南水北调东线某大型泵站混凝土表面裂缝处理.pdf

广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S&H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I NG 2 0 1 5 ( 5 ) 工程整治 南水北调东线某大型泵站混凝土表面裂缝处理 汪 露， 张敏 ， 荣海北 ， 张祯， 周星宇 ( 江苏省洪泽湖水利工程管理处 ， 江苏洪泽2 2 3 1 0 0 ) 【 摘要】 南水北调东线第一期工程某大型泵站在主体混凝土浇筑后， 在泵站的出水流道墩墙、 上游右侧翼墙、 站身 门洞 、 清污机桥墩墙等部位发现有竖向、 应力 、 不规则浅层等3 种类型裂缝共 3 8 条 ， 其中缝宽大于0 2 5 m i l l 的 l 9 条。分析其成因， 对缝宽大于0 2 5 n q m的裂缝采用“ 壁可” 注入法进行修补 ， 对缝宽小于O 2 5 IT l m的不规则浅层裂缝 采用G M9 0 1 多功能有机硅混凝土保护剂进行处理。处理后经运行观测 ， 效果良好。 关键词 泵站； 混凝土裂缝； 分析； 处理 中图分类号】 T V 5 4 4 ； T V 6 9 8 2 3 1 文献标识码】 B f 文章编号】 1 0 0 3 1 5 1 0 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 5 5 0 3 l 基本情 况 南水北调东线第 一期工程某大型泵站 ， 为 I等 大( 1 ) 型工程， 设计调水流量 1 5 0 m s 。主体工程包 括 ： 泵站、 清污机桥 、 跨河公路桥以及管理设施等。 选用 5台套水泵机组 ， 设计净扬程 2 4 5 i n ， 设计单机 流量 3 7 5 01T l s 。 在2 0 1 0 年 1 O 月 2 0 1 1 年7 月期间浇筑主体混 凝土 ， 同时进行 了多次现场混凝土裂缝普查 ， 发现 有各类裂缝3 8 条 ， 其中缝宽大于0 2 5 m m的l 9 条。 裂缝主要分别在泵站出水流道墩墙 、 上游右侧翼 墙 、 站身门洞上 口以及预埋通风管的挡水墙背水 侧 ， 在清污机桥墩墙和泵站出水流道侧墩墙出现不 规则浅层裂缝 。经定期观测 、 现场钻孔取芯 ， 按裂 缝宽度、 长度及深度， 将发现的裂缝分为竖向裂缝 、 应力裂缝和不规则浅层裂缝等3 种类型。经钻孑 L 取 芯测 量 ， 裂缝 最大 深度 为 3 a m， 未发 现贯 穿性 裂 缝 。竖 向裂缝 ， 通过观测缝宽大于 0 2 5 mm的有 1 2 条 ， 主要特征是裂缝从墩墙与底板交界处开始向上 展开且呈竖向布置 ， 缝宽 0 2 60 4 0 mm不等 ， 缝长 1 4 I n ， 主要分布在泵站 出水流道墩墙和上下游右 侧翼墙迎水 面。应力裂缝 ， 通过观测缝宽大于 0 2 5 m i t t 的有 7条 ， 主要 特征是 裂缝 出现在应力集 中位 置 ， 缝宽0 3 00 4 1 m m不等 ， 缝长0 61 8 m不等 ， 主要分布在沿站身门洞上 口以及挡水墙顺预埋通 风管方向。不规则裂缝， 主要特征是缝浅而细短并 呈不规则状 ， 主要分布在清污机桥墩墙和泵站出水 流道墩墙 ， 有 1 2 6 m 。 