丙乳砂漿在泄洪隧洞加固工程中的應(yīng)用

李遇春 皋 祥 陳貧元

1 概況

泄洪隧洞是水庫建筑物的重要組成部分之一，泄洪隧洞洞身四壁在泄洪水流的長期作用下已出現(xiàn)了破壞，表面部分形成麻面等缺陷，原洞壁表面混凝土碳化較為嚴(yán)重，影響建筑物的使用壽命。擬加固的隧洞位于溧陽國家AAAA風(fēng)景區(qū)天目湖旅游度假區(qū)太公山景區(qū)，是太湖流域七座大型水庫中的一座。水庫集水面積148.5 km2，總庫容1.086億m3，大(2)型水庫。設(shè)計洪水位23.00m，正常蓄水位 21.00m，建成于 20世紀(jì) 50年代。經(jīng)幾十年的運用，洞壁表面出現(xiàn)剝蝕、麻點等，影響到正常使用，需對其進(jìn)行加固處理方可消除隱患。在加固方案的選擇設(shè)計中，從實用性、可行性及經(jīng)濟(jì)性等方面考慮最終選用丙乳砂漿對其進(jìn)行加固處理，達(dá)到了預(yù)想的效果。

2 丙乳砂漿的特點及配制

2.1 丙乳砂漿的特點

丙乳砂漿與相同條件下的普通水泥砂漿相比，其抗壓強(qiáng)度是后者的 85%，抗拉強(qiáng)度有所提高，其與老水泥砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度則有較大的提高，可提高 4倍，極限引伸率提高 2.5倍 ～4倍，吸水率可降低 30%，而抗碳化能力可增強(qiáng)4倍～5倍，抗氯離子滲透能力提高 9倍以上，抗磨耗性能提高 1.35倍，快凍法凍融循環(huán)可達(dá)300次，收縮變形小，具有抗老化的良好性能，是作為防沖蝕部位的良好加固材料。丙乳砂漿性能的改善不僅是由于顯著減少了用水量，而且還由于聚合物乳液在水泥水化時失水形成聚合物膜，與水泥漿體呈連續(xù)相，改善了硬化水泥砂漿的物理組織結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力，大大減少了微裂縫出現(xiàn)的可能性，限制了裂縫的蔓延，切斷了與外界的通道，填充了空隙，從而使丙乳砂漿的抗裂性、粘結(jié)強(qiáng)度、抗?jié)B、抗碳化及抗氯離子滲透能力均得到提高。

2.2 丙乳砂漿的配制

丙乳砂漿是丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿的簡稱，采用聚丙烯酸酯乳液、P.O42.5水泥與砂拌制，丙乳砂漿的配合比采用聚丙烯酸酯乳液∶水泥∶砂=0.25∶1∶2，配合比采用質(zhì)量百分比。聚丙烯酸酯乳液為南京水利科學(xué)研究院的產(chǎn)品，砂為河砂，并滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，水泥為溧陽市漢生特種水泥有限公司的產(chǎn)品。砂漿拌制前先將水泥與砂按配合比準(zhǔn)確稱量，再用砂漿攪拌機(jī)將水泥與砂干拌均勻，然后倒入聚丙烯酸酯乳液，再進(jìn)行充分拌和。每次拌制的丙乳砂漿保持適當(dāng)?shù)牧浚茉?5min內(nèi)丙乳砂漿初凝前使用完即可，防止拌和過多造成來不及使用而發(fā)生凝膠、結(jié)塊現(xiàn)象。對于出現(xiàn)凝膠、結(jié)塊的丙乳砂漿在施工時均作為施工廢料處理。

3 丙乳砂漿的施工

先用電動打毛機(jī)將隧洞內(nèi)壁進(jìn)行打毛，鑿除原有的混凝土表面碳化層。將隧洞內(nèi)壁全部打毛完全符合要求后即可進(jìn)行丙乳砂漿的粉面。

隧洞內(nèi)壁粉刷前先將基底表面的污物、塵土和松散的混凝土用鋼絲刷子進(jìn)行清理，然后用高壓清水對壁面沖洗，將浮砂、塵土洗凈，在砂漿粉刷前保持施工面濕潤，處于飽和狀態(tài)，但表面不得有積水，確保砂漿與混凝土面的充分粘結(jié)。

在涂抹丙乳砂漿時，修補(bǔ)面上先用丙乳凈漿打底，凈漿配比為1 kg的丙乳加2 kg的水泥攪拌成漿，在凈漿未硬化前即鋪筑丙乳砂漿。洞底面施工時為一次布料抹壓，洞壁的仰面和立面施工時，砂漿涂層厚度為20mm，粉刷時分層施工，每層抹面的厚度為10mm左右，第一層為找平層，第二層為加強(qiáng)層。待前一層砂漿表面略干后進(jìn)行下層施工。每層砂漿鋪筑到位后，用力壓實，隨后就抹面，在抹面的過程中保持向一個方向抹平，避免來回重復(fù)抹壓，無需第二次收光，一次成型。施工過程中遇有氣泡時刺破排空壓緊，再抹壓，使砂漿密實，以免重錘脫空。

粉刷完成的丙乳砂漿在表面略干后，將隧洞的兩端洞口用薄膜封堵形成相對密閉空間，保持洞內(nèi)一定的濕度，對砂漿表面用噴霧器噴水霧養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間 7 d以上。

4 加固效果

丙乳砂漿施工厚度為2 cm，隧洞內(nèi)壁粉刷總長為216m，丙乳砂漿粉刷面積為 2 150m2，采用人工涂刷法施工。施工預(yù)留同條件養(yǎng)護(hù)的水泥砂漿試塊經(jīng)試驗檢測抗壓強(qiáng)度分別為 32.2MPa，33.8MPa，31.5MPa，35.5MPa。施工完成后經(jīng)實地檢查，表面光滑完整，無麻點空洞，沒有剝離或脫落現(xiàn)象，達(dá)到一定的預(yù)期效果。

5 結(jié)語

工程實際應(yīng)用表明，丙乳砂漿用作建筑物的加固施工是可行的，具有優(yōu)越性，成本低，施工方便，技術(shù)易于推廣等優(yōu)點，是一種良好的薄層修補(bǔ)材料。

[1] 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，聚合物水泥砂漿防腐蝕工程技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 黃國興，陳改新.水工混凝土建筑物修補(bǔ)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:中國水利水電出版社，2000.

[3] 張震義.二道彎軟巖隧洞施工[J].山西建筑，2009，35(10): 360-361.