唐河倒虹吸混凝土缺陷处理.pdf

第 4 9卷第 7期 2 0 1 3年 7月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 GA J U WA T E R RE S OURC E S A ND I t YI) R OP OWE R T EC I t N 0L OGY V0 1 4 9 N o 7 J u 1 ， 2 0 1 3 施工技术 唐河倒虹吸混凝土缺陷处理 张毅 ( 山西省水利水电勘测设计研究院， 山西 太原0 3 0 0 2 4 ) 摘要： 从唐河倒虹吸混凝土缺陷分析及处理过程， 总结混凝土缺陷产生的原因、 类型、 处理原则和方法及工艺等， 可 供今后类似混凝土施工和混凝土缺 陷处理借鉴 。 关键 词 ： 唐河倒 虹吸 ； 混凝土 ； 缺陷处理 中图分类号： T V 5 4 4 ； T V 6 7 2 5 文献标志码： B 文章编号 ： 2 0 9 5 0 1 4 4 ( 2 0 1 3 ) 0 7 0 0 5 3 0 3 1 工程概 况 唐河倒虹吸是南水北调中线京石段应急供水工 程 ( 石家庄至北拒马河段) 穿越唐河的大型交叉建筑 物 ， 工程等级为 I等 1 级。唐河倒虹吸工程 由进出 口渠道段 、 穿河渠道倒虹吸、 退水 闸、 导流堤、 附属建 筑物组成 ， 总长 1 5 4 2 4 m， 其 中倒 虹吸长 1 1 5 5 m， 倒虹吸管身采用三孔一联钢筋混凝土箱形 结构 ， 单 孔过水断面 5 5 mx 5 7 m，设计 防洪标准 1 0 0年一 遇， 校核防洪标准 3 0 0年一遇。 唐河倒虹吸设计流量为 1 3 5 m3 s ，对混凝土衬 砌质量要求高 。必须保证衬砌混凝土表面平整 、 光 滑。混凝土一旦存在麻面、 蜂窝 、 错台 、 内部架空及 裂缝等缺陷且未处理时 。 在高速水流冲击下 ， 将引起 局部紊流、 挑流和分离 ， 形成负压 和水流脉动 ， 引起 空化和空蚀 ， 最终致使结构破坏 ， 故必须对存在的混 凝土缺陷进行处理 ， 达到技术规范要求 ， 保证工程安 全运行。 2 混 凝土缺 陷分 类 、 处 理原则 及程 序 2 1 混凝土缺陷类型 混凝土工程典型质量缺陷包括挂帘、错 台、 蜂 窝、 孔洞、 麻面、 气泡、 止水偏离 、 裂缝 、 渗水 、 冻蚀剥 离等 本文重点介绍唐河倒虹吸工程混凝土施工 中 产生 的裂缝 、 蜂窝、 止水带破损 、 对销螺栓预 留孔及 钢筋露头、 气泡等缺陷问题。 2 2混凝 土缺 陷处理原 则 在进行混凝土缺陷修补前 ， 首先调查分析缺陷 产生的原 因。 根据混凝土的功能需要 、 工作环境 、 施 工条件等 。 选择安全可靠 、 先进环保、 经济合理的修 补方法。对于混凝土表面缺陷的修补 ， 采用磨平和 涂混凝土保护基液保护的方法 ， 宜多磨少补 、 宁磨不 凿， 尽量不损坏建筑物表面混凝土的完整性 ， 保证工 程 的质量 。 混凝土修补前应将不符合要求 的混凝土彻底凿 除； 清除松动碎块 、 残渣 ； 凿成陡坡后再用高压风水 冲洗干净 ； 采用比原混凝土强度等级高一级的砂浆、 混凝土或其它填料进行缺陷处理 ；修整部位应加强 养护 。 确保修补材料牢固黏结、 色泽一致 、 无明显痕 迹 。在满足设计要求及建筑物运行需要的前提下 ， 处理中严格遵循尽量减少损伤母体混凝土的原则。 2 3缺 陷处理 程序 缺 陷调查和素描 素描 图确认 基 面打磨凿 挖 基面确认 修补及养护 检测_ + 验收。 3混凝土缺 陷处理 方法 3 1 混凝 土 裂缝处理 2 0 0 5年 7月 3 0日第 1 8节倒虹吸管身段墙体 混凝土拆模后发现局部微细裂缝，经分析初步确认 是混凝土施工时内外温差过大 内外温升过快造成 的。针对微细、 不漏水 、 不继续伸缩及深度小于钢筋 保护层的裂缝采用混凝土表面涂抹处理。 3 1 1 微细裂缝的处理 ( 1 ) 在混凝土裂缝涂抹封闭前 ，使用钢丝刷将 裂缝两侧各 5 c m、 两端 1 0 c m范 围内混凝土基面的 附浆 、 薄弱表层刷除干净。用清水冲洗混凝土裂缝 ， 使待处理裂缝周 围表干、 洁净。 ( 2 ) 水泥基柔性防水材料的搅拌 ，使用砂浆搅 拌机或手提电钻配以搅拌齿进行现场搅拌 ，不宜采 用人工拌和。搅拌时问比普通砂浆要延长 2 3 mi n ， 最好先预搅拌 2 m i n ， 停 2 m i n后再二次搅拌 2 mi n ， 以便充分搅拌均匀。一次不要搅拌太多，搅拌好的 浆液要在工艺试验确定的适用时间内用完 。 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 7 0 6 作者简介 ： 张毅( 1 9 8 0 一 ) ， 男， 山西临县人， 经济师， 主要从事水利水电勘测设计管理。 5 3 2 0 1 3年第 7期 甘肃水利水电技术 第 4 9卷 ( 3 ) 使用硬毛刷蘸水泥基柔性 防水涂料 ，在裂 缝两侧各 5 c m范 围内涂刷。主层涂料要涂刷 3遍 ， 每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂 ， 且两次涂刷方向 最好是相互垂直。总厚度不小于 1 m m， 表面应抹平。 ( 4 ) 水泥基柔性 防水材料凝结后 ， 进行 自然养 护 ， 养护温度不低于 5 c C 。 3 1 2 较宽与深度较浅的裂缝的处理 较宽与深度较浅的裂缝应用充填法处理 ， 修补 材料直接填充裂缝 。 ( 1 ) 沿缝用切割机切出较规则 的条形状 ，用钢 钎或铁锤刻深约 3 e m、 宽约 5 e m的梯形槽 ， 将槽面 用清水清洗干净并烘干。 ( 2 ) 涂上界面剂 ， 然后填实嵌缝材料 ， 嵌缝材料 一 般为聚合物水泥砂浆或环氧胶泥 。 ( 3 ) 对于结构有止水防渗要求的表面裂缝可采 用刻“ U” 形槽嵌填塑性止水材 料 ， 裂缝两端凿槽处 理的范围顺延不小于 2 0 e m。嵌缝材料为水泥基柔 性防水材料或双组份聚硫密封胶 ， 也可采用涂刷水 泥基粘贴纤维布封闭措施处理。 3 - 2底板 混凝土蜂 窝处理 2 0 0 5年 6月 7日第 2 3节倒虹吸管身段底板混 凝土浇筑完成 ， 在拆模后发现底角出现蜂窝， 最大深 度 8 c m， 平均高度 5 c m， 长度约 2 0 m。经原因调查 分析 ， 确认是模板底部与混凝 土垫层之间缝隙不密 合漏浆导致。 ( 1 ) 用铁锤配合钢钎或冲击钻 ，将缺陷部位 内 松散 的混凝土凿除至密实面， 混凝土四周应凿成斜 坡 状 。 ( 2 ) 用吹风机或风枪吹干净 ，混凝土结合面涂 一 层厚约 l m m的水泥净浆。 ( 3 ) 修补材料采用比原混凝土强度高一标号的 C 4 0细石混凝土 ( 表 1 ) ， 分层捣入细石混凝土， 用木 锤拍打捣实或用小型振捣棒振捣至表面出现泛浆为 止。开口部位的混凝土略高 出原混凝土面 1 c m 。 ( 4 ) 修补完成的缺陷部位刷养护液后用养护膜 粘胶带局部封闭，专人负责保温保湿养护不少于 7 d 。 养护期满后 ， 用砂轮将修补 的高出部位打磨处理直 至平整 表 1 C 4 0细石混凝土配合比 3 3 止 水带 破损部 位的修 补处理 2 0 0 5年 9月 1 1日第 1 6节倒 虹吸管身段底板 5 4 混凝土浇筑完成，后续施工中施工人员操作 乙炔不 慎引燃部分止水带 ，造成墙身段 1 5 m止水带损坏 ， 混凝土无损伤。处理方法为 ： ( 1 ) 将缺陷部位混凝土使用钢钎剔凿 ，剔凿深 度12 5 e m( 图 1 ) 。凿除漏振的蜂窝、 孔洞及不密实 的混凝土。 直至露出混凝土密实面 ， 用水冲刷干净。 每间隔 0 5 m要剔凿 1 个深 5 0 m m，直径 5 0 m m的 孔洞， 用来放置灌浆钢管管头。 图 1 止水带破损部位的修补剔凿 mm ( 2 )为保证结构缝止水效果 ， 在止水带上部、 下 部增设 1 道止水条( B WS 一 1 2 0 ) 。在止水带下部支模 板 ， 浇筑止水带下部混凝土， 浇筑时须将止水带抬起 ( 图 2 ) 。 深度 2 5 0 L 木 模板 星 l ， 浇筑止水带 下部混濒 I 时 ，把 止 水 带 抬 起 l 些 堂 I I 深度92 5 0 【 1 图 2 止水带破损部位的修补时止水带的处理 ( 3 ) 浇筑止水带上部混凝土前要预埋 4 , 2 5的灌 浆钢管 ， 外露 3 0 0 m m， 管 口用丝堵封堵。 