某渡槽混凝土立墙裂缝化学灌浆处理实践.pdf

第 4 5卷 第 1 O期 2 0 1 4 年 5 月 人 民 长 江 Ya ng t z e Ri v e r Vo 1 45 No 1 0 Ma y， 2 01 4 文章编 号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 4 ) 1 0 0 0 4 90 3 某渡槽混凝土立墙裂缝化学灌浆处理实践 王 大 勇 ， 教 婷 婷 ， 周 政 ( 1 中国水 电基础 局有限公司 天津 3 0 1 7 0 0； 2 龙 头桥 水库管理处 ， 黑龙江 宝清 1 5 5 6 0 0 ) 摘要 ： 南水北调 中线 禹长三标矿务局 南沟渡槽在浇筑 完工后 检查发 现 ， 混凝 土立墙表 面有细微 裂缝 等质量缺 陷。分析裂缝产 生的原 因后 ， 认为在渡槽 立墙浇筑时适缝夏 季 ， 因赶 工期 ， 混凝土养护 未能及 时到位 ， 致使 混 凝土 内外部温差增 大， 最终导致 混凝 土表 面产 生裂缝 。经研究 决定采 用化 学灌浆 的方 法对裂缝进 行修 补 处 理。详细介绍 了裂缝修补 灌浆的施 工方法 、 工艺流程 以及在 处理 过程 中应注意 的事项。事后检 查 ， 处理效 果 满 足 抗 渗 要 求 。 关键词 ： 混凝土裂缝 ； 环 氧浆液 ； 化 学灌浆 ；渡槽 中 图 法 分 类 号 ：T V4 3 1 文 献 标 志 码 ：A 1 工程概况 度、 表面覆盖保温膜养护等T 的产生。 南水北凋中线禹长三标位于河南省许昌市的禹州 市 境 内 ， 属 于南 水北 调 中线 一 期 工 程 总 干渠 第 渠段 ( 沙河南 一黄河南 ) 的一部分 ， 矿务局南沟排水渡槽工 程位于河南省禹州市新峰矿务局 东南、 陈 口村西北约 3 0 0 m 处 ， 主要 由槽 身段 、 落 地槽 段 、 连接 段 、 上 游 进 口 段和 下 游 消 能 防 冲段 等 5部 分 组 成 ， 建 筑 物 总 长 2 5 8 2 m， 其中槽身段长 7 8 0 m， 进 出口段各长 8 1 I m 和 9 9 1 m，槽身 上部为预应力矩 形槽结 构 ， 长 7 8 0 I I 1 ， 共 3跨 ， 跨 距 2 6 0 m， 槽 底 纵 比降 1 5 0 0， 进 口底 板 高程 1 3 0 2 0 m， 出 口底 板 高程 1 3 0 0 0 m。矩 形流 水槽 底板净宽 5 0 m， 厚 4 0 C I I I ， 侧墙高 2 1 m， 厚 4 5 c m， 采 用 C 5 0预应力混凝土浇筑。槽墩( 台) 设 G P Z系列盆 式橡胶支座 ， 每跨跨端各设 一套 4个 支座 ， 即一个 固 定 、 两个 单 向 、 一个 活动 。 矿 务 局南 沟排 水 渡 槽 工 程 于 2 0 1 2年 1月 7 日开 工 ， 2 0 1 3年 8月 9日完工 ， 历 时 5 8 1 d ， 其 中槽 身混凝 土 浇筑 与 进 、 出 口段 混 凝土 2 0 1 2年 4月 1 7 E t 开始 施 工 ， 2 0 1 3年 8月 9 日完 成 。 混 凝 土 施 工 经 历 了 春 、 夏 两个季节 ， 特别是夏季施工时， 因没有采取任何降温措 施 ， 拆模 后发 现立 墙 中部 有细 微裂 缝 ， 后期 施工 采 取 了 一 系列如优化调整混凝 土配合 比、 降低混凝 土入仓温 2 渡槽施工顺序 施 工 准备一 钻 孔 灌 注 桩 施 工一 承 台 ( 槽 台 ) 开 挖 及 混凝 土 浇筑一 墩 台 、 墩 帽施 工 一 槽 身施 工 一 进 口涵 洞 段 、 出 口落地 槽段 及 出 口桥 涵段 施工 一 上游 引渠段 、 上游进 口段 、 进 口连接段、 下游消能防冲段施工。 