新疆頭屯河水庫除險加固工程泄水隧洞水工混凝土病害處理

章 萍

（新疆水利廳頭屯河流域管理處 昌吉 831100）

1 工程概況

頭屯河水庫泄水隧洞位于壩址區河床右岸山體內，總長487.5m，隧洞斷面為圓形，內徑2.5m。目前泄量按30m3/s控制。隧洞于1981年基本建成投入使用，由于長期運行未進行檢修，洞身內裂縫較多，洞身部位有射水，混凝土表面被水流磨蝕，產生了許多寬窄不一、長短不同的裂縫，導致隧洞內多處有漏水、滲水現象，給隧洞的正常運行帶來了隱患。經2009年現場勘查，共發現環形裂縫17條，總長355.2m，混凝土磨蝕面11.17m2。

2 混凝土裂縫

2.1 裂縫產生的原因

洞身襯砌后由于混凝土內部溫度應力產生的裂縫或養護不當等出現的裂縫，對結構均會造成不利的影響。

2.2 裂縫處理

在混凝土裂縫處剔槽抹丙乳砂漿進行修補處理。施工工藝流程為：施工準備→確定修復部位→切割開槽→沖洗基面→漏水、滲水部位處理→涂刷底層凈漿→拌制丙乳砂漿→分層抹壓丙乳砂漿→涂刷面層凈漿→養護→檢查驗收。

2.3 原材料選用

a.水泥。42.5號高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，當地產品。

b.砂子。粒徑小于2.5mm的中細砂，當地加工河砂。

c.丙乳。烏魯木齊市產品。

d.水不漏。速凝型水不漏，北京產品。

2.4 配合比

a.凈漿配合比為：水泥∶丙乳=2∶1。

b.丙乳砂漿配合比為：水泥∶砂子∶丙乳∶水=1∶2∶（0.25～0.3）∶若干（水根據現場水泥砂子及施工和易性要求確定）。

c.水不漏配合比為：粉∶水=1∶0.2～0.3。

2.5 基面清理

為保證在鑿除裂縫修補面時不致對周圍混凝土產生破壞，并保持裂縫修補面寬窄一致，先用手持式切割機對擬修補的裂縫兩側進行切割分隔，槽寬控制在10cm左右。而后用風鎬、電錘等工具沿裂縫走向將老混凝土鑿成U形槽，深度控制在2～3cm。在用丙乳砂漿抹面前必須用鋼絲刷、毛刷將基面污物、塵土和松散部分清理沖洗干凈，并使施工面處于飽和狀態（但不應有積水）。

2.6 涂刷凈漿

按凈漿配合比配制凈漿，在清洗干凈的修補面上先涂刷底層凈漿，要求涂面均勻、無漏涂現象。

2.7 抹壓丙乳砂漿

抹壓砂漿應在底層凈漿未完全硬化前進行。按配合比配制丙乳砂漿，先將水泥和砂子干拌3遍，拌合均勻后加入水和丙乳再濕拌三遍。材料必須稱量準確，砂漿宜少拌、勤拌，一次配置不宜過多，一般按30～45min的用量控制。丙乳砂漿應分層抹壓完成，每層厚度控制在7mm左右，抹壓以倒退法進行，即加壓方向與抹砂漿層前進方向相反，要求抹壓密實，表面平整光滑，抹壓成型后的丙乳砂漿面應高出老混凝土5～10mm，寬窄基本一致，曲線流暢、圓滑、美觀。抹面時注意向一個方向抹平，不要來回重復，一般不需要二次收光。

2.8 養護

丙乳砂漿抹壓后4h（表面略干后）采用人工噴水養護，在陽光照射處或通風部位采用覆蓋濕養護，使丙乳砂漿保持潮濕狀態。

3 混凝土磨蝕

3.1 磨蝕產生的原因

過水后在推移質和懸移質的影響下及高速水流沖刷的作用下，混凝土迎水面遭到破壞。

3.2 處理措施

對混凝土磨蝕面進行抗沖耐磨處理。施工工藝流程為：施工準備→確定修復部位→對磨蝕不均勻面進行鑿毛處理→沖洗基面→涂刷底層凈漿→拌制丙乳砂漿→分層抹壓砂漿→涂刷面層凈漿→養護→檢查驗收。

3.3 清理基面

在抹壓丙乳砂漿前必須用鋼絲刷、毛刷將基面污物、塵土和松散部分清理、沖洗干凈。對于磨蝕深度小于2cm的部位，在修補區的邊緣用手持切割機切一道封閉的“○”形或“□”形框槽，人工鑿除框內老混凝土磨蝕面2～5cm深。對于磨蝕深度大于2cm的部位，人工鑿除5cm深老混凝土后，先回澆丙乳豆石混凝土3cm左右（最大粒徑1cm），再抹壓表層丙乳水泥砂漿。

3.4 涂刷凈漿

按凈漿配合比配制凈漿，在清洗干凈的修補面上先涂刷一層凈漿，要求涂面均勻、無漏涂現象。涂刷凈漿前一天施工面應灑水充分濕潤并處于飽和狀態。

3.5 抹壓丙乳砂漿

在凈漿未硬化前，按配合比配制丙乳砂漿，先將水泥和砂子拌均勻再加入水和丙乳，充分拌和均勻，材料必須稱量準確，要求一次配置量不宜多，一般按30～45min的用量控制。丙乳砂漿的抹壓不宜一次完成，應分層抹壓，每層厚度控制在7mm左右，抹壓以倒退法進行，即加壓方向與抹砂漿前進方向相反，要求抹壓的丙乳砂漿層密實且表面平整光滑，抹壓成型后的丙乳砂漿面應高出老混凝土5～10mm，邊線整齊、光滑，曲線流暢、圓滑、美觀。砂漿鋪筑到位后，應用力壓實。抹面時應注意向一個方向抹平，不要來回重復抹，不需要二次收光。

3.6 養護

丙乳砂漿抹壓后4h（表面略干）采用人工噴水養護，在陽光照射處或通風部位采用覆蓋毛毯灑水養護，使丙乳砂漿始終保持潮濕狀態。

4 結語

水工混凝土病害處理質量控制的重點：一是基礎面處理，必須鑿除足夠的寬度和深度，使抹壓后的丙乳砂漿具有一定的厚度，從而保證個體強度；二是抹壓丙乳砂漿前一定要對基礎面進行徹底清理和充分濕潤，以保證砂漿與老混凝土有效粘接；三是采購正規廠家生產的化工產品，施工前做一個試驗段以驗證配合比和原材料質量；四是加強養護管理，一般洞形工程均有大小不同的穿堂風，必要時應對兩端洞口進行封閉，對邊頂拱不便覆蓋的部位可采用噴霧器噴水養護。頭屯河水庫泄水隧洞混凝土經裂縫和磨蝕面防沖耐磨處理后，經過一個運行期的檢驗，質量可靠，達到了預期的目的。

總之，對水工混凝土常見的病害，只要采取的施工方法得當，管理措施有效，操作人員認真負責，隨著技術的不斷改進和提高，這些質量缺陷經處理完全能滿足使用要求。■