混凝土快速修補材料在水閘牛腿結構修補中的應用

吳卉平

（新疆巴州水利水電勘測設計院，新疆 巴州 841000）

混凝土快速修補材料在水閘牛腿結構修補中的應用

吳卉平

（新疆巴州水利水電勘測設計院，新疆 巴州 841000）

混凝土快速修補材料具有與混凝土基層黏結性好、收縮小、強度高、抗裂性能優、施工方便等優點。文章介紹了混凝土快速修補材料在車爾臣河第二分水樞紐混凝土結構修補中的應用，實踐經驗證明，混凝土快速修補材料是一種較為理想的混凝土結構修補材料，將其用于時效性較強和搶修類工程時具有較好的經濟效益和社會效益。

混凝土；牛腿；結構；修補；材料；效益

1 工程概況

車爾臣河發源于新疆南部昆侖山北坡，是流向塔里木盆地的一條內陸河。車爾臣河第二分水樞紐位于車爾臣河中游，屬Ⅲ等中型工程。該樞紐由泄洪閘、沖沙閘、引水閘等組成。

2 存在問題及原因分析

2.1 存在問題

第二分水樞紐建于1994年，至今已運行近20 a，2011年汛后運行管理人員發現樞紐部分結構發生了明顯損壞，具體情況如下：①1＃泄洪閘右側牛腿混凝土發生掉塊現象，掉塊范圍寬450 mm，長450 mm，厚5～40 mm，汛后使用普通水泥材料進行了填補，現狀又出現了寬2～3 mm、長20～60 mm的裂縫，見圖1。②2＃泄洪閘兩側牛腿混凝土均發生開裂和掉塊現象，左側掉塊范圍長150 mm，寬120 mm，厚15～40 mm，右側掉塊范圍長350 mm，寬160 mm，厚45～100 mm，見圖2。

2.2 初步原因分析

1）設計洪水流量加大，漂浮物撞擊和閘門開啟有限：第二分水樞紐設計工作完成于 1992年，依據的水文資料為 1958—1991年，受投資限制，泄洪閘和沖沙閘門最大開啟高度為2.5 m。

圖1 1＃泄洪閘右側牛腿現狀

2012年水文部門將水文資料延長至 2008年并重新編制了工程水文分析計算資料，根據該資料結論：第二分水樞紐設計洪水流量為425 m3／s，校核洪水流量為538 m3／s，分別較原設計值超出 22%和27%，特別是2011年車爾臣河流域發生特大洪水過程，洪峰持續時間長達2個月，樞紐上游數十米河道布滿了枯木、雜草及生活垃圾等漂浮物，泄洪閘和沖沙閘門因受洪水波動、漂浮物撞擊和閘門開度有限而震動強烈，汛后檢查發現 1＃和2＃泄洪閘牛腿混凝土結構發生大范圍開裂和掉塊現象，其余 3孔泄洪閘牛腿局部出現細微裂縫。

2）樞紐運行時間較長，牛腿混凝土結構劣化嚴重：第二分水樞紐至今已運行近20 a，根據運行管理單位資料，汛期牛腿部位有時處于最高洪水位以下，泄洪閘牛腿局部范圍可見氣孔、錯臺、微細裂紋等，局部有鋼筋出露現象。根據上述資料，初步判定第二分水樞紐混凝土結構結構劣化類型為凍融劣化、鋼筋腐蝕及表面缺陷。

3）運行管理措施欠缺，樞紐長時間帶病運行：第二分水樞紐管理單位距且末縣城較遠，附近人煙稀少，交通不便，加之運行管理人員文化程度低，缺乏相關的工程維護工作經驗，遇到異常和突發情況時不能及時進行上報和處理，導致第二分手樞紐泄洪閘牛腿混凝土結構損壞情況不斷惡化。

