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摘 要： 葠窝水库在二次除险加固工程中，对81.0-84.8高程区间溢流面破坏的混凝土采用聚合物砂浆处理，在2004年底，辽宁省水利水电工程质量检测中心对聚合物砂浆部位进行检测，发现有5%左右的翘起面积，为保证泄流安全，葠窝水库决定对翘起部位进行处理，针对此次聚合物砂浆翘起原因进行分析，阐述处理补救措施。
关键词： 翘起；原因；聚合物砂浆；缺陷处理
中图分类号：TV652 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1120123－01
1 工程概况
葠窝水库建于1970年，1974年竣工，修建当初是太子河干流上唯一的控制工程，位于辽宁省境内的太子河干流上，坝址距辽阳市35公里，距弓长岭区18公里。水库控制流域面积6175平方公里，是集防洪、灌溉，结合工农业用水发电于一体的大Ⅱ型水利枢纽工程。按百年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核，最大库容7.91亿立方米。1995年水库上游观音阁水库建成后，两库形成了梯级调度，水库的设计洪水标准提高到300年，校核洪水标准提高到万年。
大坝为混凝土重力坝，全长532m，坝顶高程103.5m，最大坝高50.3m。共分31个坝段，其中两侧1#-3#、22#-31#坝段为挡水坝段，长217.3m；4#-18#为溢流坝段，长274.2m，19#-21#为电站坝段，长40.5m。溢流坝段设14个溢流表孔和6个底孔。表孔堰顶高程84.8m，12m×12m弧型钢闸门控制，2×80T固定卷扬启闭；在闸墩中间隔布置6个泄流底孔，底孔底板高程60m，孔口尺寸为3.5×8m，平板闸门控制，原设计中，底孔工作门配有200吨固定卷扬机启闭，6个底孔共用一扇检修门，配备100t移动式门机启闭，目前，工作门和检修门都改为2×1250千牛双向移动门机启闭；水电站为坝后式，位于大坝左侧，现装机3台，总装机容量4.4万Kw。
1998年12月，由辽宁省水利水电科学研究院和葠窝水库管理局提出了《葠窝大坝溢流面破坏现状检测分析报告》，报告中反映，溢流堰面表面露钢筋，破坏深度在100～300mm，破坏面积占整个溢流堰面面积的13.5%；露小石和大石部分，破坏深度在100mm左右的破坏面积占这个溢流堰面面积的51.6%；溢流面破坏的总面积达65.1%，对水库的正常运行造成极大的隐患。为保证大坝安全泄流，需要对溢流堰面破坏部分进行加固处理。其中在81.00-84.8高程间采用薄层处理，处理深度为50mm，处理材料选择聚合物砂浆，性能为M30；抗冻F300；抗渗W6。
2 聚合物砂浆质量检测
2004年底为了葠窝水库除险加固工程溢流面质量评价提供检测数据，葠窝水库管理局委托辽宁省水利水电工程质量检测中心对总面积为2494m2的聚合物砂浆部位进行了检测，检测发现在在溢流面中间分缝处存在翘起现象，翘起面积约占总处理面积的5%左右。具体检测数据见表1。
表1 聚合物砂浆层翘起情况统计表
同时对聚合物砂浆与原混凝土之间粘结情况进行了检测，从钻芯试样看聚合物砂浆与原混凝土之间结合紧密，粘结强度实验结果为0.15MPa～0.25MPa。详细数据见表2。
表2 聚合物砂浆与原混凝土之间粘结强度钻芯法检测结果
3 翘起原因分析
葠窝水库管理局针对SPC砂浆部分翘起、脱空问题邀请了聚合物材料研究人员亲临现场，帮助查找、分析缺陷原因，经分析得出两点原因：
1）依据辽宁省水利水电工程质量检测中心的《葠窝水库除险加固工程溢流面质量检测报告》结果，聚合物砂浆的翘起部位集中在溢流面中间分缝处，由于此处为坝体横缝，有渗水情况，而SPC砂浆施工时未留施工缝，因此导致砂浆翘起的原因是砂浆未达到设计强度时，砂浆与原混凝土间便存在渗水，致使砂浆与原混凝土脱离，再经过冬季冻涨，导致部分聚合物砂浆翘起。
2）依据辽宁省水利水电工程质量检测中心的《葠窝水库除险加固工程溢流面质量检测报告》结果，聚合物砂浆翘起面积只占处理面积的5%，而从砂浆钻芯试样看，聚合物砂浆与原混凝土之间结合紧密，粘结强度符合设计要求，翘起只是局部现象，所以导致砂浆翘起的原因是施工中个别工序控制不严造成的。