3 裂缝 统计情况 南 沟排 水 渡槽 中跨 底板 混 凝 土 在 2 0 1 2年 7月 2 5 2 6日浇筑完 成 ， 中跨 槽 身边墙 的倒 角 以上部 分 ， 于 8 月 9日混凝 土浇 筑 完 成 。后 经 现 场 排 查 ， 在 渡 槽槽 身 中跨 右 侧 墙 上 部 发 现 有 2条 裂 缝 ， 裂 缝 宽 度 均 小 于 0 1 2 m m， 长度 为 1 6 2 1 m。其 他部 位 有 两 处 蜂 窝 麻 面 ， 属 于 质量 缺 陷 ， 需要 处 理并 备案 。裂缝 详 细统计 结 果见 表 1 。 4 裂缝 产生原 因分析 混 凝 土裂缝 产 生 的原 因是多 方面 的 ， 具 体而 言 ， 可 以分 为收 缩性 裂缝 和温 差裂 缝两 类 。收缩 裂缝 的主要 影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量， 混凝土中 的用 水 量 和水 泥用 量越 高 ， 选 用水 泥 品种不 同 ， 干缩 、 收 缩 的量也 不 同 ， 混 凝 土 在 逐渐 散 热 和 硬 化 过 程 中 引 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 3 2 0 作者简 介： 王 大勇， 男， 工程 师 ， 主要从事 水利 水 电工程施 工管理 工作。E ma i l ： f e c w d y 1 6 3 c o m 5 0 起 的收缩 ， 会产 生很 大 的收缩应 力 ， 如果产 生 的收缩 应 力超 过 当时 的混凝 土极 限抗 拉 强 度 ， 就会 在 混 凝 土 中 产生 收缩 裂缝 。温差 裂缝 的 主要影 响 因素是水 泥水 化 热 引起 的 混凝 土内 部 和混 凝 土 表 面 的温 差 过 大 ， 由于 聚集在混凝土内部的水化热不容易散发 ， 混凝土 内部 温度将 显著 升高 ， 而混 凝土 表面则 散 热较快 ， 形成 了较 大的温度差 ， 使混凝土 内部形成压应力 ， 表面产生拉应 力 ， 此 时 ， 混 凝土 龄 期 短 ， 抗拉 强 度 很 低 。 当温 差产 生 的表 面抗 拉 应力超 过 混 凝 土极 限抗 拉 强度 ， 则会 在 混 凝 土表 面产 生裂缝 。 表 1 矿务局南沟渡槽裂缝统计 笔 者分 析认 为 ， 在 渡槽 立墙 浇筑 中 ， 所用 到 的混凝 土为高强混凝土 ， 单位体积水泥用量大， 浇筑时， 适逢 夏季 ， 天气 炎热 ， 表 面水 分 蒸 发快 ， 进 一 步 加 剧 了混 凝 土 内外 部 温差 ， 加 之 由于为 加快施 工进 度 ， 混 凝 土养护 没有及 时 到位 ， 由此 在混 凝 土 表 面 产生 了微 细 裂缝 等 质量缺 陷 。 5 裂缝处理 方案 5 1 裂缝处理方案选择 根 据 混 凝 土 结 构 质 量 缺 陷 及 裂 缝 处 理 技 术 规 定 5 4条 款 “ 混 凝土 结构 裂缝检 查判 别标 准”， 对 应裂 缝分类标准规定 ， 即由表 2中的数值判断， 渡槽裂缝属 于 类 缺陷 。根据 中国水 电基 础局 有 限公 司以往 的施 工 经验 ， 选择 了化 学灌浆 的处 理方 法 。 表 2不 同宽 度 裂 缝 的 处 理 措 施 5 2施工方 法及 工艺 5 2 1 灌浆材料 该 工程裂 缝 修 补 灌 浆 应 达 到 补 强 和 防 渗 双 重 目 的 ， 选 用环 氧类 浆液 处 理 较 为 合适 。