龙马水电站排沙隧洞混凝土缺陷处理

　　摘要：云南李仙江流域龙马水电站排沙隧洞工程在洞身混凝土衬砌施工过程中，由于采用C40高标号混凝土及掺用HF外加剂，加之施工工艺不尽完善等各种原因造成了不同程度的质量缺陷和隐患，针对这些缺陷龙马施工指挥部组织了专业施工队伍，根据不同的部位，不同的缺陷类型，采用了不同的处理方法和不同的材料进行了消缺处理，满足了设计要求，为同类工程的混凝土缺陷处理积累了经验。
　　关键词：龙马水电站排沙隧洞；混凝土缺陷；处理
　　1工程概况
　　龙马水电站位于云南省思茅地区墨江哈尼自治县(左岸)与江城哈尼族彝族自治县(右岸)的界河把边江河段上。坝址位于把边江右岸支流勐野江汇口下游7.5km处，距墨江县文武糖厂约3km。排沙隧洞总长850.00m，由有压洞段、事故闸门井、工作闸室、交通洞、无压洞段、出口明渠及挑流鼻坎段组成。进口布置在电站进水口下方，事故闸门井下部为竖井结构，上部为塔式结构，总高96m，启闭平台高程643.0m。工作闸门前为圆形有压隧洞，长489.605m；工作弧门后接无压段和明渠，其尾部为挑流鼻坎，鼻坎高程535.0m，无压隧洞长194.314m。
　　2排沙隧洞混凝土缺陷
　　排沙隧洞混凝土表面几乎均为过流面，若保证安全投入运行，就必须保证混凝土表面平顺、光滑且无缺陷。混凝土施工时，由于关键环节未进行充分交底，经验和教训未进行认真研究分析和总结，施工管理措施不力，工艺措施不完整，执行工艺措施不到位等多种原因，不可避免的造成成型混凝土表面出现缺棱掉角、气孔、错台、蜂窝、麻面、挂帘、露筋、裂缝等质量缺陷。
　　3排沙隧洞混凝土缺陷处理措施
　　3.1对于施工中出现的气孔（深度小于5mm）、麻面、大量错台等采取适当打磨平顺（不平整度控制在6mm以下，顺水流方向1：20以下，横向坡1：10以下的斜坡），用环氧基夜进行涂面处理。
　　3.2对出露的气孔（深度大于5mm）、蜂窝，先进行凿除(凿除到致密混凝土)，再将混凝土填补面清洗干净，涂刷相应的粘结剂（SIKA基液）作为底层，用SIKA环氧砂浆进行修补；对于较大深度（深度大于2cm）的缺陷先使用预缩砂浆进行底部填补，表层2cm部分使用SIKA环氧砂浆进行修补。
　　对上述两类缺陷的处理原则是：“多磨少补，宁磨不凿”，尽量不损坏建筑物表面混凝土的完整性，以确保工程质量。
　　3.3对表面残留物的处理
　　表面残留的砂浆、混凝土要求铲除刮平；露在表面不用的埋件、钢筋头、钢管，在其四周2cm范围内,人工挖除混凝土深2cm后割除，并用SIKA环氧砂浆填平（钢管孔事先用与洞身衬砌混凝土同标号砂浆灌满）。
　　3.4对于底部架空、露筋部位，混凝土应凿除到致密混凝土，露出钢筋的地方要凿至钢筋以下5cm，混凝土凿除方向与该处洞径方向一致且垂直于洞壁，待修补混凝土面用高压风清除干净，用水湿润后均匀涂抹M40水泥净浆一遍，然后用与主体同标号、同性能的一级配或二级配混凝土分层回填，振捣压实，并抹面收光，最后覆盖塑料薄膜进行养护。
　　3.4.1一级配C40混凝土配合比
　　配合比参数每方混凝土材料用量（KG/M3）
　　水泥 水 小石 砂 抗冲耐磨剂（HF）
　　497 210 1062 980 11
　　3.4.2二级配C40混凝土配合比
　　配合比参数每方混凝土材料用量（KG/M3）
　　水泥 水 小石 中石 砂 抗冲耐磨剂（HF）
　　406 138 448 672 745 8.9
　　3.4.3M40砂浆配合比
