环氧砂浆在隧洞衬砌混凝土质量缺陷处理中的应用.pdf

第 4 8卷第 l 0 期 2 0 1 2年 1 0月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 G AN S U W 嗽R lE s DURa AND H ) R OP o W卫 激 a OL OGY Vo 1 4 8 N o 1 0 Oc t 2 0 1 2 施工技术 环氧砂浆在隧洞衬砌混凝土质量缺陷处理中的应用 李维洲 ( 甘肃省水弄 水 电工程局 ， 甘肃 兰州7 3 0 0 4 6 ) 摘要： 环氧砂浆是以环氧树脂、 固化剂及其特种填料等为基料而制成的高强度、 抗冲蚀、 耐磨损材料， 广泛用于混凝土 建筑物裂缝补强与加固处理， 以及混凝土构筑物表面的蜂窝、 漏洞和露筋等的缺陷处理。结合湟水北干一期工程 8 隧 洞衬砌混凝土质量缺陷处理实践， 介绍了N E 一 型环氧砂浆的主要特性、 技术指标、 拌制方法v X _ T - _T - 艺流程。 关键词： 环氧砂浆； 混凝土缺陷处理 ； 湟水北干一期工程 中图分类号： T V 4 3 2 8 文献标志码： B 文章编号： 2 0 9 5 0 1 4 4 ( 2 0 1 2 ) 1 0 0 0 5 8 - 0 3 1 工程概 况 青海省湟水北干渠扶贫灌溉一期工程 ( 湟水北 干一期工程) 位于青海省东部湟水流域北岸的浅 山 地带 ， 西起黑泉水库 ， 途经大通 、 互助 ， 止于乐都县 麻业磨沟。是一项以城镇工业和生活用水 、 农村人 畜饮水、 农业灌溉为主， 兼顾生态建设用水的大( 2 ) 型水利工程。工程建成后可以扩大灌溉面积 3 O万 亩、 改善灌溉面积 3 3万亩 ， 解决项 目区 2 0万人、 2 7 万头 ( 只) 牲畜 的饮水困难 ， 使 1 3 6 3万人脱贫 。工 程由总干渠 、 二分 干、 1 6条支渠 、 4条斗渠 、 沿线调 蓄工程和 3 0万亩灌区田间配套工程组成。总干渠 全 长 1 1 6 4 2 k m( 其 中隧 洞 4 5座 ， 长 8 5 0 6 k m， 占 干 渠 总长 的 7 3 1 ) 。 设 计 引水 流量 l 1 1 m 3 s ， 二 分 干总长 1 8 6 1 k m。 支渠总长 2 7 0 7 7 k m。 批准初步设 计概 算投资 1 0 4亿元 。工程 2 0 0 6年 4月 开工建 设 。 截至 2 0 1 2年 2月底 ， 累计完成总干渠 8 O 4 6 k m ( 其 中隧洞掘进 6 7 9 2 k m) ， 二分干 l 4 1 4 k m( 其 中 隧洞掘进 7 5 4 k m ) ，支渠 5 5 9 k m ( 其 中隧洞掘进 1 8 5 k m) ；渠道 3 7 9 6 k m，渡槽 5 0 7 k m，倒虹吸 9 39 k m。 8 隧 洞位 于大通 县东 峡镇 与 向化 乡交 界 处 高 程 在 2 8 1 2 8 5 0 r f l 之 间 ， 地 质构造 复杂 ， 主 要 为 、 类围岩。 隧洞长度 7 4 8 4 0 3 m， 采用城门洞形 ， 净断 面为 3 0 0 re x 3 4 5 m。 过水断面全部采用 C 2 5钢筋混 凝土衬砌 ， 类围岩浇筑厚度为 2 5 e m， 1 V类围岩浇 筑厚度为 3 0 e m。受各种因素的影响 。 隧洞部分仓位 在脱模后存在蜂窝、 麻面、 露筋 、 错台等质量缺陷， 衬 砌混凝土的抗冲耐磨性能要求很高 ，须对衬砌混凝 土缺 陷进 行处理 。隧洞 衬砌 混凝 土浇 筑采用 先底 板 后边墙 、 顶拱的工序， 底板导角部 同边墙 、 顶拱一起 浇筑。因导角处施工空间狭小 ， 作业困难 ， 可能混凝 土局部振捣不够充分导致质量缺陷。 2隧洞衬砌 混凝 土缺 陷处理 2 1 处 理方案 隧洞衬砌混凝土施工结束后 。 项 目部按照业主 、 监 理工程 师 的要 求立 即组织施 工人 员 对存 在混 凝土 缺陷的仓位进行修复处理。缺陷处理前 ，先对仓位 混凝土的质量缺陷进行 了现场检查 ，混凝土质量主 要存在表面蜂窝、 麻面 、 气泡密集等缺 陷。 并确定 了 表 1 所列 的几种处理方案。 