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摘 要:混凝土裂缝时是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题,是影响水工建筑物质量的重要因素,本文主要介绍乌鲁瓦提水利枢纽发电洞混凝土裂缝处理产生的原因、处理材料选择、施工工艺和技术要求及效果,为以后工程中混凝土裂缝的预防提供参考。
关键词:丙乳砂浆 PU4水溶性灌浆料 改性环氧厚浆型耐磨涂料 裂缝处理
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)06-006-02
1工程概况
乌鲁瓦提水利枢纽位于距离和田市东南70KM的中喀什河中游,是国家“九五”重点水利工程,库容量3亿m2,枢纽的主要任务是防洪,灌溉并结合发电,该枢纽工程由主坝、大坝、副坝、溢洪道、发电洞、冲砂洞、泄洪洞及发电厂房组成,该枢纽1994年正式施工,98年截流,99年7月蓄水,2000年7月发电。
发电洞位于坝体左岸,与冲砂洞相连,上平洞全长264米,砼衬砌厚内径为6.5m,砼设计厚度为60cm,双层钢筋布置,砼标号为C25,隧洞流速为3—4m/S。该洞衬砌1/4底板用拖模(滑模);3/4边顶拱用钢棋台车浇砼,砼由拌合楼生产,砼灌车运输到工作面,电动砼输送泵前后洞分段泵浆入仓,底拱人工振捣,边顶拱用附着式振动器振捣。
2发电洞产生裂缝原因如下
2.1施工因素分析
(1)错台:底板与边顶拱钢模台车不十分吻合,接缝处局部存在错台,错台最大厚度达3cm。
(2)蜂窝、麻面、冷缝:由于施工洞较长,混凝土泵输送长度大,泵送过程中入产生离析现象,泵管堵塞时间长浇筑不连续,接连浇筑的混凝土跟不上,前后进料浇筑的结合层面振捣不密实,局部存在蜂窝、麻面和骨料集中。
2.2材料因素分析
浇筑施工过程中,水泥用量偏大,混凝土内外温差大,水化热较高,施工配合比控制不严,混凝土含水量偏大,造成混凝土裂缝
2.3环境因素分析
(1)混凝土浇筑完毕后的洞子水养护没跟上,人工涂刷养护剂养护涂刷不均匀或漏刷,出现干缩裂缝和温度缝。
(2)洞体处于山体结构不稳地段,岩体不稳定,由基岩位移引起混凝土变形裂缝,洞身爆破后有严重的山体渗水,砼浇灌后,有深层裂缝和水缝。
3裂缝处理材料的选择
为了深入了解裂缝对结构安全的影响及裂缝处理后的可靠性,邀请了南京水利科学研究院专家对裂缝做了定量分析,,成立了发电洞裂缝处理的技术专家小组,对其施工方案和施工材料提供监督指导。
丙稀酸酯共聚乳液水泥砂浆(简称丙乳砂浆)是一种高分子聚合物的水分散体,加入水泥砂浆,具有优异的粘结、抗裂、抗冻、防渗、防腐、抗氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能,与基底粘接性能优异,抗渗性优异,耐久性优良,对水质无害。缺点是水热性较大(丙乳施工技术要求),鉴于此决定对蜂窝、麻面、错台、浅层裂缝、凿毛、凿平后用丙乳砂浆修补。
PU4改性聚氨酯灌浆材料是异氰酸酯与水溶性聚醚合成而得得单组份灌浆材料。特点是:灌浆堵漏材料有良好的可灌性,其遇水凝结快速,膨胀系数较大(为3),与砼有较强的附着力,极适应灌浆堵漏,鉴于此,决定对发电洞水缝及深层裂缝用PU4溶性灌浆料处理(化灌处理)。