　　配合比参数每方砂浆材料用量(KG/M3)
　　水泥 水 砂
　　845 350 930
　　3．5对裂缝的处理
　　首先采取如下方法确定裂缝的深度，以判断裂缝是贯穿性裂缝还是一般性表面裂缝，最后决定具体的处理方法。
　　3．5．1沿裂缝走向凿槽，按深度5cm，宽度10-15cm的V字形，将凿槽凿成陡坡，清除残渣后，用风、水冲洗，待干燥后，若沿原裂缝位置、方向未出现反潮现象，说明裂缝已凿除完毕，即可用SIKA环氧砂浆嵌补。修补后过流面的平整度以达到原设计要求为准。
　　 
　　3．5．2同上述方法，若出现沿裂缝方向的反潮现象，对其应实施灌浆处理。
　　（1）浆材选择：考虑裂缝宽度、处理要求、施工条件和浆材特性，选用水泥灌浆。灌浆用水泥应新鲜，不得受潮结块。
　　（2）灌浆工艺：
　　①工艺流程：
　　 
　　②堵缝：沿裂缝走向清理约5cm宽的条带，裂缝基本处于条带中央，将清理干净的条带刷毛至新鲜混凝土颜色，然后均匀涂刷约1cm厚的与混凝土同标号的掺有速凝剂的水泥浆堵缝。
　　③钻孔：用风钻顺裂缝面打骑缝孔，孔径40mm，孔距0.6m，孔深0.4m。
　　④洗缝和试压：缝面采用风、水轮换冲洗（风压不大于0.1MPa，水压不大于0.2MPa），直至回清水。试压采用单孔压水，逐孔检查，记录多孔漏水率及串通情况，以便确定排水孔位置和灌浆次序。
　　⑤灌浆：灌浆压力0.1MPa（或由试验确定），采用单液单孔填压式灌注。灌浆次序由低到高（平面由一端向另一端）或漏量由大到小，一孔进浆其余孔敞开，相邻孔排浆与进浆比重相同时（不小于90%）转孔，最后一孔当注入率不大于0.01L/min时继续灌注30min，灌浆即可结束。
　　⑥封孔：用与混凝土同标号的水泥浆(水灰比为0.40～0.45)封孔。
　　（3）浆液配比：与灌浆部位混凝土同强度等级，灌浆浆液水灰比为3:1、2:1、1:1、0.6:1、0.5:1五个比级。施灌时浆液由稀到浓逐级变换。浆液配制量估计：按浆液有效利用率70%考虑。
　　4施工材料及工艺
　　4.1干硬性预缩砂浆
　　4.1.1预缩砂浆制备
　　干硬性预缩砂浆拌制好后，用塑料布遮盖码堆存放预缩（0.5～1.5）h，使其体积预先收缩一部分，以减少修补后的体积收缩，避免其与基材脱开，一次性拌制的砂浆应在2h内使用完毕。
　　4.1.2砂浆原材料及配合比
　　拌制预缩砂浆的水泥采用云南普洱天壁水泥P.042.5，且水泥必须新鲜、无结块。细骨料采用居浦渡人工砂，细度模数为2.9，石粉含量10%。拌和用水符合相关规范要求。外加剂采用HF型抗冲耐磨专用减水剂。预缩砂浆的配合比为水：水泥：砂=0.29：1：2.3，外加剂掺量为2.2%（重量比），高温时施工应注意遮盖防晒，以免过早凝结。预缩砂浆的配合比参数见下表。
　　预缩砂浆配合比
　　配合比参数每方砂浆材料用量(KG/M3)
　　水泥 水 砂 抗冲耐磨剂（HF）
　　674 195 1550 14.8
　　4.1.3施工工艺
　　填补前先对基面凿毛、清污、冲洗、湿润，使其处于饱和面干状态。接着刷一道水灰比为0.40～0.45的浓水泥浆作粘结剂，再分层填补预缩砂浆，每层厚4～5cm，用木棒、木锤或橡胶锤捣实，直至泛浆。各修补层间用竹刷或钢刷刷毛，以利结合。对修补厚度大于8cm的，除表层4cm外，内部应填补预缩砂浆混凝土，即砂浆中加入直径0.5～2.0cm的小石。修补完成后8h内用湿草袋或塑料薄膜覆盖保温、保湿养护7d，期满后对修补部位进行磨光处理。预缩砂浆施工工艺见下图。
