壁可法在水工混凝土裂縫修補中的應用

摘要：通過將傳統的裂縫注漿工藝和壁可法修補工藝相比較，闡述了壁可法是水工混凝土結構裂縫修補的一項新工藝。

關鍵詞：壁可法；水工混凝土；裂縫修補；應用

中圖分類號：TV431 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

1 概述

南沙河倒虹吸南段項目倒虹吸總長1250m，其中倒虹吸管身長1070m，共71節管身，除進口斜管段為17.5m，出口斜管段為20m，N70管身為12.5m外，其余68節管身長15m，為三孔一聯雙向預應力混凝土箱涵結構，每孔凈過水斷面為高×寬=6.6m×6.5m，底板和頂板厚1m，邊墻厚1m，中墻厚0.8m，采用雙層鋼筋結構，底板和頂板均設計有間距50cm的橫向預應力鋼束（每孔15束），邊墻設計有間距50cm的豎向預應力鋼束（每孔11束），中墻設計有間距50cm的豎向預應力鋼束（每孔5束），采用HDPE塑料波紋管成孔，采用后張法預應力張拉施工工藝。

經初步分析，裂縫產生的原因可能是：

（1）部分管身底板和側墻混凝土澆筑間歇時間過程過長，造成了底板約束大，產生的拉應力超過墻體混凝土的抗拉強度導致了豎向裂縫。

（2）部分墻體尤其是兩邊墻混凝土溫度梯度較大，造成了墻體混凝土整體線性收縮引起了混凝土裂縫。

2 混凝土裂縫處理方案

由于混凝土裂縫嚴重影響水工建筑物正常運行，因此，出現混凝土裂縫時，應及時采取相應的處理措施進行修補，常用的方法有：丙乳砂漿修補法、化學灌漿法等傳統修補方法，這幾種方法的共同點是用自身的高強度來彌補混凝土裂縫的強度，以期達到恢復原混凝土強度的目的，但是當引起裂縫的因素未完全消除時，修復后的混凝土將重新開裂。

經過裂縫處理方案比較，并借鑒橋梁工程經驗，決定采用壁可法（針管式灌漿）處理方案。

2.1 壁可法與傳統注漿工藝的對比

傳統的注漿工藝是將樹脂膠由人工手動控制醫用注射器來注入，而“壁可”注入法則通過橡膠管自動完成注入。在注入過程中始終保持約3kg/cm2的壓力，能保證將修補材料注入到寬僅有0.02mm的裂縫末端。同時，緩慢均勻的壓力可以將裂縫中積存的空氣壓入混凝土的毛細孔中，并通過混凝土的自然“呼吸”作用排出，有效地避免產生氣阻，從而確保了修補質量，

2.2工藝原理

“壁可”灌注材料是一種高分子樹脂，具有較好的耐久性和防腐蝕性能，主劑和硬化劑兩種成分分別包裝，在灌注前混合。

使用專用的橡膠注入器，將裂縫表面用封口膠封閉，每m安裝3個橡膠注入器，用專用工具將灌縫膠灌滿橡膠注入器，修補灌注材料由橡膠注入器以0.3MPa壓力注入裂縫中。由于灌注過程保持恒定壓力緩慢進行，漿液可以將裂縫中的空氣通過毛細孔慢慢排擠出去，確保灌注質量。

2.3處理方法

2.3.1查明裂縫

仔細全面檢查建筑物需修補的部位，確定需補裂縫的寬度和長度。

2.3.2固定注射器底盤

沿裂縫方向安裝固定注射底盤，底盤之間距離一般為30cm。特別注意要使底盤中心與裂縫中心位置吻合，用封口膠固定，

2.3.3封閉裂縫

對裂縫附近5cm范圍內的混凝土表面用鋼絲刷處理，清除水泥浮漿、松散物、油污等，露出清潔、干燥、堅實的混凝土表面，然后用封口膠將裂縫封閉，封閉厚度3mm。

2.3.4安裝注射器

將注膠器安裝在底盤上，然后注入灌縫的膠液（注入量按裂縫需要確定）

2.3.5注漿

采用黃油槍自下而上的依次注漿順序

注漿前拔出注膠器上的插梢，注膠器內的漿液就可注入裂縫，如注膠器內的膠液用完，需添加膠液時，可在空的注膠器添加，繼續進行灌縫。

2.3.6注漿完成

當橡膠管膨脹至充滿限制套（塑料薄膜基本無褶皺）時停止注入，待穩定一段時間（約10min左右）關閉閥門，然后小心地脫開白色端的連接，避免藍色端的連接松脫，移到下一個注入器繼續注入。

