槽。使用切割机沿裂缝走 向割开深 23 c m、 宽 3 e r l l 的 U型槽 ， 然后使用压力水将槽 内的废渣 冲洗干净。完成后 ， 报请监理工程师验收。 ( 2 )回填材料。切槽验 收合格后 ， 沿槽壁与槽 底 涂刷一层水泥净浆 ， 然后分层嵌填预缩砂浆 ， 层厚 1 5 (3 m左右 ， 使用木槌锤击 密实 ， 然后进行 上一层施工 。 砂浆嵌填略高 出混凝土面 ， 最后使用刮刀刮平。预缩 砂浆施工必须连续进行 ， 防止砂浆凝结。 预缩砂浆性能指标为 ： M3 5 W6 F 1 5 0 ， 水胶 比 0 3 8 ； 每立方砂浆各材 料用量 为 ： 4 2 5水泥 4 8 6 k g ， 粉 煤灰 1 2 2 k g ， 水 2 3 0 k g ， 砂 1 2 7 9 k g ； 砂浆密度 2 1 2 0 k g m 。 。 稠 度 为 1 0 3 0 mm。 ( 4 )养护。预缩砂浆施工完毕后， 进行洒水养护， 保持砂浆湿润 ， 养护期为 2 8 d 。 4 2 II 类裂缝处理措 施 ( 1 )施工准备。化学灌浆采用 L W水溶性聚氨酯 类灌浆材料 ， 其主要性能指标如下。 黏 度 ( 厘 泊 ) ( 2 5 ) 2 0 0 3 0 MP a s 5 0 人 民 长 江 比重 1 0 8 g c m 凝胶时问 几分 一几十分钟可调 粘结强度( 潮湿表面) 0 7 MP a 抗拉强度 2 1 MP a 伸 长率 1 3 0 1 8 0 抗渗性能 1 81 0 一c m s 包水量 2 0倍 遇水膨胀倍数 0 0 1 毒性 无毒 灌浆设 备选用单 液 电动化 学灌浆 泵， 功率 为 9 0 w， 灌浆压力 0 2 5 MP a 。 ( 2 )切 槽 封 缝 。沿 裂 缝 切 V 型槽 ， 宽 4 c m、 深 3 c m， 要求切槽必须跨缝准确， 用压力水将切槽 冲洗干 净。切槽经监理验 收后 ， 使用 M3 5预缩砂浆封缝 ， 封 缝时在渗水点埋设水管引出渗水 。 ( 3 )钻孔 。根据方便浆液渗透 的原则 ， 使用手钻 在裂缝 单 侧或 两侧 钻骑 缝灌 浆孔 。灌 浆孔 孔径 1 4 m m， 间距 2 0 e m， 孔深一般为 2 0 c m， 以钻穿裂缝为宜； 孔位布置见图 1 ； I I 类裂缝布孔数量见表 3 。钻孔完成 后 ， 使用压力空气或压力水将孔内的浮渣清理干净。 1 0 h 20 h o 0 O o o o o o 宝 工 图 1 化学灌 浆孔位布 置( 尺寸单位 ： c m) 表 3类裂缝布孔数量 ( 4 )埋设灌浆嘴。所有灌浆孑 L 均埋人灌浆嘴 ， 灌 浆嘴与灌浆孔壁必须连接紧密 ， 防止灌浆时沿灌浆孔 漏浆。灌浆嘴埋设完毕后 ， 使用压缩空气检查裂缝与 灌浆嘴之间的畅通性、 封缝的密封性 以及灌浆嘴的牢 固性可靠性 ， 确保灌浆顺 利进行。压缩空气压力不得 大 于 0 2 M P a 。 ( 5 )灌浆 。灌浆设备采用容量为 2 L的电动灌浆 泵 ， 单液法灌浆。灌浆顺序为竖缝 自下而上逐孔灌浆 ， 水平缝( 或接近水平缝) 由一端 向另一端逐孔灌浆 。 灌浆压力。灌浆 开始 压力 为 0 2 MP a ， 以 0 0 5 MP a的梯 度逐 级加 压至 0 4 MP a 。 操作过程 。首先进行第一孔灌浆 ， 灌浆时必须保 证足够的压力 、 足够的注浆时间和充分 的稳压闭浆时 间( 裂缝越长 ， 该时间越长) 。观察灌浆泵上 的注浆量 显示器 ， 根据注浆量逐级调整灌浆压力至 0 4 MP a ， 当 吸浆率小于 1 m L mi n时 ， 保持压力持续 2 0 mi n ， 然后 进行下一孑 L 灌浆。 ( 6 )灌浆质量检验。灌浆完成 7 d后 ， 采用压水 方式 检验 灌浆 质量 ， 压水 压力 为 0 2 MP a ， 以无 法 注入 水为合格 。不合格孔位进行补灌处理。 ( 7 )封孔 。检验合格后 ， 拆除灌浆管 ， 使用预缩砂 浆封堵灌浆孔 。 5 裂缝处理效果统计 2 0 1 2年 5月 ， 经历寒暑交替一个周期后 ， 项 目部 对 裂缝施 工 质量 进行 了全 面检查 。 检查 结 果显示 ，I类 裂 缝 有 3条 重新 开 裂 ， 4 3条 完好 ， 完好率 9 3 5 。分析重新开裂 原因有 ： 施工 时 ， 工人操作不规范 ； 施工时， 裂缝还在继续发展。 类裂缝有 1条 出现鼓包 ， 1条 出现开裂 。出现 鼓包的裂缝位于管身 1 5节左洞左边墙 ， 其原因可能是 灌浆压力超过 0 4 MP a ， 致使缝 隙内灌入过量聚氨酯 材料 ， 遇水后膨胀 ， 膨胀压力超出混凝 土抗拉限制 ， 因 此 出现鼓包 。重 新开 裂 的裂 缝 位 于 泄槽 段 底 板 ， 此 部 位 为 素混凝 土 ， 聚氨 酯 灌浆 材 料 为 柔 性 材 料不 能 阻止 裂缝两侧混凝土不均匀变动 ， 故再次出现裂缝。聚氨 酯材 料 化 学 灌 浆 处 理 钢 筋 混 凝 土 结 构 合 格 率 为 9 1 6 ， 处 理素 混凝 土合格 率 为 6 6 7 。 6 结 语 结合 该 工程混 凝 土 裂缝 处 理 过 程 可 以 看 出 ， 对 于 缝宽较小 、 缝深较浅 的 I类裂缝 采取切槽嵌填预缩砂 浆的方式处理是可以满足要求的。