灌 浆 材 料 拟选 用 中国水 电基础 局有 限公 司科 研所 研 制 的 J x 系列 改 性 环氧 浆材 ， 分为 A、 B组 分 ， 结 合 禹长 三 标 排 水 渡 槽 混 凝 土 强度等 级 ( C 5 0 ) ， 确定 浆 材配 比 ， 其 主要 性 能指 标 为 ： 粘 接强 度 61 6 8 MP a s ， 2 8 d抗 压 强 度 不 小 于 5 0 MPa。 灌 浆材 料 的配制应 遵循 “ 少量 多 次 ” 的原 则 ， 初 步 确 定 每次配 浆 量 不 超 过 5 L 。配 浆 分 两 步 进 行 ， 在 室 内将 A、 B组分利用台秤或天平分别称量 ， 保证浆液配 比的准确性。在现场进行两种组分材料混合 ， 可采用 手 工方 式或 小型搅 拌机 搅拌 浆液 。 5 2 2机 具 准备 手 提磨光 机 、 小 型 空压机 、 自动灌浆 泵 或手动 灌浆 泵 ( 小 型 、 可显 示压 力 ) 、 电 吹风 、 钢 丝 刷 、 抹 刀 、 橡 胶 手 套 、 棉纱 、 毛刷 、 小 型喷雾 器 、 拌 和桶 等 。 5 2 3 处 理 方 法 及 工 艺 流 程 综合 考虑 该工程 混 凝 土 结 构形 状 和裂 缝 类 别 ， 确 定采 取贴 嘴灌 浆工 艺对 裂 缝 进 行化 学灌 浆 处 理 ， 通 过 粘贴专门的注浆嘴将浆液灌人混凝土裂缝且尽量减少 再次 损伤 混凝 土 。施 工工 艺流 程分 为前 期准 备一 清缝 洗缝一 布孔 一贴 嘴封 缝一 压风 检查一 注浆 一 现场 清理 一 验 收 。 ( 1 )前期 准备 。按 照 技 术 要求 准备 相 关 机 具 、 材 料 、 人 员就 位 。准备充 足 的备用 物 品 、 环境 安全 防 护用 品等 。 ( 2 )裂缝 周边 清 理 。在 混凝 土 裂缝 位 置 ， 采 用 角 磨 机对 缝 面进行 打磨 ， 清 除混凝 土裂缝 两 侧各 5 c m范 围 内的杂物 ， 直 至缝 面表 面浮渣 清 除干净 ， 打磨 干净 后 进行 清缝 ， 裂缝 及表 面用 风吹净 。 ( 3 )布孑 L 。按骑 缝 孔 形 式埋 设 灌 浆 嘴 ， 灌 浆 嘴 间 距 为 2 0 3 0 C IT I ， 在裂缝 末 端 布置 一 个灌 浆 贴 嘴 ， 灌 浆 嘴 兼起 排气 嘴和 出浆 嘴作用 。 ( 4 )贴嘴、 封缝。使用胶粘剂把贴 嘴粘贴在贴嘴 布孔位置 ， 并用定位针穿过灌浆贴嘴 ， 保证贴嘴位置 、 方向准确、 牢 固， 能承受最大灌浆压力。贴嘴应按 白下 而上顺序编号 ， 并绘制贴嘴布置图。贴嘴完成后 ， 采用 结 构胶 封缝 。 ( 5 )风 压 检 查 。灌 浆 前 采 用 压 力 为 0 20 5 MP a的压力 风将 对裂 缝 中 的粉尘 冲 孔 外 ， 压 气 检 查 灌浆嘴与裂缝畅通情况 ， 以确定是否可以灌浆或是否 需 要 重新埋 灌 浆 嘴 ， 检 查 封 缝 是 否有 效 ， 有 无 漏 气 现 第 1 0期 王大勇 ， 等： 某渡槽 混凝 土立墙裂缝化 学灌 浆处 理实践 51 象 。 ( 6 )灌浆 及 结束 标准 。灌浆 前 ， 应 将 所 有 孔 ( 嘴 ) 上 的阀 门全 部打 开 ， 用 压 缩空 气将 孔 内 、 缝 内的积水 尽 量 吹挤 干净 ， 并争 取 达到处 于干燥 或无 水状 态 ， 然后 准 备灌浆。因该工程的裂缝为细微裂缝 ， 所 以采用较长 凝 结 时 间 的 J X浆 液 。 灌 浆按 下而 上 的顺序 进 行 ， 灌浆 压 力 为 0 2 0 5 MP a ， 在上部灌浆嘴有浆液流出时 ， 及时塞紧上部漏浆 的灌 浆 嘴 。