黨少明

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司第一工程公司 陜西 咸陽(yáng) 712000）

1 概述

石門水電站位于新疆維吾爾自治區(qū)呼圖壁縣呼圖壁河上，樞紐建筑物由瀝青心墻堆石壩、泄洪洞、溢洪洞和左岸引水系統(tǒng)及地面廠房組成。泄洪排沙洞（兼導(dǎo)流洞）由引渠段、岸塔式進(jìn)水口、有壓洞段、閘門井段、無(wú)壓洞段、出口消能工組成。洞長(zhǎng)635.82m，坡度4.48%，斷面為城門洞型。成洞尺寸為9.0m×8.5m（寬×高），混凝土襯砌厚度0.8m。設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)：底板為C40，側(cè)墻和頂拱為C25。

石門水電站泄洪排沙洞（兼導(dǎo)流洞）洞內(nèi)混凝土襯砌受施工條件約束采用泵送混凝土，坍落度較大，在襯砌混凝土待強(qiáng)過(guò)程中，由于受混合料早期過(guò)快失水干縮，另外受新疆地區(qū)晝夜溫度變化的影響，發(fā)現(xiàn)混凝土局部出現(xiàn)了不同程度的裂縫和滲水，以及混凝土施工中出現(xiàn)的蜂窩麻面。為抵抗高速水流沖刷，按照設(shè)計(jì)要求，需對(duì)混凝土缺陷處進(jìn)行修補(bǔ)和加固處理。經(jīng)項(xiàng)目部多次方案論證比較，由于環(huán)氧砂漿化學(xué)性能穩(wěn)定，耐腐蝕性好，固結(jié)體具有高粘結(jié)力，高抗壓強(qiáng)度，且不受結(jié)構(gòu)形狀限制，具有抗?jié)B、抗凍、耐鹽、耐堿、耐弱酸腐蝕的性能；并與多種材料的粘結(jié)力很強(qiáng)，熱膨脹系數(shù)與混凝土接近，不易從被粘結(jié)的基材上脫開(kāi)，耐久性好。因此，修補(bǔ)材料選用環(huán)氧砂漿，設(shè)計(jì)要求28d抗壓強(qiáng)度＞60MPa，與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度＞2.5MPa。

2 環(huán)氧砂漿的選擇與試驗(yàn)

2.1 環(huán)氧砂漿選型

環(huán)氧砂漿是以環(huán)氧樹(shù)脂為主劑，配以促進(jìn)劑等一系列助劑，經(jīng)混合固化后形成的一種高強(qiáng)度、高粘結(jié)力的固結(jié)體。環(huán)氧樹(shù)脂是一種線性結(jié)構(gòu)的環(huán)氧基因高分子聚合物，其本身不會(huì)固化，只有加入固化劑后才能使樹(shù)脂的環(huán)氧開(kāi)環(huán)，由線性分子交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)分子而固化。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂強(qiáng)度很高，質(zhì)脆，抗沖擊能力差，因此，普通的環(huán)氧樹(shù)脂類材料為滿足其力學(xué)、化學(xué)、耐久性指標(biāo)，是由環(huán)氧樹(shù)脂加上適當(dāng)固化劑、增韌勁、稀釋劑及填料組成的一種復(fù)合材料。其具有良好的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性能和耐磨性能，但其粘度太高，普通的固化劑在常溫下不能與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)，由此配置的環(huán)氧砂漿施工過(guò)程中需不斷用高溫加熱，固化劑固化過(guò)程中放熱強(qiáng)烈，毒性大，且施工過(guò)程中可操作時(shí)間短，施工過(guò)程中環(huán)氧砂漿易粘附在工具上，引起施工面平整度差，砂漿成型后收縮率大，特別是普通環(huán)氧砂漿的線膨脹系數(shù)與混凝土的線膨脹系數(shù)相差太大，受溫度影響，環(huán)氧砂漿易脫落。因此，在大面積和高速流水區(qū)使用普通環(huán)氧砂漿是不適宜的。