表 1 混凝土质量缺陷处理方 案 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 9 0 3 作者简介： 李维洲( 1 9 7 2 一 ) ， 男 ， 甘肃庆阳人， 工程师， 主要从事水利水电工程施工管理。 58 第 1 O期 李维洲 ： 环氧砂浆在隧洞衬砌混凝土质量缺陷处理 中的应用 第 4 8卷 通过对上述 3种修复方法 的主要施工工艺及适 用性进行分析对 比。 并结合隧洞使用年限及其结构 设计对混凝土抗渗 、 抗冲等性能的要求 。 最后结合施 工进度综合分析 ， 确定采用环氧砂浆法对隧洞衬砌 混凝土的质量缺陷进行修复处理。 2 2环 氧砂 浆 选用 N E I I 型环氧砂浆 。该砂浆 以环氧树脂 、 固化剂及其特种填料等为基料而制成 的高强度 、 抗 冲蚀 、 耐磨损材料。具有性能优 良、 施工简便 、 快捷 、 无毒、 无污染等特点 。适用于水工建筑物过流面的 抗 冲磨损 、 抗气蚀 与抗冻融保护 ， 以及破坏后的修 复 ； 混凝土建筑物的梁、 柱、 桩承台等 的裂缝补强与 加固处理 ， 混凝土构筑物表面的蜂窝、 漏洞和露筋等 的缺 陷处理 。 2 3主 要特性 ( 1 ) 常温施工 ： 常温条件下各组分材料 、 施工器 具及混凝土基面均不需要加热 ， 易于施工操作。 ( 2 ) 不粘 器具 、 施 工 方便 快捷 ： 外 观颜 色 与混 凝 土基本一致 ， 施工时类似于水泥砂浆不粘工器具 成 品包装 ， 使用操作简单 ， 施工方便快捷 ， 施工面平整 、 光洁， 易于保证施工质量。 ( 3 ) 无毒、 无污染 ： 国家建筑材料测试 中心的毒 性试验检测结果表明： N E 一 1 1 型环氧砂浆的各项主要 毒性成分的含量均远低于国家室内装修材料标准。 ( 4 ) 柔韧性 良好 ：具有良好的柔韧性和抗冲击 性能， 能够抵抗外力引起的变形 ， 降低体系产生的内 应力 ， 提高材料的适应性能。 ( 5 )与混凝 土 的 匹配性 和 耐久 性 能优 良 ：具 有 良好的抗老化和抗 碳化性能 ，其线性 热膨胀 系数 ( 9 2 x 1 0 ) 较普通环氧砂浆 ( 一般为 3 0 x 1 0 - 6 - 6 0 x 1 0 ) 大大降低 ， 与混凝土线性热膨胀系数 ( 一般 为 8 x 1 0 - 6 1 1 l O c C) 基本 一致 ， 涂层 能 与混 凝 土 在 不同温度条件下实现 同步变形 避免了因两种材料 的胀缩性能差异太大而使界面应力过大 造成涂层 脱空 、 开裂。 ( 6 ) 主要力学性能优 良： 主要力学性能优 良， 抗 冲磨强度是 C 5 0硅粉混凝土的 3 5 倍 ， 与混凝土粘 结 牢 固。 ( 7 ) 产品系列化 ：系列化产品能够适用于干燥 面、 潮湿面、 低温环境 以及抗推移质等不同条件下的 施 工 需要 。 2 4 主要技术指标 N E I I 型环氧砂浆主要技术指标如表 2所列。 2 5环 氧砂 浆拌 制 环氧 砂浆 采 用 专用 砂 浆 拌 和机 进 行 拌 制 ， 每次 表 2 NE I l 型环氧砂浆主要技术指标 项 目 性能指标 抗压强度 MP a 抗拉强度 h I P a 与混凝土粘结抗拉强度 MP a ( 9 抗 冲磨强度 ( h m2 k g ) 抗压弹性模量 M P a 线性热膨胀系数 9 毒性物质含量苯0 8 0 O 1 0 O - 4 0 7 O 2 1 5 0 2 x1 0 - 合格 甲苯+ 二 甲苯 合格 总挥发物 合格 注： “ ” 表示破坏在 C 5 0 混凝土本体 ； 按照室内装修材料 检测方法 检测。 拌和量不超过 2 k g ，拌和时各组分按配合比要求的 加料顺序依次加料 。 边搅拌边加料 。 至颜色均匀一致 后 ， 再搅拌 5 1 0 mi n 。拌制成成品后摊开存放待用。 配制好的胶液应在 4 5 m i n内用完 ， 严禁使用未拌和 均 匀或 已处 于 初凝 状 态 的胶 泥 ： A 料 和 B料存 放 时 间较长后会 出现轻微分层现象 ，使用前应先摇匀方 可使用。拌制流程如图 1 所示 。 图 1 环氧砂 浆拌制工艺流程 2 6施工 工艺 N E l I 型环氧砂浆施工工艺流程如图 2所示 。 图 2施 工工艺流程 5 9 2 0 1 2年第 1 0期 甘肃水利水电技术 第 4 8卷 ( 1 ) 基面处理 ： 对混凝土基础表面进行处理 ， 清 除基面上的乳皮、 水泥净浆表层或松动颗粒等 。 