2 裂缝成 因分析 叫 ( 1 )清污机桥 墩墙和泵 站流道层施工期 均在 2 0 1 0 年 1 2 月 2 0 1 1 年3 月期 间， 这是一年中最寒冷 的季节， 已浇筑成型的混凝土不能洒水养护， 仅靠 延缓拆模时间 、 搭大棚 、 焦炭炉蓄热升温进行养护 ， 环境相对湿度不足 ， 混凝土表面水分缺失 ， 养护条 件受制约等， 是混凝土表面出现裂缝原因之一； ( 2 )清污机墩墙浇筑时未采取封闭洞 口等防窜 风措施 ， 泵站流道层浇筑时尽管采取 了封闭洞 口等 防窜风措施 ， 但未加缓蒸发剂 ， 窜风导致在塑性状 态的混凝土表面“ 结壳” ， 是混凝土表面产生不规则 浅层裂缝 的原因之一 ； ( 3 ) 在浇筑工艺上把关不严 ， 如浇筑坯厚超标 ， 布料点间距过大， 布料不均匀， 有少振、 欠振、 振捣 棒赶料等现象 ， 局部泌水未及时排除 ， 振捣棒未插 入下一坯 5 c m以上等 ， 是产生竖 向裂缝和混凝土表 面不规则裂缝 的原因之一 ； ( 4 )出水流道顺水流 向长度较长且为变截面 ， 受底板约束较大 ， 易产生竖 向裂缝 ； ( 5 ) 上游翼墙墙身迎水 面弧长为 3 3 9 2 m， 长度 较长且为空箱结构 ， 受底板及顶板约束较大 ， 易产 生竖向裂缝 ； ( 6 ) 预埋通风管的挡水墙沿管线方向及预留孑 L 【 收稿日期】 2 0 1 5 - 0 5 - 2 5 【 修回日期】 2 0 1 5 0 8 2 8 【 作者简介】 汪露( 1 9 8 7 一 ) ， 女， 江苏仪征人 ， 江苏省洪泽湖水利工程管理处助理工程师， 学士， 从事泵站_T程运行管理工作。 5 5 汪露 ， 张敏 ， 荣海北 ， 等 ： 南水北调东线某大型泵站混凝土表面裂缝处理方法 洞上 口应力较集中， 易产生应力裂缝 。 3 裂缝 处理 1 - 3 按照设计规范要求 ， 对混凝土缝宽在0 2 5 m m 以上裂缝 ， 必须进行维修补强处理 。经过建设 处 、 监理公 司 、 施工单位 多次讨论 ， 并咨询南京水利科 学研究 院 、 江苏 省建筑材料 科学研究 院等科研 机 构 、 结合江苏省多项水利工程施工经验 ， 对缝宽大 于0 2 5 mm的竖 向裂缝和应力裂缝采用 “ 壁可” 注人 法处理 ； 对缝宽小于0 2 5 m m的竖向裂缝 、 应力裂缝 和不规则浅而细 的裂缝采用有机硅混凝土保 护剂 进行处理。 、 3 1 缝宽大于0 2 5 mm的处理方案 采用 日本 S HO B O N D建设株式会社开发 的“ 壁 可” 注入法对混凝土结构裂缝修进行补。 3 1 1 “ 壁可” 注入法的原理和特点 “ 壁可 “ 注入法是通过密封胶将裂缝表面封闭 和安装注入座 ， 在通过压力恒定 的注入器裂缝注入 树脂胶来实现结构的完美修复的方法。这种修复 方法具有一下特性 ： ( 1 ) 作 简单 ， 不需要对 裂缝进行钻孑 L 、 凿槽 等 处 理 ； ( 2 ) 胶过程 自动完成 ， 节省人力； ( 3 ) 注胶过程 中压力恒定 ， 不受裂缝 中空气阻 力影响 ， 裂缝最里面0 0 2 mm处也能充满胶体 ， 实现 完美修复； ( 4 ) 在胶体固化过程中不受外界影响， 构件在 有振动 的情况下也能完美进行修复。因此 ， 在一些 施工 中不影响桥梁的正常开放通行 。 3 1 2施工方法 ( 1 )裂缝标记 。对需要修补 的裂缝进行标记 ， 用 1 0 倍的裂缝观测仪对裂缝宽度进行测量， 同时量 出每条裂缝的长度 ， 标注于裂缝旁做好相应记录。 干燥环境 的裂缝和潮湿渗水环境 的裂缝分别汇总 ； ( 2 ) 材料设备准备 。灌浆器 ， 每延米 2 3 套 ， 缝窄取大数， 缝宽取小数 ， 按预计注浆量选择灌浆 器型号 ， B L 型注入过程中可补充浆液 ， D D型注入过 程 中不补充浆液。封 口胶 ， 每延米缝长 0 2 k g ， 干燥 环境选用# 1 0 1 ， 潮湿 、 渗水环境选用WB S E A L 型。 灌注胶 ， 干燥环境选用 B L G R O U T， 潮湿 、 渗水环境 选用 WB G R O U T， 每延米裂 缝用量( k g ) 为 0 0 1 1 5 缝宽mmX 缝深c m+ 0 1 3 ； ( 3 ) 基层处理 。