在混凝土内 第 7期 张毅 ： 唐河倒虹吸混凝 土缺陷处理 第 4 9卷 部管头用 1 层塑料布包封，防止混凝土浆液堵管。 钢管每间隔 1 m设置一道。钢管埋设完毕后才可进 行混凝土浇筑( 图 3 ) 。 4 ,2 5 钢管 图3 止水带破损部位浇筑混凝土前 4 , 2 5灌浆钢管的预埋 ( 4 )处理完毕后 ， 第二天拆模 ， 用无纺布覆盖 ， 喷水养护 。 养护不少于 7 d 。 ( 5 ) 混凝土达到强度后 ， 剔凿外露混凝土 ， 并用 打磨机打磨平整 。 混凝土浇筑 7 d以后灌水泥浆 ， 按 D L T 5 1 4 8 2 0 1 2 水工建筑物水泥灌浆施工技术规 范 要求 。 灌浆完毕 3 d后， 用气焊切掉钢管。 3 4 混凝土对 销螺栓 预留孔及钢筋 露头 的修补处理 在水工建筑物混凝土体表面常会有混凝土构造 物内部向外延伸 的用于支护模板的拉筋 ， 在拆除模 板后遗留下许多钢筋头或管件头 。外露钢筋头 、 管 件头不仅对建筑物外观有影响， 重要的是 ， 迎水 面外 露钢筋头因为长期处于水面以下浸泡状态 ， 容易产 生腐蚀破坏。因此 ， 对于此类问题也要引起足够的 重视 和处理 。 3 4 1 修补步骤 ( 1 ) 模板对销螺栓预留孔 ：取出钢锥套 打磨 锥孑 L 内混凝土表面 除掉表面周围的薄弱区 高压 水清洗_ 刷一遍浓水泥浆 填补预缩砂浆_ 钢抹子 压平 湿养护( 养护剂养护) 。 ( 2 ) 模板拉筋头处理方法 ：用空心钻钻孔 凿 出孔 内混凝土_ + 切割拉筋头 打磨孔 内混凝土表 面_ 除掉表面周围的薄弱区 高压水清洗 刷一遍 浓水 泥浆 填补预缩砂浆 钢抹子压平 湿养护 ( 养护剂养护 ) 。 3 4 2 修补方 法 对混凝土表面的对销螺栓预 留孑 L 使用钢钎将 孑 L 内凿毛 ； 对于钢筋露头部位 ， 使用空心钻以钢筋露 头为 中心钻出深度为 5 e m，直径为 7 5 9 0 e m的钻 孔 用钢钎凿除孔 内混凝土 ， 割除钢筋头。然后用高 压水冲洗孔洞，待孔洞周围混凝土饱和面干 ， 1 ： 4水 泥浆涂抹孔壁和孔底。将预缩砂浆分层填塞 、 捣实 ， 直至表面泛浆 。用钢抹子将表面分 8次 以上收平。 水平 面和斜 面对销 螺栓 预 留孔 和钢筋露 头部位 处理 后 ， 湿麻袋覆盖 2 4 h后洒水养护 7 d ； 立面对销螺 栓预留孑 L 和钢筋露头部位 ， 待修补材料表面变硬后， 涂刷 3遍养护剂养护。 3 5混凝土 表面气 泡处 理 气泡处理按气泡外露直径的不同，采用相应的 处理方法进行处理。具体施工方法如下 ：迎水面气 泡的外露直径 5 m m， 用小钢件凿开并清除气泡孑 L 周围的乳皮 ， 经清洗干净和吸干水分后 ， 用环氧胶泥 填实抹光 ， 修补前应清除气泡外表 的薄壳 、 乳皮 ， 以 提高嵌填质量。气泡内的污垢乳皮 ，应用高压水枪 清扫彻底。 环氧胶泥嵌补应在气泡孔内干燥后进行 ， 密集区以满补为宜 ，分散区也可以采用点补。最后 一 道工序采用满刮修补时 ，不允许在混凝土面留下 刮痕。 4结语 通过对唐河倒虹吸混凝土缺陷的分析处理 ， 重 点归纳总结了水利工程混凝土施工过程 中出现的混 凝土裂缝 、 混凝土蜂窝、 止水带破损、 对销螺栓预留 孔及钢筋露头、 混凝土气泡等缺陷产生的原因、 处理 原则、 程序及方法 。 可供今后类似混凝土施工和混凝 土缺陷处理借鉴。 ( 上接第3 6页) 的初步研究 J 泥沙研究， 1 9 9 9 ， 2 4 ( 6 ) ： 8 4 9 3 5 胡春宏， 王延贵 ， 陈绪坚 流域泥沙资源优化配置关键技 术的探讨 J 1 水利学报， 2 0 0 5 ， 3 6 ( 1 2 ) 1 4 0 5 1 4 1 3 6 吴海亮 ， 李继伟 ， 刘娟 黄河泥沙利用的方式、 途径和潜 力 C ， ， 河南省科学技术协会 第十届中国科协年会黄河 中下游水资源综合利用专题论坛文集 郑州： 河南省科学 技术协会， 2 0 0 8 ： 1 2 2 1 2 6 5 5