　　预缩砂浆施工工艺流程图
　　 
　　4.2SIKA环氧树脂修补砂浆
　　本工程采用SIKADUR743无溶剂三组分环氧树脂修补砂浆，其具有如下特点：
　　⑴无易挥发成分、无腐蚀性、无气味。
　　⑵耐磨性能强、摩擦系数大、机械强度高。
　　⑶在大体积施工及空气湿度很高的情况下能及时硬化且不收缩。
　　4.2.1施工准备
　　修补施工开始前必须首先将工作面基础清洗干净，清除乳浆皮、其他涂层、油、油脂、蜡、锈迹以及其他各类阻碍砂浆黏结的杂物。各个施工部位表面必须是清洁、密实，没有表层水，混凝土面须用高压风砂枪或其他方式冲毛、清洗。混凝土可以处于干燥、潮湿或者处于吸水饱和值表面干燥状态。
　　4.2.2拌和
　　在按比例混合之前先搅拌各个组分。使用前（缺陷修补施工前30分钟内开始拌制）量取2份A成分和1份B成分放入搅拌桶中，用低速（400～600转/分）搅拌机拌和至少3～4分钟，直至搅拌均匀，严禁在拌和过程中加水。（注：本品已按配比包装，拌和时各组分全部加入）
　　4.2.3涂刷底层
　　在工作面上先涂刷底层（底层由组分A+B组成）或使用SIKADUR732、SIKADUR752做底层，用软毛刷子或滚筒涂刷均匀，避免出现坑洼不平。
　　4.2.4制备砂浆
　　加入C成分（骨料）到已拌制好的环氧树脂中并继续搅拌直至混合均匀。
　　4.2.5使用
　　环氧砂浆施工工艺流程图
　　 
　　涂刷砂浆到已涂刷好的且仍有粘性的底层上，然后抹平至需要的厚度且充分密实。（如果先前涂刷的基液已经干燥，则再次涂刷然后进行砂浆施工）。用抹子或者刮刀将砂浆刮拢至需要修补施工的部位，抹平至设计厚度（每次施用最大层厚30mm）。用抹子对砂浆施加一定的压力使其表面平整。整个过程中保证施工器具的湿润，定期对工具洒水或用SIKA清洁剂、甲苯、其他批准的溶剂清洗工具，以利于抹光。
　　5结语
　　5.1排沙隧洞表面缺陷经过认真细致的检查，查明了缺陷的基本情况，从而制定优化了合理的施工方案和措施。对修补材料优选，一般材料的室内试验指标均满足要求，但选取还要参考其经济性、可操作性、耐久性、适用环境等因素。如：预缩砂浆较经济，修补面积较小的孔洞效果较好，面积大的缺陷修补工艺质量不易控制；环氧材料强度保证率高，但价格较高，具有刺激性气味，应保证通风较好的施工环境。材料确定后修补质量的好坏主要取决于施工工艺水平高低，各施工单位应建立健全缺陷处理组织机构，制定了详细的质量控制实施细则，现场作业人员经培训考核后上岗，严格按照工艺要求进行处理，从而保证了缺陷处理工作顺利进行。各种缺陷处理后经检查满足设计要求，未留下质量隐患，满足安全运行条件。
　　5.2在混凝土施工过程中，应以防为主，要严格按规范施工，绝大部分质量问题可以避免。这样才能更好提高混凝土施工质量，减少经济损失。一旦出现质量缺陷，应及时会同工程监理，尽快解决，以利工程顺利进行。对施工出现的外观质量问题要不断总结经验和教训，进行认真的研究分析和总结，遵循混凝土施工的基础原则，始终做到在施工前对应注意的关键环节进行充分的交底，在施工中做好控制，施工后及时处理，才能保证混凝土外观质量。
　　5.3龙马水电站排沙隧洞工程修补后的伸缩缝、施工缝及裂缝不再出现渗漏，并且得以补强处理，可满足水流冲刷及其他耐久性要求。修补后的排沙隧洞投入使用后，迄今运转情况良好。

《龙马水电站排沙隧洞混凝土缺陷处理》

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