禹王泵站進(jìn)水流道混凝土剝蝕抗裂聚合物砂漿修補(bǔ)

胡祖華

（安徽省水利水電勘測設(shè)計(jì)院 合肥 230088）

禹王泵站進(jìn)水流道混凝土剝蝕抗裂聚合物砂漿修補(bǔ)

胡祖華

（安徽省水利水電勘測設(shè)計(jì)院 合肥 230088）

抗裂聚合物砂漿，是通過向水泥砂漿中摻加聚合物乳液改性而制成的復(fù)合材料。改性后砂漿極限拉伸提高、干縮變形減小、與老混凝土的粘結(jié)抗拉強(qiáng)度提高約1～3倍，抗裂性大幅度提高，是一種非常理想的混凝土表面剝蝕修補(bǔ)材料。采用丁笨膠乳（SBR）抗裂聚合物砂漿對禹王泵站流道混凝土進(jìn)行修補(bǔ)加固，加固完工后經(jīng)過3年來汛期抽水運(yùn)行檢驗(yàn)，效果良好。

泵站 流道混凝土 剝蝕 抗裂聚合物砂漿

1 工程概況

禹王泵站工程為Ⅲ等中型泵站，設(shè)計(jì)排澇流量35.6m3/s、灌溉流量10m3/s，安裝大型立式同步機(jī)組4臺套、總裝機(jī)容量3200kW。泵站1996年建成，位于淮北大堤饒荊（饒臺孜至荊山）段37+653樁號處、老西淝閘上游側(cè)、距離鳳臺縣城約8km，為焦崗湖圩區(qū)治理骨干工程（排澇面積79km2），是1991年淮河發(fā)生洪水之后國家在沿淮建設(shè)的9個(gè)大型骨干水利工程之一。以抽排焦崗湖洼地滯澇水為主，兼顧自排及灌溉功能。

禹王泵站原設(shè)計(jì)均采用全調(diào)節(jié)泵，后因建設(shè)資金不足，僅1臺為全調(diào)節(jié)泵，其他3臺為半調(diào)節(jié)泵。水泵常運(yùn)行在非最優(yōu)工況，流量無法調(diào)節(jié)，導(dǎo)致機(jī)組震動和磨損較嚴(yán)重、水泵葉片和鐘型進(jìn)水流道混凝土表面剝蝕損壞明顯。2009年9月，安徽省發(fā)展和改革委員會以《關(guān)于安徽省淮南市禹王泵站更新改造工程初步設(shè)計(jì)的批復(fù)》（皖發(fā)改設(shè)計(jì)〔2009〕861號），批準(zhǔn)對禹王泵站進(jìn)行更新改造，其中包括對流道混凝土表面剝蝕損壞進(jìn)行修補(bǔ)加固。

2 流道混凝土檢測

2.1 檢測布置

為準(zhǔn)確了解禹王泵站流道混凝土剝蝕碳化狀況，更加有針對性地進(jìn)行修補(bǔ)加固設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)階段按照相關(guān)規(guī)范、規(guī)程要求，對禹王泵站流道側(cè)板、分流墩、頂板、導(dǎo)水錐、喇叭管等各部位混凝土損壞狀況進(jìn)行了現(xiàn)場檢測。

2.2 檢測結(jié)果

混凝土抗壓強(qiáng)度：進(jìn)水口流道側(cè)板、分流墩、頂板混凝土強(qiáng)度推定值為16.2～18.9MPa，導(dǎo)水錐、喇叭管混凝土強(qiáng)度推定值為18.6～21.5MPa。

混凝土表面沖蝕：混凝土表面受水流沖蝕明顯，40%～60%范圍內(nèi)細(xì)骨料剝離、粗骨料裸露。喇叭管內(nèi)表面有少數(shù)空洞、單點(diǎn)分布，直徑約3～12mm、深10～20mm。

混凝土碳化深度：流道側(cè)板、分流墩、頂板、導(dǎo)水錐、喇叭管混凝土平均碳化值 11.4～23.9mm，最大碳化值27.7mm。

混凝土表面不平整度：流道側(cè)板、分流墩、頂板導(dǎo)水錐、喇叭管混凝土表面不平整度多小于10mm，少數(shù)測點(diǎn)值達(dá)11.0～14.0mm。