改性环氧厚浆型耐磨涂料,其特点为颗粒细小,其分子渗入砼表面,具有强烈的附着力和高强度,也具有良好的而磨抗冲能力,因此,决定对整个发电洞洞身涂改性环氧涂料。
4处理材料及性能检测
(1)水泥:选用和田地区杜瓦水泥厂生产的杜瓦525普通硅酸盐水泥。
(2)砂子:选用筛分厂细砂,含泥量小于2%。
(3)丙乳:PU4水溶性聚胺指,改性环氧抗磨涂料选用南科院产品,其各项性能指标见表:
5施工工艺及技术要求
5.1丙乳砂浆处理
将麻面、蜂窝、错台及浅层裂缝凿毛3cm—5cm,冲洗后进行丙乳砂浆抹面,其施工技术要求为:
(1)水泥、砂子要求:一般用425以上普通硅酸盐水泥,砂子需过2.5mm筛,水泥及砂子均需满足有关规范规定。
(2)基面处理:要做丙乳砂浆的基面必须凿毛,并清除表面油污、尘土和松软、脆弱部分,施工前基面用水清洗干净,使其处于饱和状态(但不应有积水)。
(3)铺设丙乳砂浆前,在基面上需刷一道丙乳净浆,净浆配比为:水泥:丙乳=2:1,净浆要充分搅匀,直到不含结团的水泥。
(4)在丙乳净浆未硬化前,就铺筑丙乳砂浆。丙乳砂浆的配比为:水泥:砂:丙乳:水=1:2:0.275:若干,用水量根据现场水泥砂子及施工和易性要求通过试拌确定,配制丙乳砂浆要求称量正确,不能随意多加水,丙乳砂浆需充分搅拌,一次搅和量根据施工速度而定,要求搅拌好砂浆在30—45分钟内用完。仰面和立面施工,涂层厚度超过7mm时,需分层抹压,以免脱空,砂浆铺筑到位后,用力压实、拍平,抹面时注意向一个方向抹平即可,不要来回多少次抹,也不需要二次收光。修补面积较大时,可隔块跳开分段施工。
(5)丙乳砂浆需加强养护,施工后待表面略干,可用喷雾器养护,或用薄膜覆盖,避风避阳保湿养护,养护需5—7天。
(6)所用施工机具都应在施工前后及时清洗干净。
5.2PU4灌浆料化灌
沿深层裂缝和水缝凿一宽10cm,深10cm的U形槽:水缝找出水源,用堵漏剂拌合砂浆和软管将水缩封堵,抽动软管,使水缝在堵漏剂拌合砂浆内形成空腔,并根据情况在裂缝两端设置灌浆孔,在每裂缝中每隔20—50cm设一灌浆嘴,堵漏剂掺合砂浆抹高为4cm。剩余6cm用丙乳砂浆分层抹平,保证强度要求,用压缩空气试气,检验灌浆通路是否贯通,封闭层是否漏气,有问题重新处理。
灌浆技术要求如下:
(1)压力选择一般在0.3—0.5Mpa,视情况调整;
(2)从下往上灌注,当临近灌浆孔有浆液流出,关闭出浆嘴,继续灌注;
(3)当最后一灌浆孔出浆时,关闭出浆小嘴,继续灌注至不再进浆,并浆20分钟。
(4)当某孔灌浆量很小,以及发现未灌满的裂缝,须补灌,保证灌浆效果;
(5)当确认浆液完全固化时,再沿裂缝表面天一U型槽,做上丙乳砂浆。处理长度应长于缝端10cm。
5.3表面环氧厚浆型耐磨涂料施工
5.3.1表面处理
人工清除基底表面油污、浮砂、棱角和松软脆弱的部分,5mm以下错台用磨光机磨平。气泡、小面积麻面用腻子抹平,最后用压缩空气除尘。
5.3.2喷涂底漆
FH—01型砼表面封闭底漆一道,该底漆能够渗入砼表面1—4 mm,对砼表层起到浸渍加固及整合面层耐磨涂料的作用。
5.3.3喷涂面漆
改性环氧厚浆型耐磨涂料二道,无气喷涂,每道湿膜厚度>400um膜厚度>300um)。
6结论