圖 2 2＃泄洪閘兩側牛腿現狀

3 混凝土結構修補

3.1 修補材料選擇

根據第二分水樞紐泄洪閘牛腿混凝土結構的損壞情況及防洪度汛的嚴峻形勢，本次處理方案采用了天津領邦公司生產的混凝土快速修補材料對泄洪閘牛腿混凝土進行修補，該材料由混凝土界面劑（單組份）、水泥基鋼筋阻銹劑和混凝土快速修砂漿組成，具有與基層黏結性好、快凝快干、收縮小、強度高、抗裂性能好等特點，特別是該材料的外觀與混凝土結構的外觀幾乎相同，有助于樞紐外觀保持［1］。

3.2 修補材料特點

天津領邦公司生產的混凝土快速修補材料主要特點為：①單組份，只需加水拌合即可；②快干，在30～40 min固結；③不流淌、不下垂；④黏結力良好；⑤干縮率極低，抗開裂性能好；⑥無毒無害，屬環保型產品；⑦適用范圍：修補各種混凝土結構及預制構件。

3.3 施工工藝流程

施工工藝流程：混凝土表面處理→鋼筋表面處理→涂刷水泥基鋼筋阻銹劑→涂抹混凝土快速修補材料。

3.3.1 混凝土表面處理

混凝土表面處理包括 2個部分：①混凝土表面處理：利用風鎬人工剔除牛腿混凝土面層至新鮮混凝土，然后依次用高壓風、高壓水槍及丙酮將基底的雜物、灰塵、油污等清洗干凈，盡量將待修補部位修成直角。②涂刷混凝土界面劑（單組份）：將水倒人干凈容器中，加人混凝土界面劑（單組份）粉料，用攪拌器攪拌3 min，然后用潤濕的刷子將其均勻刷涂到需要處理的基面上，涂刷3層并在空氣中養護24 h。

3.3.2 鋼筋表面處理

利用鋼絲刷及丙酮人工清除鋼筋表面的銹跡、油污、混凝土碎片等雜物，確保鋼筋表面完全露出金屬光澤。

3.3.3 涂刷水泥基鋼筋阻銹劑

將水倒人干凈容器中，加人水泥基鋼筋阻銹劑，用攪拌器攪拌成均勻、可涂刷的奶油狀，靜置 3～5 min后用刷子在鋼筋表面涂刷一遍阻銹劑，干燥 10～15 min后再涂刷第二遍，該工序必須在鋼筋表面處理完畢后24 h內進行施工。

3.3.4 涂抹混凝土快速修補砂漿

將水倒人干凈容器中，加人混凝土快速修補砂漿，用攪拌器攪拌成均勻、良好的混合物，將混合物用刮板等工具抹至修補區域，每層厚度≤25 mm，逐層掛抹直至修補成設計外形，然后立即覆蓋并進行≥3 d的濕潤養護。

4 修補及運行效果

車爾臣河主汛期為 6—8月，為確保樞紐安全度汛，本次修補工程于 2013年5月中旬開工，6月初完成了 1＃和 2＃泄洪閘牛腿混凝土結構修補工作（其余3孔泄洪閘牛腿暫不修補），工期為20 d，處理費用為3.8萬元。2013年主汛期過后，運行管理單位對第二分水樞紐 1＃和 2＃泄洪閘牛腿混凝土結構修補效果評論為：1＃和2＃泄洪閘牛腿混凝土結構堅固、外觀良好，泄洪閘門啟閉正常，修補效果滿足運行管理要求。

5 結 論

利用混凝土快速修補材料修補混凝土結構、預制構件等結構，由于其具有材料用量較少、施工快速簡單、修復效果明顯等優點，可有效延長上述結構的使用壽命，將其推廣應用于時效性較強和搶修類工程時具有較好的經濟效益和社會效益。

［1］魏詩雅，歐婭 .混凝土修補材料淺析［J］.企業家天地，2010（06）：6.

TU528

B

1007-7596（2014）04-0172-02

2013-08-12

吳卉平（1976-），男，新疆庫爾勒人，工程師，從事水利水電工程勘測設計工作，