注漿完成后待漿液固化24小時后方可拆除固定底盤，并用砂輪機將殘余料打磨平整，

注膠器采用丙酮及時清洗干凈后，可以重復使用。

2.4保溫措施

當施工環境溫度在5—15℃時，密封膠及注入膠應選用W型（冬季用），原則上應在5℃以上施工。如遇特殊情況需在5℃以下施工時，應事先把膠放置在室溫環境中，并在現場搭設保溫暖棚采取保溫措施。

2.5勞動保護措施

2.5.1確認各材料的使用方法、保管方法后再施工。

2.5.2進行工作時應穿工作服，戴手套和防護眼鏡，如果膠誤入眼內，要立即用水沖洗。

2.5.3用丙酮清洗工具時要在通風良好的場所進行，禁止煙火，戴橡膠手套，用毛刷間接清洗。

2.6施工質量檢驗標準

2.6.1表面處理

沿裂縫走向寬5cm范圍內應無水泥翻沫、灰塵、油污、疏松的混凝土塊、不牢固的砂粒，混凝土表面和縫內干燥。

2.6.2注入器的粘結和裂縫密封

注入器布置方法要正確。封口膠呈均勻一致的灰色，注入孔必須暢通，密封的寬度、厚度大致均勻，應無空洞、蜂窩，材料消耗應達到規定用量。

2.6.3注入

注入過程中封口膠密封的部分不得滲漏，各注入器均能保持膨脹狀態。

2.6.4清洗工具

清洗后的黃油槍活塞、閥門運轉靈活，螺紋配合良好，管路保持通暢。

2.7工藝特點

2.7.1優點

（1）采用壁可法不僅工序簡單，施工簡便，而且修補費用僅為100-120元/m，而采用低壓化學灌漿法修補時，不僅工序繁瑣，而且修補費用較高，一般為：500-600元/m。

（2）對裂縫中的任何凹槽和角落都能進行可靠的注入。

（3）借助注入器的內部壓力注入，不需要把裂縫擴大為V形縫及預埋管，注入過程可持續很長時間，而無需人力。

（4）注入材料可以完美地滲入到裂縫的最末端，甚至包括鋼筋與混凝土間的縫隙。

（5）均勻而可靠的壓力控制。當注入器外徑膨脹至28mm，即充滿注入量限制套時，BL注入器通過橡膠均勻收縮自動注入，這就實現了簡單而可靠的壓力控制。

（6）注入材料的硬化容易確認。檢查留在注入器中的材料即可知道縫中材料的硬化狀態。

（7）壁可法所用的修補材料有良好的柔韌性、滲透力、收縮性、瞬間固化和耐久性。固化后仍保持良好的韌性，在裂縫受到沖擊和震動時不會脫離；注入材料固化過程分兩個階段：在達到臨界溫度前，材料以液態存在；在達到臨界溫度后，材料在極短的時間內迅速固化，可達到最終強度的70%。材料硬化后具有極強的抗水性和化學穩定性，不會受到雨水、海水、酸、堿、堿溶液、二氧化碳的破環，其壽命遠大于混凝土結構本身。

2.7.2缺點

（1）當注入器橡膠灌膨脹充滿限制套時，才表明該裂縫膠已灌滿，因此，有一部分滯留在橡膠管內，注漿材料浪費較大。

（2）對于有滲水的裂縫，必須先采取措施保持裂縫干燥后方可實施修補。

3 結論

壁可法已在鐵路、公路行業中得到了廣泛應用，通過在水工混凝土工程中的成功應用，證明了壁可法也可適用于倒虹吸、渡槽、水工隧洞等水工混凝土結構，對于不同原因造成的混凝土開裂均能得到有效修復，是水工混凝土結構裂縫修補的一項新工藝，值得推廣使用。

參考文獻

1. SHO-BOND混凝土維修補強工法，2011.5

2. 壁可法施工細則，2011.8