4 缺陷处理方案的选择
为保证葠窝水库泄流安全，应对翘起部位进行处理，处理边缘应超出翘起部位5cm，并应归整；对于材料的选择，依据辽宁省水利水电工程质量检测中心的《葠窝水库除险加固工程溢流面质量检测报告》的检测结果、对出现翘起的原因分析以及聚合物砂浆优异的性能，仍应该坚持使用聚合物砂浆，施工时应严格按聚合物砂浆技术要求进行。
5 缺陷处理措施
5.1 聚合物砂浆性能
聚合物乳液是以丙烯酸酯及VEA乳液为主要基料，掺入特殊的表面活性剂、增塑剂、消泡剂等化工原料，经科学配制而成，是一种理想的复合胶凝材料。先后在潘家口水库、岳城水库等水利工程修补上应用，都取得了较好的效果。
表3 聚合物砂浆主要性能表
聚合物砂浆抗裂性能比普通砂浆提高约6倍，抗裂、抗渗性能大幅度提高，因此本工程仍采用聚合物砂浆修补。砂浆与原混凝土基面间用聚合物界面剂连接。
5.2 聚合物砂浆技术参数
1）原材料：① 水泥采用抚顺水泥厂生产的大坝硅酸盐525#水泥。② 中砂采用辽阳产河砂。③ 聚合物乳液采用北京产spc乳液。
2）配合比：① 聚合物水泥砂浆：按水泥:中砂:乳液:水=1:2:0.4:0.1（重量比）配制，采用人工拌合均匀即可使用。② 界面剂：按乳液:水泥=1:0.8（重量比）配制，搅拌至无水泥颗粒、无沉淀即可使用。③ 主要性能：M30；抗冻F300；抗渗W6。
5.3 缺陷处理的施工要求及过程
5.3.1 基面处理
1）利用手锤敲击堰面，确定破碎、起鼓砂浆的部位以及需要凿除的范围。2）确定凿除范围后，用直尺进行画线，尽量使凿除边界呈直线、拐角成直角，使凿除的形状规则美观。3）用切割机延边界线进行切割，切割深度要稍大于破碎砂浆的厚度，避免凿除破碎面时破坏完好的砂浆。4）用人工凿除破碎、起鼓的砂浆面层，凿除的废料运至指定的弃料位置。5）利用沙枪打磨凿除后的基面，打磨掉基面上的杂质，如果打磨不掉，用人工进行凿除。6）用高压水枪对基面进行清洗，要求清洗后的基面不得有松动的碎石和杂质；闸门漏水不得淌到清洗后的基面，基面清洗后要在24小时内进行SPC砂浆施工，如果不能在规定的时间内施工，那么在下次施工前要重新清洗。
5.3.2 聚合物砂浆施工
1）配制砂浆和界面剂。按设计配合比配制砂浆和界面剂，砂浆拌和采用人工拌和，磅秤计量，砂浆拌和量要精确计算，既要保证拌和后的砂浆在1小时内用没，又要避免剩余砂浆，造成材料浪费。
2）涂刷界面剂。在施工前要保证基面湿润且没有明水，然后用刷子均匀涂刷界面剂，涂刷时要力求薄而均匀，不得有漏涂、流淌、积液现象。应在界面剂凝结固化之前的允许时间内进行砂浆抹面。若由于施工延误使界面剂凝结固化，将会严重降低粘结力，甚至不如不用界面剂。固化的界面剂用试图再打湿处理或在固化的界面剂上涂刷第二次界面剂的方法处理都是徒劳的，这种情况必须彻底清除固化的界面剂，再重新涂刷界面剂。
3）聚合物砂浆抹面。在施工前要保证基面湿润且没有明水，坝段分缝处按原坝段缝用沥青板分缝；在基面上要先均匀涂刷一层界面剂，然后回填聚合物砂浆，用平板振捣器振捣密实；砂浆振捣后按原堰面延坝轴线方向进行挂线，用人工将填筑的砂浆修整、压实、抹光，要保证砂浆面层与堰面曲线吻合；砂浆在养升7天后再涂刷一层界面剂。
4）养护。抹面约30min后用塑料薄膜覆盖密封养护，在高温天气（大于30℃），上面要覆盖草袋子撒水降温。抹面第二天。用喷雾器喷雾养护，保持表面湿润但不淌水。湿养护7天后，再涂刷一层界面剂，在自然状况下干养护28天。
6 结语
此次缺陷处理至今，效果良好，未再出现起鼓、剥落现象。葠窝水库这样大面积、全孔段应用SPC砂浆处理溢流面，在寒冷地区是少见的，虽然经过两年的运行出现了局部的缺陷，但究其原因还是现场条件、施工控制等客观原因造成的，不能由此而否定一种新材料、新技术推广和应用，而葠窝水库处理堰面缺陷仍坚持使用此材料，并达到良好效果，就再次证明在寒冷地区SPC砂浆是一种理想的薄层修补材料。
参考文献：
[1]辽宁省水利水电科学研究院，葠窝大坝溢流面破坏现状检测分析报告.