灌浆 结 束 标 准 为灌 浆 压 力 达 到 0 5 MP a ， 吸浆 率 小 于 0 0 1 L m i n时 ， 持 续 灌 注 3 0 mi n ， 即可 停 止灌 浆 。 若 在灌 浆 时 ， 相邻 上 部灌 浆 嘴不 出浆 ， 则在 两个 灌 浆 嘴 之 间 加 一 个 灌 浆 嘴 ， 并 在 适 当 的 位 置 加 出 浆 嘴 ( 出气嘴) ， 进行二次灌浆。若二次灌浆还不 出浆 ， 则 不再 灌 浆 。灌浆 过 程 中详 细记 录灌 浆 压 力 和 注 浆 量 ， 以保 证 施工 质量 和施 工 资料 的准 确性 。 ( 7 )冲洗灌 浆设 备 管路 。灌 浆结 束 后 ， 关 闭孔 ( 嘴) 口阀门， 立 即拆卸管路 ， 并用丙酮 冲洗管路和设 备 。 ( 8 )拆除灌浆嘴。灌浆结束后 ， 待灌浆材料达到 龄期 并 且有 一定 强度 ， 凿 除 清理 掉灌浆 嘴及 封 缝胶 。 5 2 4 裂缝封堵施 工工艺及 聚氨酯材料 该工程采用手刮聚氨酯材料封堵裂缝 ， 聚氨酯材 料具 有 高 弹性 、 高强 度 、 优 异 的 防水 性 能 ， 并 对 混 凝 土 有 良好 粘接 性能 。 封堵时， 聚氨酯涂层与底 材的粘接 面采用专用底 涂料 ( 或 环 氧底 涂 料 ) 涂 刷 在 干净 的基 层 表 面 ， 4 h后 ( 2 5 。 c左右 ) 表 面拉 丝 ， 即可进 行后 序 施工 。 手 刮聚 氨酯 涂层 的施 工 工 艺 为 ： 裂 缝 化 学灌 浆 结 束 ， 待 灌 浆材 料达 到龄 期并 具有 一定 强度 ， 凿 除清 理掉 灌浆 嘴及 封缝 胶 。用 角磨 机 打磨 ( 宽 1 0 c m， 两 侧 宽度 各 5 a m， 长 度超 出裂缝 缝 端 1 0 C lT I ) 混凝 土 裂缝 面 ， 再 清 除混凝 土 表面 的 灰 尘 、 浮 渣 。混 凝 土 表 面 清理 干 净 后 ， 用 专 用腻 子填 补 混凝 土表 面较 大 的孑 L 洞 ， 待孔 洞填 补好 后 ， 涂刷 界 面剂 ， 待 界 面 剂 表 面 干燥 后 ， 刮涂 聚氨 酯 弹性 体涂 层 ( 宽 1 0 c m、 厚 2 m m) 。涂 刷 完 聚氨酯 弹 性体 涂层 后 ， 2 4 h内不 能有 水 浸 泡 。施 工 完 成 的涂 层 3 d 后 可 以达 到使 用 的强度 要求 。 6 裂缝处理效 果检 查 效果 检查 在 裂缝 处理 一个 月后 进行 。根 据监 理要 求 ， 随机 抽 取两处 灌浆 裂 缝进 行压 水 和取芯试 验 。 从 压水 结果 看 ， 混 凝 土 裂缝 中 已密 实 充 填 环 氧树 脂固结体 ， 能够满足抗渗的要求。从取芯结果看 ， 裂缝 中环 氧 树脂 固结 体充 填饱 满 ， 灌浆效 果 经鉴定 为 良好 。 7 结 语 混 凝土 裂缝 的产 生 原 因很 多 ， 由于 水 泥 水化 热 的 缘 故而 导致 的混 凝土 收缩 裂缝 和 温差裂 缝是 其 中的两 种 。根 据缝 长 、缝 宽 以及 缝 深 的不 同 ， 处 理 的施 工 工 艺也 不 同 ， 该 工程 采 用化 学灌 浆工 艺 ， 又 因为灌浆 应具 有补强和防渗的双重作用 ， 因此化灌浆液采用 J x系列 环 氧类 浆液 ， 经过 实 践 验 证 ， 对 裂 缝 的 处 理效 果 很 好 ， 方法简单 ， 且安全环保 ， 可为今后类似工程提供一些借 鉴 。 ( 编 辑 ： 赵 凤 超 ) Ch e mi c a l g r o u t i n g t r e a t m e nt f o r s i de wa l l c r a c k s o f a qu e du c t W ANG Da y o n g ，J I AO Ti n g t i n g ，ZHOU Zh e n g ( 1 S i n o h y d r o F o u n d a t i o n E n g i n e e r i n g C o ，L t d ，T i a n fi n 3 0 1 7 0 0 ，C h i n a ；2 Ma n a g e me n t O f fic e o f L o n g t o u q i a o R e s e r v o i r i n He i l o n g j i a n g Pr o v i n c e ，B口 o q i n g 1 5 5 6 0 0，C h i n 口 ) Abs t r ac t： Aqu e du c t c on c r e t e d e f e c t s s uc h a s s i d e wa l l c r a c k s we r e f o u nd a f t e r a n a qu e d uc t wa s f i n i s h e d i n Yuz h ou t o Ch a ng g e s e c t i o n o f Mi d d l e Ro u t e P r o j e c t o f S o u t h t o No r t h Wa t e r Di v e r s i o n I t i s p o i n t e d o u t t h a t t h e c r a ( 。 k s a r e i n d u c e d b y u n t i me l y c a - r i ng f o r a c c e l e r a t i n g c o ns t r uc t i on i n s u mme r p e r i o d Af t e r a na l y s i s，c h e mi c a l g r o ut i ng me t h o d wa s a d o pt e d t o r e p a i r t h e c o n c r e t e c r a c k s Th e g r o u t i ng c o n s t r u c t i o n me t ho d，t e c hn o l o g y pr o c e s s a nd s o me no t i ce s i n c o n s t r u c t i o n a r e pr e s e n t e d i n de t a i l Th r o u g h i n ve s t i g a t i o n，t h e g r o ut i ng t r e a t me n t wa s p r o v e d t o be e f f e c t i v e t o wa t e r s e a l i n g Ke y wor ds ： c o n c r e t e c r a c k；e p o x y mo r t a r ；c h e mi c a l g r o ut i ng；a qu e du c t 融 啦 观 一 全 一 一 安 一 一 源 一 一 水 一 一 水 一 一 水 一 溉 溺 一 用 一 一 饮 一 一 碗 斓 一 障 一 触 嘲 呆 锄 一 保 一 轴 瓢 一 施 一 船 躜 一 措 一 蠊 一 管 一 盗 一 监 一 踟 匕 一 化 一 一 强 一 跏 摹 蚤 挚 尊