由新工藝合成的改性環(huán)氧樹(shù)脂，新型固化劑及填料等為基料配制的環(huán)氧材料，改善和提高了普通環(huán)氧材料的某些性能。在施工工藝和力學(xué)性能等方面更適用于實(shí)際操作和技術(shù)要求。用其配制的環(huán)氧砂漿具有材料本體粘度明顯下降，在常溫下可固化，無(wú)需熱施工，韌性好，易操作，施工面平整、光潔。其抗壓、抗沖磨，粘結(jié)等力學(xué)性能高，線膨脹系數(shù)小，與混凝土匹配較好，受溫度影響小，不易脫落，施工方便，易操作，低毒，固化后無(wú)污染，常溫下無(wú)需養(yǎng)護(hù)，適用于大用量環(huán)氧砂漿施工。

經(jīng)過(guò)多方考察了解，國(guó)內(nèi)幾家化工廠生產(chǎn)的抗磨環(huán)氧砂漿以及結(jié)合黑河金盆水利樞紐工地等環(huán)氧砂漿的施工情況，最終選擇了兩家科研機(jī)構(gòu)研制的環(huán)氧砂漿進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)。一家是NE-IV型環(huán)氧砂漿，另一家是某化工工廠生產(chǎn)的環(huán)氧砂漿，兩種環(huán)氧砂漿均能在潮濕面上施工。

2.2 對(duì)比試驗(yàn)

試驗(yàn)的目的想解決以下5個(gè)問(wèn)題：①人工處理混凝土基面的可行性；②兩種環(huán)氧砂漿施工的可操作性；③檢驗(yàn)環(huán)氧砂漿與潮濕混凝土面的粘結(jié)性能；④確定適宜的施工工藝；⑤驗(yàn)證施工面的平整度。

經(jīng)在導(dǎo)流洞0+150m～0+162m段現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，兩種環(huán)氧砂漿均達(dá)到了預(yù)期目的。14d齡期進(jìn)行拉拔粘結(jié)試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果NE-IV型環(huán)氧砂漿最大拉拔強(qiáng)度為3.34MPa，最小為 0.7MPa，平均拉拔強(qiáng)度2.4MPa，且均斷裂在混凝土本體內(nèi)，環(huán)氧砂漿與混凝土面粘結(jié)牢固。另一品種環(huán)氧砂漿有一半監(jiān)測(cè)點(diǎn)在粘結(jié)面上斷裂。兩種環(huán)氧砂漿28d強(qiáng)度均大于60MPa，最大值98MPa。最終施工確定采用NE-IV型環(huán)氧砂漿。

3 施工方法

3.1 環(huán)氧砂漿施工工藝流程（圖1）

3.2 具體施工方法

（1）基面排水?；媾潘捎寐?lián)合排水方式，搭雨篷遮擋洞頂拱排水管流水，圍堰引排底板流水，膨脹螺栓固定角鋼引排洞壁流水，確保基面無(wú)明水流淌，排水按施工區(qū)域分段進(jìn)行。

（2）基面清潔。首先用鋼絲刷清除混凝土表面；再用高壓水槍沖洗基面數(shù)遍，徹底清除基面上粘結(jié)的粉狀顆粒及松動(dòng)顆粒；最后人工高壓風(fēng)清除表面積水，用吹風(fēng)機(jī)吹干基面。

（3）基液配制及涂刷。底層基液按產(chǎn)品說(shuō)明比例將A、B組分用攪棍攪拌均勻，人工毛刷將基液均勻的涂刷到處理好的基面上，要求不漏刷不流淌?；和克⑼瓿珊笸Ｖ?0min～40min（視環(huán)境溫度而定）手觸有拉絲現(xiàn)象，即可涂抹環(huán)氧砂漿。

（4）環(huán)氧砂漿配制。將A、B組分按比例混合后，攪拌均勻，攪拌時(shí)間5min～8min。投料順序?yàn)橄華組分，后B組分，B組分邊攪拌邊加入。

（5）環(huán)氧砂漿涂抹。人工用抹刀涂抹環(huán)氧砂漿，涂抹時(shí)壓實(shí)壓光，提漿收面一次成型。配制好的環(huán)氧砂漿在18℃～20℃時(shí)，使用壽命為1h～1.5h，環(huán)氧砂漿工作面間搭接采用45°斜坡搭接，施工順序從下游向上游進(jìn)展。