[2]辽宁省水利水电工程质量检测中心，葠窝水库除险加固工程溢流面质量检测报告.
关键词： 翘起；原因；聚合物砂浆；缺陷处理
中图分类号：TV652 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1120123－01
1 工程概况
葠窝水库建于1970年，1974年竣工，修建当初是太子河干流上唯一的控制工程，位于辽宁省境内的太子河干流上，坝址距辽阳市35公里，距弓长岭区18公里。水库控制流域面积6175平方公里，是集防洪、灌溉，结合工农业用水发电于一体的大Ⅱ型水利枢纽工程。按百年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核，最大库容7.91亿立方米。1995年水库上游观音阁水库建成后，两库形成了梯级调度，水库的设计洪水标准提高到300年，校核洪水标准提高到万年。
大坝为混凝土重力坝，全长532m，坝顶高程103.5m，最大坝高50.3m。共分31个坝段，其中两侧1#-3#、22#-31#坝段为挡水坝段，长217.3m；4#-18#为溢流坝段，长274.2m，19#-21#为电站坝段，长40.5m。溢流坝段设14个溢流表孔和6个底孔。表孔堰顶高程84.8m，12m×12m弧型钢闸门控制，2×80T固定卷扬启闭；在闸墩中间隔布置6个泄流底孔，底孔底板高程60m，孔口尺寸为3.5×8m，平板闸门控制，原设计中，底孔工作门配有200吨固定卷扬机启闭，6个底孔共用一扇检修门，配备100t移动式门机启闭，目前，工作门和检修门都改为2×1250千牛双向移动门机启闭；水电站为坝后式，位于大坝左侧，现装机3台，总装机容量4.4万Kw。
1998年12月，由辽宁省水利水电科学研究院和葠窝水库管理局提出了《葠窝大坝溢流面破坏现状检测分析报告》，报告中反映，溢流堰面表面露钢筋，破坏深度在100～300mm，破坏面积占整个溢流堰面面积的13.5%；露小石和大石部分，破坏深度在100mm左右的破坏面积占这个溢流堰面面积的51.6%；溢流面破坏的总面积达65.1%，对水库的正常运行造成极大的隐患。为保证大坝安全泄流，需要对溢流堰面破坏部分进行加固处理。其中在81.00-84.8高程间采用薄层处理，处理深度为50mm，处理材料选择聚合物砂浆，性能为M30；抗冻F300；抗渗W6。
2 聚合物砂浆质量检测
2004年底为了葠窝水库除险加固工程溢流面质量评价提供检测数据，葠窝水库管理局委托辽宁省水利水电工程质量检测中心对总面积为2494m2的聚合物砂浆部位进行了检测，检测发现在在溢流面中间分缝处存在翘起现象，翘起面积约占总处理面积的5%左右。具体检测数据见表1。
表1 聚合物砂浆层翘起情况统计表
同时对聚合物砂浆与原混凝土之间粘结情况进行了检测，从钻芯试样看聚合物砂浆与原混凝土之间结合紧密，粘结强度实验结果为0.15MPa～0.25MPa。详细数据见表2。
表2 聚合物砂浆与原混凝土之间粘结强度钻芯法检测结果
3 翘起原因分析
葠窝水库管理局针对SPC砂浆部分翘起、脱空问题邀请了聚合物材料研究人员亲临现场，帮助查找、分析缺陷原因，经分析得出两点原因：
1）依据辽宁省水利水电工程质量检测中心的《葠窝水库除险加固工程溢流面质量检测报告》结果，聚合物砂浆的翘起部位集中在溢流面中间分缝处，由于此处为坝体横缝，有渗水情况，而SPC砂浆施工时未留施工缝，因此导致砂浆翘起的原因是砂浆未达到设计强度时，砂浆与原混凝土间便存在渗水，致使砂浆与原混凝土脱离，再经过冬季冻涨，导致部分聚合物砂浆翘起。
2）依据辽宁省水利水电工程质量检测中心的《葠窝水库除险加固工程溢流面质量检测报告》结果，聚合物砂浆翘起面积只占处理面积的5%，而从砂浆钻芯试样看，聚合物砂浆与原混凝土之间结合紧密，粘结强度符合设计要求，翘起只是局部现象，所以导致砂浆翘起的原因是施工中个别工序控制不严造成的。
4 缺陷处理方案的选择