对发电洞裂缝进行处理后,效果明显,裂缝表面干燥、平整、无渗漏现象,防止了混凝土强度的损失和钢筋锈蚀,同时具备一定得补强作用,使得衬砌能够以整体结构承受外水压力,其承载能力得到显著加强,保证发电洞整体结构的稳定性。同时,也说明这次裂缝处理是成功的,选用的材料性能优良,处理方案合理可行,效果明显。
关键词:丙乳砂浆 PU4水溶性灌浆料 改性环氧厚浆型耐磨涂料 裂缝处理
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)06-006-02
1工程概况
乌鲁瓦提水利枢纽位于距离和田市东南70KM的中喀什河中游,是国家“九五”重点水利工程,库容量3亿m2,枢纽的主要任务是防洪,灌溉并结合发电,该枢纽工程由主坝、大坝、副坝、溢洪道、发电洞、冲砂洞、泄洪洞及发电厂房组成,该枢纽1994年正式施工,98年截流,99年7月蓄水,2000年7月发电。
发电洞位于坝体左岸,与冲砂洞相连,上平洞全长264米,砼衬砌厚内径为6.5m,砼设计厚度为60cm,双层钢筋布置,砼标号为C25,隧洞流速为3—4m/S。该洞衬砌1/4底板用拖模(滑模);3/4边顶拱用钢棋台车浇砼,砼由拌合楼生产,砼灌车运输到工作面,电动砼输送泵前后洞分段泵浆入仓,底拱人工振捣,边顶拱用附着式振动器振捣。
2发电洞产生裂缝原因如下
2.1施工因素分析
(1)错台:底板与边顶拱钢模台车不十分吻合,接缝处局部存在错台,错台最大厚度达3cm。
(2)蜂窝、麻面、冷缝:由于施工洞较长,混凝土泵输送长度大,泵送过程中入产生离析现象,泵管堵塞时间长浇筑不连续,接连浇筑的混凝土跟不上,前后进料浇筑的结合层面振捣不密实,局部存在蜂窝、麻面和骨料集中。
2.2材料因素分析
浇筑施工过程中,水泥用量偏大,混凝土内外温差大,水化热较高,施工配合比控制不严,混凝土含水量偏大,造成混凝土裂缝
2.3环境因素分析
(1)混凝土浇筑完毕后的洞子水养护没跟上,人工涂刷养护剂养护涂刷不均匀或漏刷,出现干缩裂缝和温度缝。
(2)洞体处于山体结构不稳地段,岩体不稳定,由基岩位移引起混凝土变形裂缝,洞身爆破后有严重的山体渗水,砼浇灌后,有深层裂缝和水缝。
3裂缝处理材料的选择
为了深入了解裂缝对结构安全的影响及裂缝处理后的可靠性,邀请了南京水利科学研究院专家对裂缝做了定量分析,,成立了发电洞裂缝处理的技术专家小组,对其施工方案和施工材料提供监督指导。
丙稀酸酯共聚乳液水泥砂浆(简称丙乳砂浆)是一种高分子聚合物的水分散体,加入水泥砂浆,具有优异的粘结、抗裂、抗冻、防渗、防腐、抗氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能,与基底粘接性能优异,抗渗性优异,耐久性优良,对水质无害。缺点是水热性较大(丙乳施工技术要求),鉴于此决定对蜂窝、麻面、错台、浅层裂缝、凿毛、凿平后用丙乳砂浆修补。
PU4改性聚氨酯灌浆材料是异氰酸酯与水溶性聚醚合成而得得单组份灌浆材料。特点是:灌浆堵漏材料有良好的可灌性,其遇水凝结快速,膨胀系数较大(为3),与砼有较强的附着力,极适应灌浆堵漏,鉴于此,决定对发电洞水缝及深层裂缝用PU4溶性灌浆料处理(化灌处理)。
改性环氧厚浆型耐磨涂料,其特点为颗粒细小,其分子渗入砼表面,具有强烈的附着力和高强度,也具有良好的而磨抗冲能力,因此,决定对整个发电洞洞身涂改性环氧涂料。
4处理材料及性能检测