对于发生在钢筋混 凝土结构上的缝宽较大、 缝深较大 ， 但对结构强度无影 响的 类裂缝 ， 采取灌 注聚氨酯材料的的方式处理是 可 以满足要求的。但对于发生在素混凝土上 类裂缝 采取灌注聚氨酯材料的方式处理不能满足要求 。 ( 下转第 5 7页 ) 第 1 1期 卓战伟 ， 等： 梨 园水 电站大坝 面板表 面接 缝止水及 质量控制 5 7 4 质量分析 施工前所有 主材必需提供 出厂检测报 告及合格 证 ， 并在现场进行抽样检测， 检测合格后方可使用 ， 每 道工序经监理 工程师验收合格后才进行下 道工序施 工。对 P V C棒接 口焊接处进行现场取样， 结果满足设 计要求。柔性填料在挤 出过程 中， 用加工好的模具对 体型进行控制 ， 能够保证设计要求的断面尺寸， 挤 出完 成后 ， 随机选取点进行破解检查。经检查 ， 填料密实度 与粘结强度满足设计要求 。聚脲复合胎基布涂层完成 后 ， 在涂 层上 随机 选 点 ， 采 用游 标卡 尺测 量厚 度 。经检 测 ， 涂层最小厚度为 4 1 m i l l 。三复合橡胶板不锈扁钢 压边处用聚脲进行封边处理 ， 不锈钢罩接 口采用搭接 处理 ， 搭接宽度为 2 c m， 搭接部位涂刷聚脲进行封 闭 处 理 。 在施工过程中， 对面板表面接缝止水施工各工序 质量严格检查控制 ， 对业 主、 设计 、 监理提 出的质量 问 题及时积极研究对策 ， 通过现场工艺试验不断整改提 高施工质量。面板表面接缝止水质量满足设计要求 ， 安全 鉴定 为合 格 。 参 考文 献 ： 1 能泽斌 ， 黄 良锐 ， 李晓鄂 ， 等 水布垭 大坝止水 系统设计 与试验 研 究 J 人 民长江 ， 2 0 0 7 ， ( 7 ) ： 4 1 4 6 2 冯光伟 ， 程德虎 ， 李明新 ， 等 大 断面 U形预制渡槽 止水构件 试验 与设计优化 J 人民长江 ， 2 0 1 3 ， ( 1 6 ) ： 1 51 9 ( 编 辑 ： 胡 旭 东) F a c e s l a b j o i n t s e a l o f L i y u a n Hy d r o p o w e r S t a t i o n a n d q u a l i t y c o n t r o l ZHUO Zh a n we i ，CAO W e n b o ( N o 1 C r o p s o f H y d r o p o w e r E n g i n e e r i n g of t h e C h i n e s e A r m e d P o l i c e F o r c e ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 2 ， C h i n a ) Abs t r a c t： J o i n t s e a l o f f a c e s l a b i s t he k e y t o s e e p a g e c o n t r o l o f c o n c r e t e f a c e da m，wh i c h a f f e c t s t h e d a m s a f e t y a n d s t a bi l i t y a f t e r t h e s t o r a g e T a k i n g L i y u a n Hy d r o p o w e r S t a t i o n a s a c a s e，t h e p e r i p h e r a l j o i n t s ，v e r t i c a l j o i n t s a n d c r e s t j o i n t s s t r u c t u r e a r e o pt i mi z e d i n c o mb i na t i o n wi t h t h e i ns i t u p r a c t i c eTh e o p t i mi z a t i o n ma de s u r e t ha t t h e q u a l i t y o f s l a b c o nc r e t e me t t he r e q ui r e me n t o f t h e s t r u c t u r a l s a f e t y a n d o p e r a t i o n f u n c t i o n 。