为保证葠窝水库泄流安全，应对翘起部位进行处理，处理边缘应超出翘起部位5cm，并应归整；对于材料的选择，依据辽宁省水利水电工程质量检测中心的《葠窝水库除险加固工程溢流面质量检测报告》的检测结果、对出现翘起的原因分析以及聚合物砂浆优异的性能，仍应该坚持使用聚合物砂浆，施工时应严格按聚合物砂浆技术要求进行。
5 缺陷处理措施
5.1 聚合物砂浆性能
聚合物乳液是以丙烯酸酯及VEA乳液为主要基料，掺入特殊的表面活性剂、增塑剂、消泡剂等化工原料，经科学配制而成，是一种理想的复合胶凝材料。先后在潘家口水库、岳城水库等水利工程修补上应用，都取得了较好的效果。
表3 聚合物砂浆主要性能表
聚合物砂浆抗裂性能比普通砂浆提高约6倍，抗裂、抗渗性能大幅度提高，因此本工程仍采用聚合物砂浆修补。砂浆与原混凝土基面间用聚合物界面剂连接。
5.2 聚合物砂浆技术参数
1）原材料：① 水泥采用抚顺水泥厂生产的大坝硅酸盐525#水泥。② 中砂采用辽阳产河砂。③ 聚合物乳液采用北京产spc乳液。
2）配合比：① 聚合物水泥砂浆：按水泥:中砂:乳液:水=1:2:0.4:0.1（重量比）配制，采用人工拌合均匀即可使用。② 界面剂：按乳液:水泥=1:0.8（重量比）配制，搅拌至无水泥颗粒、无沉淀即可使用。③ 主要性能：M30；抗冻F300；抗渗W6。
5.3 缺陷处理的施工要求及过程
5.3.1 基面处理
1）利用手锤敲击堰面，确定破碎、起鼓砂浆的部位以及需要凿除的范围。2）确定凿除范围后，用直尺进行画线，尽量使凿除边界呈直线、拐角成直角，使凿除的形状规则美观。3）用切割机延边界线进行切割，切割深度要稍大于破碎砂浆的厚度，避免凿除破碎面时破坏完好的砂浆。4）用人工凿除破碎、起鼓的砂浆面层，凿除的废料运至指定的弃料位置。5）利用沙枪打磨凿除后的基面，打磨掉基面上的杂质，如果打磨不掉，用人工进行凿除。6）用高压水枪对基面进行清洗，要求清洗后的基面不得有松动的碎石和杂质；闸门漏水不得淌到清洗后的基面，基面清洗后要在24小时内进行SPC砂浆施工，如果不能在规定的时间内施工，那么在下次施工前要重新清洗。
5.3.2 聚合物砂浆施工
1）配制砂浆和界面剂。按设计配合比配制砂浆和界面剂，砂浆拌和采用人工拌和，磅秤计量，砂浆拌和量要精确计算，既要保证拌和后的砂浆在1小时内用没，又要避免剩余砂浆，造成材料浪费。
2）涂刷界面剂。在施工前要保证基面湿润且没有明水，然后用刷子均匀涂刷界面剂，涂刷时要力求薄而均匀，不得有漏涂、流淌、积液现象。应在界面剂凝结固化之前的允许时间内进行砂浆抹面。若由于施工延误使界面剂凝结固化，将会严重降低粘结力，甚至不如不用界面剂。固化的界面剂用试图再打湿处理或在固化的界面剂上涂刷第二次界面剂的方法处理都是徒劳的，这种情况必须彻底清除固化的界面剂，再重新涂刷界面剂。
3）聚合物砂浆抹面。在施工前要保证基面湿润且没有明水，坝段分缝处按原坝段缝用沥青板分缝；在基面上要先均匀涂刷一层界面剂，然后回填聚合物砂浆，用平板振捣器振捣密实；砂浆振捣后按原堰面延坝轴线方向进行挂线，用人工将填筑的砂浆修整、压实、抹光，要保证砂浆面层与堰面曲线吻合；砂浆在养升7天后再涂刷一层界面剂。
4）养护。抹面约30min后用塑料薄膜覆盖密封养护，在高温天气（大于30℃），上面要覆盖草袋子撒水降温。抹面第二天。用喷雾器喷雾养护，保持表面湿润但不淌水。湿养护7天后，再涂刷一层界面剂，在自然状况下干养护28天。
6 结语
此次缺陷处理至今，效果良好，未再出现起鼓、剥落现象。葠窝水库这样大面积、全孔段应用SPC砂浆处理溢流面，在寒冷地区是少见的，虽然经过两年的运行出现了局部的缺陷，但究其原因还是现场条件、施工控制等客观原因造成的，不能由此而否定一种新材料、新技术推广和应用，而葠窝水库处理堰面缺陷仍坚持使用此材料，并达到良好效果，就再次证明在寒冷地区SPC砂浆是一种理想的薄层修补材料。
参考文献：
[1]辽宁省水利水电科学研究院，葠窝大坝溢流面破坏现状检测分析报告.
[2]辽宁省水利水电工程质量检测中心，葠窝水库除险加固工程溢流面质量检测报告.