3 流道混凝土修補(bǔ)加固技術(shù)要求

根據(jù)檢測結(jié)果，禹王泵站流道混凝土表面沖蝕、碳化深度、不平整度等數(shù)值均小于30mm，為淺層剝蝕損壞，且面積較大，設(shè)計(jì)采用丁笨膠乳（SBR）抗裂聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)加固。

3.1 基面處理要求

施工前對需處理的基面，采用鋼絲刷刷除混凝土表面浮層污物、淤泥土和松軟、脆弱的碳化層，點(diǎn)狀空洞部位應(yīng)對其進(jìn)行擴(kuò)展鑿毛、清理至穩(wěn)定而新鮮的混凝土基體。然后用高壓清水沖洗干凈，并保持潤濕。

3.2 修補(bǔ)施工要求

修補(bǔ)施工前，應(yīng)使處理部位的混凝土表面處于面干、但內(nèi)部水飽和狀態(tài)。

（1）抗裂聚合物砂漿的主要技術(shù)指標(biāo)：與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度≥1.0MPa。

（2）抗裂聚合物砂漿配合比由現(xiàn)場試驗(yàn)確定。配制抗裂聚合物砂漿所使用的原材料應(yīng)符合下列要求：①聚合物乳液的外觀質(zhì)量應(yīng)均勻，無顆粒、異物和凝固物，固體含量應(yīng)大于45%；②水泥宜采用強(qiáng)度等級不低于42.5的普通硅酸鹽水泥，不得使用過期或受潮結(jié)塊水泥；③砂宜采用細(xì)砂，含泥量不應(yīng)大于1%；④水應(yīng)采用不含有害物質(zhì)的潔凈水；⑤增強(qiáng)纖維宜采用聚丙烯纖維（摻入量0.8kg/m3）。

（3）抗裂聚合物砂漿施工應(yīng)在基層檢查驗(yàn)收合格并清掃干凈后進(jìn)行。

（4）配制抗裂聚合物砂漿應(yīng)按照配合比，做到計(jì)量準(zhǔn)確，攪拌均勻。一次配制量應(yīng)控制在可操作時(shí)間內(nèi)用完，且施工中不得任意加水。

（5）修補(bǔ)層一次刮抹厚度不宜大于3mm，超過的修補(bǔ)厚度應(yīng)分遍刮抹完成。

（6）抗裂聚合物砂漿硬化后宜采用干濕交替的方法養(yǎng)護(hù)，在潮濕環(huán)境中可在自然條件下養(yǎng)護(hù)。

3.3 質(zhì)量檢查和驗(yàn)收要求

（1）基本材料的檢查：每批材料進(jìn)場應(yīng)按照有關(guān)測試方法進(jìn)行材料基本性能的檢測；正式施工前進(jìn)行配合比試驗(yàn)和砂漿力學(xué)指標(biāo)的檢測。

（2）必要時(shí)，監(jiān)理工程師可要求進(jìn)行現(xiàn)場抽樣檢驗(yàn)，或現(xiàn)場進(jìn)行鉆孔取芯試驗(yàn)，以檢查其效果。

4 流道混凝土修補(bǔ)加固

4.1 砂漿配合比試驗(yàn)

禹王泵站流道混凝土修補(bǔ)加固開工前，施工承包商委托有關(guān)資質(zhì)單位進(jìn)行了原材料檢驗(yàn)和砂漿配合比試驗(yàn)，相關(guān)成果見表1。

表1 原材料檢驗(yàn)及抗裂聚合物砂漿配合比試驗(yàn)成果

4.2 正拉粘結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場檢測

禹王泵站流道混凝土修補(bǔ)加固施工完成、養(yǎng)護(hù)期滿后，項(xiàng)目法人委托有關(guān)資質(zhì)單位對“SBR”抗裂聚合物砂漿與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行了現(xiàn)場檢測。檢測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，詳見表2。

表2 “SBR”砂漿與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度檢測成果

4.3 流道混凝土修補(bǔ)加固效果

禹王泵站更新改造工程于2010年6月通過了機(jī)組試運(yùn)行和單位工程完工驗(yàn)收。完工驗(yàn)收后當(dāng)年汛期即投入運(yùn)行，2010～2012年汛期共開機(jī)834臺時(shí)，抽排澇水0.27億m3，見表3。

表3 禹王泵站更新改造后工程運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)表

目前，經(jīng)抗裂聚合物砂漿修補(bǔ)加固后的禹王泵站流道混凝土完好無損，修補(bǔ)加固效果良好■