在混凝土表面沿裂缝走 向宽 5 c m用钢丝刷清理干净 ， 然后用潮湿毛 巾清理掉混凝 土表面灰尘和用丙酮对油污进行清理 ， 最后用封 口 胶对有损伤的混凝土进行表面修复； ( 4 ) 放置注入座 ， 封闭裂缝 。在清理好的混凝 土表面 ， 选择较为平整处沿裂 口走 向按 3 只， m放置 注人座 ， 在裂缝分叉处要增加 注入座 的放置数量 ， 而裂缝 宽度较大时需要按 2只， m来放 置。注入 座 在放置方法是用干净的抹刀按7 ： 3 的重量比分别取 封 口胶主剂和硬化剂放在托板进行搅拌均匀 ， 取少 量把注入座粘贴在混凝土表面。封闭裂缝 ， 用封刀 在裂缝 宽度 5 c m范 围内刮抹 2 m m厚度的封 口胶 ， 有龟裂现象裂缝 口处要把封 口胶的厚度增加到 8 1 0 c m ； ( 5 ) 注入灌 注胶 。把注入器连接在注入座后 ， 用容器取2 ： 1 的灌注胶主剂和硬化剂混合均匀。将 混合好 的灌注胶放入黄油枪 ， 倒置黄油枪推动活塞 排除空气 ， 到过滤器有胶流 出， 连接注入器 ， 用黄油 枪开始注入到橡胶管膨胀到充满 限制套 时即转换 到下一个注入器继续。裂缝是水平走向时， 是从两 端的一端向另一端一个一个地进行注人浆体 ， 当裂 缝走向是上下或者倾斜时需要注意的是需要从低 端 向上挨个进行 。在裂缝较深或者空间 比价大时 ， 要及时对注入器里 的浆体进行补充 ， 直至注入器一 直保持膨胀状态 ； ( 6 ) 表面修饰。固化后除去注入器 和注入座 ， 用砂轮机把封 口胶打磨平整， 达到外观平整、 颜色 基本一致。 3 2 缝宽小于0 2 5 mm不规则浅细裂缝的处理方案 根据江苏省多项水利工程施工实例和处理效 果 ， 经过 比选 ， 针对泵站进 、 出水 口廊道和清污机墩 墙 混凝 土表面 浅细不规 则 的裂缝 ( 缝 宽小于 0 2 5 mm) ， 采用南京水利科学研究院研制的 G M9 0 1 多功 能有机硅混凝土保护剂进行处理。 3 2 1 G M9 0 1 特 点 G M9 0 1 是 以有机硅为 主成分 的新 型混凝 土保 护剂 ， 它能渗入到混凝 土内一定深度 ， 其活性基团 与混凝土 的一 O H起化学反应 ， 形成硅 氧键 ， 从而与 混凝土表面牢固地连接起来 ， 一 C H 3 基团定 向朝外 ， 形成无色的憎水保护层。同时渗入混凝土毛细孔 中， 在毛细孔表面也形成憎水层 。水在憎水表面的 毛细孔 中形成 凸形弯月面 ， 产生反毛细孔现象 ， 因 而防水性能明显提高 。涂敷后混凝土外观不变 ， 无 涂层剥落 ， 渗透深度 37 m m。 广西水利水 电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 o 1 5 ( 5 ) 3 2 2 施工方法 ( 1 ) 外观检测 ： 对各基面进行深度检测 ， 基面处 ( 1 ) G M9 0 l 保护剂配料 ： 甲组份与乙组份 的重 量比是9 ： 1 ， 混合均匀即可； ( 2 ) 涂布方式 ： 喷涂 、 刷涂 、 浸渍均可 。用量 ： 1 5 02 0 0 s m ； ( 3 ) 技术要求 ： 混凝土在正常养护后 ， 自然干燥 7 d ， 即可涂布 ， 涂布面应无灰 、 无油 、 无碎屑物 ， 涂布 后 1 d内防雨淋 ； ( 4 ) 施工 注意事项 ： 彻底清除混凝土表面 的水 泥沫、 疏松物质、 灰尘及油脂等； 根据配比充分进行 搅拌， 直到颜色一致为止； 在材料的可使用时间内 完成操作 ； 在混合过程中不能掺入任何稀释之类 的 溶剂 。 3 - 3 施工质量控 制 基面必须干燥 ， 基面处理结束后 ， 应验收合格 ， 方可进行下道工序的施工 。