(1)水泥:选用和田地区杜瓦水泥厂生产的杜瓦525普通硅酸盐水泥。
(2)砂子:选用筛分厂细砂,含泥量小于2%。
(3)丙乳:PU4水溶性聚胺指,改性环氧抗磨涂料选用南科院产品,其各项性能指标见表:
5施工工艺及技术要求
5.1丙乳砂浆处理
将麻面、蜂窝、错台及浅层裂缝凿毛3cm—5cm,冲洗后进行丙乳砂浆抹面,其施工技术要求为:
(1)水泥、砂子要求:一般用425以上普通硅酸盐水泥,砂子需过2.5mm筛,水泥及砂子均需满足有关规范规定。
(2)基面处理:要做丙乳砂浆的基面必须凿毛,并清除表面油污、尘土和松软、脆弱部分,施工前基面用水清洗干净,使其处于饱和状态(但不应有积水)。
(3)铺设丙乳砂浆前,在基面上需刷一道丙乳净浆,净浆配比为:水泥:丙乳=2:1,净浆要充分搅匀,直到不含结团的水泥。
(4)在丙乳净浆未硬化前,就铺筑丙乳砂浆。丙乳砂浆的配比为:水泥:砂:丙乳:水=1:2:0.275:若干,用水量根据现场水泥砂子及施工和易性要求通过试拌确定,配制丙乳砂浆要求称量正确,不能随意多加水,丙乳砂浆需充分搅拌,一次搅和量根据施工速度而定,要求搅拌好砂浆在30—45分钟内用完。仰面和立面施工,涂层厚度超过7mm时,需分层抹压,以免脱空,砂浆铺筑到位后,用力压实、拍平,抹面时注意向一个方向抹平即可,不要来回多少次抹,也不需要二次收光。修补面积较大时,可隔块跳开分段施工。
(5)丙乳砂浆需加强养护,施工后待表面略干,可用喷雾器养护,或用薄膜覆盖,避风避阳保湿养护,养护需5—7天。
(6)所用施工机具都应在施工前后及时清洗干净。
5.2PU4灌浆料化灌
沿深层裂缝和水缝凿一宽10cm,深10cm的U形槽:水缝找出水源,用堵漏剂拌合砂浆和软管将水缩封堵,抽动软管,使水缝在堵漏剂拌合砂浆内形成空腔,并根据情况在裂缝两端设置灌浆孔,在每裂缝中每隔20—50cm设一灌浆嘴,堵漏剂掺合砂浆抹高为4cm。剩余6cm用丙乳砂浆分层抹平,保证强度要求,用压缩空气试气,检验灌浆通路是否贯通,封闭层是否漏气,有问题重新处理。
灌浆技术要求如下:
(1)压力选择一般在0.3—0.5Mpa,视情况调整;
(2)从下往上灌注,当临近灌浆孔有浆液流出,关闭出浆嘴,继续灌注;
(3)当最后一灌浆孔出浆时,关闭出浆小嘴,继续灌注至不再进浆,并浆20分钟。
(4)当某孔灌浆量很小,以及发现未灌满的裂缝,须补灌,保证灌浆效果;
(5)当确认浆液完全固化时,再沿裂缝表面天一U型槽,做上丙乳砂浆。处理长度应长于缝端10cm。
5.3表面环氧厚浆型耐磨涂料施工
5.3.1表面处理
人工清除基底表面油污、浮砂、棱角和松软脆弱的部分,5mm以下错台用磨光机磨平。气泡、小面积麻面用腻子抹平,最后用压缩空气除尘。
5.3.2喷涂底漆
FH—01型砼表面封闭底漆一道,该底漆能够渗入砼表面1—4 mm,对砼表层起到浸渍加固及整合面层耐磨涂料的作用。
5.3.3喷涂面漆
改性环氧厚浆型耐磨涂料二道,无气喷涂,每道湿膜厚度>400um膜厚度>300um)。
6结论
对发电洞裂缝进行处理后,效果明显,裂缝表面干燥、平整、无渗漏现象,防止了混凝土强度的损失和钢筋锈蚀,同时具备一定得补强作用,使得衬砌能够以整体结构承受外水压力,其承载能力得到显著加强,保证发电洞整体结构的稳定性。同时,也说明这次裂缝处理是成功的,选用的材料性能优良,处理方案合理可行,效果明显。