T h e p o s t q u a l i t y a n a l y s i s r e s u l t s s h o we d t h a t the j o i n t s e a l q u a l i t y o f f a c e s l a b me t t h e d e s i g n r e q u i r e me n t T h e e x p e r i e n c e c a n b e u s e d f o r o t h e r c o n c r e t e s u r f a c e j o i n t s e a l c o n s t r u c t i o n Ke y wo r d s ： j o i n t s e a l ；w a t e r s e a l i n g b o a r d；q u a l i t y c o n t r o l ；L i y u a n Hy d r o p o we r S t a t i o n ( 上接第 5 O页 ) 参考 文献 ： 1 】 谭界雄 ， 高大水 ， 王秘学 ， 等 白云水 电站混凝 土面板堆 石坝渗 漏 处理技 术 J 人 民长江， 2 0 1 6 ， 4 7 ( 2 ) 2 黄朝君 ， 杨小云， 夏杰 丹江 口初期 工程 大坝上 游面水上 裂缝检 查 与处理 J 人 民长江， 2 0 1 5， 4 6 ( 6 ) 3 黄朝君， 李方清， 周荣 丹江口初期工程大坝上游面水下裂缝检查 与处理 J 人 民长江 ， 2 0 1 5， 4 6 ( 6 ) ( 编辑 ： 郑 毅 ) T r e a t me n t t o c o n c r e t e c r a c k s o f p r o j e c t o f c r o s s i n g Z h a n g h e R i v e r o f M RP i n S o u t h t o No r t h W a t e r Di v e r s i o n HAN Yo n g x i ，YUE Ge n g ( N o 1 C r o p s of H y d r o p o w e r E n g i n e e r i n g of t h e C h i n e s e A r m e d P o l i c e F o r c e ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 8 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： An i n s p e c t i o n t o t h e r i v e rc r o s s i n g p r o j e c t o f Z h a n g h e Ri v e r ，i n MRP o f S o u t ht oNo r t h Wa t e r D i v e r s i o nw a s c a r rie d o ut ，a n d t he c o nc r e t e c r a c ks we r e f o u nd a t s o me pa r t s s uc h a s t un n e l bo d y s e c t i o n ，o u t l e t s l u i c e s e c t i o n a n d s p i l l i n g c h u t e s e c t i o nA c l a s s i f i c a t i o n wo r k wa s c o n du c t e d t o t h e s e c r a c k s a c c o r d i n g t o t h e r e g ul a t i o n s o f MRPTh r o ug h r e s e a r c h ， t he Ic l a s s c r a c k wa s t r e a t e d b y c h ut ec u t t i n g a n d c r a c k pa t c h i n g，a nd t he I Ic l a s s c r a c k wa s t r e a t e d b y c h e mi c a l g r o ut i n g Th e t r e a t me n t p r o c e s s a n d a t t e nt i o ns we r e p r e s e nt e dTh e e f f e c t s o f d i f f e r e nt me t ho d we r e e v a l ua t e d a f t e r t h e t r e a t me n t ， i t s h o ws t h a t t he I c l a s s c r a c k wa s t r e a t e d wi t h s a t i s f y i ng e f f e c t ，b u t t he me n di ng e f f e c t for I Ic l a s s c r a c k n e e d s t o be s t r e n g t h e ne d Ke y wor ds ：c h u t ec u t t i n g a n d c r a c k pa t c h i ng；pr es hr i n ka g e mo t o r ；c h e mi c a l g r o u t i n g；p o l y ur e t h a ne：c o n c r e t e c r a c k