用 钢针插试法测定涂 层厚度 ， 不满足设计要求要及时补救。用标准直尺 靠施工层面， 各部位应满足平整度要求。不得有接 缝 、 麻面和流挂等现象 。 3 4 检测方法和标准 施工前对原材料进行试验检验 ， 将原材料检测 报告、 合格证及抽检报告及时报送监理工程师。施 工期间每班次对施工拌和料的均匀性进行抽检 ： 理情况进行 目测 ； ( 2 ) 涂层厚度检测 ： G M9 0 1 多功能有机硅混凝 土保护剂厚度采用插针法检测， 每处不少于3 个测 点， 测点数据满足厚度要求； ( 3 ) “ 壁可” 注入法修补裂缝完成 7 d 后 ， 对裂缝 进行超声波检测 ， 纵波速不小 于4 0 0 0 r r d s ， 且不低 于修补前波速。其中渗水裂缝必须进行压水检测 ， 不渗水为合格。 4结语 南水北调东线第一期工程某大型泵站在 主体 混凝土3 8 条各类裂缝经过修补处理 ， 通过了监理公 司组织的验收 ， 泵站运行正常 ， 达到预期效果。 参考文献 【 1 】 郭仕万， 肖欣 ， 赵和平 混凝土施工中的裂缝控S U J 山 西水利科技 ， 2 0 0 0 ( 4 ) ： 2 1 2 2 【 2 】 牛紫龙， 冯东翔， 李福恩 混凝土施工中温度裂缝的分析 与控制 J 工程建设， 2 0 0 6 ( 1 ) ： 5 7 5 9 【 3 段峥， 马朝雷， 王莉莉 现浇大体积混凝土裂缝的成因 与 防治 J 混凝土 ， 2 0 0 3 ( 5 ) ： 4 8 4 9 ( 责任编辑 ： 周群 ) Co n c r e t e s u r f a c e c r a c k t r e a t me n t f o r a l a r g e - 。 s c a l e p u mp s t a t i o n o n E a s t e r n L i n e o f S o u t h - - t o - _ N o r t h Wa t e r De l i v e r y P r o j e c t W ANG Lu，ZHANG Mi n，RONG Ha i b e i ，ZHANG Zh e n，ZHOU Xi n g y u ( H o n g z e L a k e Wa t e r C o n s e r v a n y C o n s t r u c t i o n A d m i n i s t r a t i o n D e p a r t m e n t o f J i a n g s u P r o v i n c e ， H o n g z e 2 2 3 1 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： A t a l a r g e s c a l e p u m p s t a t i o n o n t h e E a s t e r n L i n e o f S o u t h t o N o rt h Wa t e r D e l i v e r y P r o j e c t ， 3 8 c r a c k s o f t h r e e k i n d s ，i n c l u d i n g v e r t i c a l ，s t r e s s a n d i r r e g u l a r s h a l l o w k i n d s ，w e r e f o u n d o n t h e o u t f l o w p a s s a g e p i e r s ，u p - 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