使表 面出露新鲜骨料。混凝土表面有超出平面的局部凸 起 ， 用磨平机磨平表面的蜂窝 、 麻 面等缺陷 ， 用切割 机切除薄弱部分。 ( 2 ) 表面清理 ：用高压水或高压风清除表面沙 粒、 粉尘 ， 直至混凝土基面表面干燥 。 ( 3 ) 涂刷基液 ： 选用 口齐、 根硬 、 头软、 不掉毛的 扁形毛刷 。 在处理好的混凝土基 面上均匀地涂刷一 层薄层底层基液。涂刷方法为 ： 由上 向下纵 向涂刷 一 遍 ， 再 左 右横 向涂 刷 ， 然后 对 角 线交 叉 涂 刷 ， 最后 再收面和修整边角 。 做到薄而均匀 ， 无流挂、 无露底。 基液随用随拌 ， 如已凝胶 ， 应废弃不再使用 ， 以保证 施工质量。待基液涂刷后陈化 2 O 6 0 l I l i n ( 视现场温 度而定 ) ， 并连续 3次手触拉丝至 1 c n l 断开时， 涂刷 基液结束 ， 进行涂抹环氧砂浆施工。 ( 4 )涂抹环氧砂浆 ： 待基 液初凝 ( 表面不流动 ， 指触拉丝) 时 ， 用抹刀涂抹环氧砂浆 ， 环氧砂浆 的涂 抹采用沿逆水 流方向、先上后下 的顺序施工。大面 积涂抹时 ， 采用分块 施工法 。 分块尺寸 1 5 mx 3 0 IT I ， 相邻块间隔时间不少于 4 8h 。施工时要边涂抹 、 边压实 、 边找平 ， 涂完环氧砂浆后 3 0 6 0 m i n ( 具体 时间视现场温度而定 ) ，待砂浆初凝时再进行提浆、 收面。提浆收面后 ， 表面要求密实、 平整 不得有明 显的搭接痕迹、 下坠、 裂纹 、 起泡 、 麻面等现象 。如果 发现， 及时处理 ， 严重者必须凿除重新施工。 ( 5 ) 养护 ：环氧砂浆 的养护温度控制在 2 0， 养护期间 ， 涂层要避免受到行车 、 人踏 、 撞击以及水 浸 、 雨淋、 雪盖、 暴晒等， 养护龄期为 7 d 。 ( 6 ) 质量检查 ：环氧砂浆强度 1 d可达到 5 0 ， 对 已修补部分进行敲击检查。凡起泡、声音发哑的 部位均应凿除重抹。 3结语 采 用环氧 砂浆 处理 后 的混凝 土表 面平 整 、 光滑 、 无 龟裂 ， 接缝 横平竖 直无 错 台 。 各项 指标 均满足设 计 要 求 ( 表 3 ) ， 得 到了业 主 、 监 理工 程师 的一致认 可 。 表 3 检测结果统计 注： “ 4 0 ” 表示设计值为大于 4 0 M P a 或拉拔试件断裂在混凝土本体； 试验的拉拔试件全部断裂在混凝土本体。 参考文献 ： 1 D I J T 5 1 9 3 - 2 0 0 4 ， 环氧树脂砂浆技术规程I s 2 张涛， 郭 双 新型 N E环氧树脂砂浆的研制及其在水利 水电工程中的应用 J 新 型建筑材料 ， 2 0 1 1 , 3 8 ( 1 1 ) ： 9 4 - 9 7 3 张涛 N E 一环氧砂浆 的研制及其在水电工程上的应 用 J 水利水电施工， 2 0 0 7 ， 2 6 ( 0 3 ) ： 9 2 9 4 4 魏涛， 董建军 环氧树脂在水工建筑物中的应用 J 北 京 ： 化学工业 出版社 ， 2 0 0 7 ( 上接第 5 7页) 6方案 实施与应 用 在蜗壳三期混凝土施工方案实施前 。 编写相应 施工措施 。 最终按期完成右岸各机组蜗壳三期混凝 土的就筑 。 混凝土施工质量控制在设计要求范围内， 达到了预期效果。施工过程 中， 及时根据现场实际 情况对混凝土分层 、 混凝土性能指标和施工布置方 式作 了调整 ， 不断优化 ， 使施工方案更加切合现场 ， 确保 了混凝土的质量和施工安全。 7结 语 在三峡右电站岸蜗壳三期 混凝土浇筑过程中 ， 6 0 严格按照设计要求和上述施工措施进行施工通过 精心组织、 精心管理、 精心施工 ， 为保证厂房直线工 期的按期完成创造 了有利条件。在施工过程中， 及 时根据现场情况对施工方案进行 了调整和优化 ， 其 成功的施工布置和施工方法为其他类似工程施工提 供了宝贵的经验 。 参考文献 ： 1 水利 电力部水利水 电建设总局 水 利水电工程施工组织设 计手 册 M 北京： 中国水利水电出版社 ， 1 9 9 0 2D L T 5 1 4 4 2 0 0 1 ， 水 工混凝 土施工规范 S 3 J G J f r 1 0 9 5 ， 混凝土 泵送施 工技术 规程 s