（6）養(yǎng)護(hù)。環(huán)氧砂漿的養(yǎng)護(hù)與普通砂漿的養(yǎng)護(hù)不同，最重要的是溫度控制，20℃±5℃為宜，夏天太陽(yáng)直曬的地方要搭設(shè)涼棚，冬天溫度太低，應(yīng)加溫保暖，養(yǎng)護(hù)7天以上，前3天不能讓水浸泡或有其他沖擊。本工程環(huán)氧砂漿修補(bǔ)時(shí)段選在9月中旬，天氣晴朗溫和，且在洞內(nèi)施工，因此不用專門養(yǎng)護(hù)。

（7）工作面清理。施工完畢，拆除排水設(shè)施，清理干凈工作面，對(duì)預(yù)留的孔洞用環(huán)氧砂漿封閉處理。

（8）施工要點(diǎn)。大面積環(huán)氧砂漿修補(bǔ)區(qū)域，其修補(bǔ)厚度不小于5mm。對(duì)于深度不夠5mm的部位應(yīng)鑿毛至5mm以保證修補(bǔ)的砂漿厚度；局部缺陷修補(bǔ)其修補(bǔ)厚度不小于10mm。修補(bǔ)區(qū)域邊緣不得形成又淺又薄的邊口，應(yīng)鑿成齒槽狀，同時(shí)邊緣應(yīng)大致規(guī)整。

4 質(zhì)量控制

（1）原材料檢測(cè)。環(huán)氧砂漿進(jìn)場(chǎng)后，需查看是否具備該材料的出廠檢測(cè)資料，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行抗壓和粘結(jié)力試驗(yàn)檢測(cè)，合格后方可使用。

表1 質(zhì)量檢驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

（2）施工工序控制?；炷撩骅徝幚淼轿?，基面清理干凈，達(dá)到干燥狀態(tài)，基液涂刷均勻，環(huán)氧砂漿涂抹密實(shí)，表面平整，每道工序均經(jīng)過(guò)檢查簽證。

（3）環(huán)氧砂漿平整度控制。每一塊施工面必須和周圍的混凝土面齊平，壓實(shí)壓光后用直尺檢查平整度，對(duì)不符合區(qū)域進(jìn)行整平處理。

（4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。每30個(gè)處理面上隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，平均強(qiáng)度大于1.5MPa，且不允許在粘結(jié)面斷裂，否則應(yīng)進(jìn)行返工。

5 質(zhì)量評(píng)定

對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材料，各施工工序以及檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，各項(xiàng)結(jié)果表明環(huán)氧砂漿選材得當(dāng)，施工工藝合理，總體質(zhì)量?jī)?yōu)良。質(zhì)量檢驗(yàn)成果見(jiàn)表1。

6 其他注意事項(xiàng)

（1）環(huán)氧砂漿應(yīng)隨配隨用，一般每次配置應(yīng)小于1kg。

（2）拌好的環(huán)氧砂漿，必須分散堆放，切勿成桶成堆放置，以免提前硬化。配料時(shí)宜用廣口淺底器皿，易于散熱，并需不斷攪拌。

（3）施工工具要清潔干凈，未硬化的環(huán)氧材料，可用丙酮、甲苯等溶劑清洗。若環(huán)氧材料硬化在工具上，可加熱刮掉，切勿燃燒，以免產(chǎn)生有毒煙氣，危害人體健康。

（4）施工中，不允許將用過(guò)的器具以及殘液隨便拋棄或投入河中，以防水質(zhì)污染或發(fā)生中毒事故。

（5）施工時(shí)，操作人員必須做好勞動(dòng)保護(hù)。因環(huán)氧材料大都易揮發(fā)、有毒，所以施工現(xiàn)場(chǎng)必須通風(fēng)。若環(huán)氧類材料不慎沾到皮膚上，先擦去，然后用丙酮或酒精擦拭干凈。若不慎將環(huán)氧材料濺入眼睛，應(yīng)小心擦拭，嚴(yán)重者送醫(yī)院治療。

7 結(jié)語(yǔ)

新疆石門水電站工程泄洪排沙洞局部采用NV-IV型環(huán)氧砂漿進(jìn)行補(bǔ)缺處理后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)補(bǔ)缺處理進(jìn)行檢查，全部合格。事實(shí)證明環(huán)氧砂漿的選型是合理的，施工工藝及方法是成功的，施工質(zhì)量是可靠的，為同類型工程的混凝土缺陷處理積累了經(jīng)驗(yàn)。陜西水利