夏祥林 陶春梅 丁桂清

(1.江蘇省水利科學(xué)研究院材料結(jié)構(gòu)研究室， 江蘇 揚(yáng)州 225002；2.連云港市通榆河北延送水工程管理處， 江蘇 連云港 222004；3.連云港市水利建筑安裝工程有限公司， 江蘇 連云港 222006)

常州采菱港樞紐工程裂縫處理修補(bǔ)效果分析

夏祥林1陶春梅2丁桂清3

(1.江蘇省水利科學(xué)研究院材料結(jié)構(gòu)研究室， 江蘇 揚(yáng)州 225002；2.連云港市通榆河北延送水工程管理處， 江蘇 連云港 222004；3.連云港市水利建筑安裝工程有限公司， 江蘇 連云港 222006)

本文分析了常州采菱港樞紐工程混凝土裂縫成因，介紹了水工“環(huán)氧樹(shù)脂膠”低壓注漿混凝土裂縫修補(bǔ)工藝，結(jié)果證明修補(bǔ)效果良好，可為水利工程類似淺層裂縫的處理提供借鑒。

采菱港樞紐；淺層裂縫；修補(bǔ)

1 工程概況

采菱港樞紐工程是常州市運(yùn)北片重要的防洪節(jié)點(diǎn)控制工程之一，該工程建在采菱港與大運(yùn)河交匯口北側(cè)200m處的采菱港河上，由單孔凈寬12m的節(jié)制閘和1座20m3/s的泵站組成。采菱港樞紐工程等別為Ⅰ等，其主要建筑物工程級(jí)別為1級(jí)，次要建筑物工程級(jí)別為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)，建筑物抗震設(shè)計(jì)烈度為7度。本工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，設(shè)計(jì)洪水位5.95m。采菱港樞紐工程是一座為防洪、除澇、通航、改善城市水環(huán)境為主要功能的大(1)型工程。

泵站布置在采菱港河道東側(cè)，為單向泵站，選用兩臺(tái)1820ZGB10—1.5型豎井貫流泵配套355kW異步電機(jī)及齒輪減速箱，單泵流量10m3/s，設(shè)計(jì)總流量20m3/s。泵站采用堤身式布置，兩臺(tái)機(jī)組并列安排在一塊底板上。站身底板以上至高程2.60m之間為流道層，高程2.60～7.20m之間為工作層，高程7.20m以上為主廠房。

節(jié)制閘布置在采菱港河道西側(cè)，節(jié)制閘凈寬12m，底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)15m、垂直水流向長(zhǎng)15.20m，底板頂面高程為0.00m，厚度為1.40m，閘墩厚1.01m，內(nèi)河側(cè)墩頂高程為6.00m，外河側(cè)墩頂高程為7.20m，中部排架頂高程為11.46m，排架上設(shè)4.50m寬敞廊式工作橋，橋頂面高程13.00m。

2 裂縫情況簡(jiǎn)介

混凝土裂縫主要發(fā)生在內(nèi)外河側(cè)翼墻、泵站流道層等部位。裂縫共計(jì)21條，其中泵站流道內(nèi)壁8條、節(jié)制閘墩墻1條、內(nèi)外河翼墻墻身12條。縫寬超過(guò)0.20mm的9條，分別為：F型1號(hào)翼墻墻身的1號(hào)(0.28mm)、2號(hào)(0.24mm)裂縫、H型2號(hào)翼墻墻身的1號(hào)(0.30mm)裂縫、D型1號(hào)翼墻墻身的1號(hào)(0.22mm)裂縫、D型2號(hào)翼墻墻身的1號(hào)(0.27mm)裂縫、E型翼墻墻身的1號(hào)(0.24mm)裂縫、內(nèi)河流道2號(hào)孔的1號(hào)(0.24mm)裂縫、G型翼墻墻身的1號(hào)(0.23mm)、2號(hào)(0.27mm)裂縫。經(jīng)過(guò)觀察，所有裂縫已不再發(fā)展，趨于穩(wěn)定。根據(jù)《水閘施工規(guī)范》(SL 27—91)要求，縫寬小于0.20mm的裂縫不要求處理，為確保工程質(zhì)量，需對(duì)上述裂縫進(jìn)行低壓灌漿方案處理。

3 裂縫成因分析

裂縫出現(xiàn)后，參建方組織對(duì)裂縫的部位、寬度、高程、長(zhǎng)度進(jìn)行了觀測(cè)，形成觀測(cè)記錄，研究認(rèn)為：裂縫產(chǎn)生的原因主要包括三方面。

3.1 混凝土質(zhì)量因素

工程所有部位混凝土均由商品混凝土廠家供應(yīng)，除墊層外的所有部位均為泵送混凝土。泵送混凝土的特點(diǎn)是坍落度大，骨料粒徑較小，水灰比大，粉煤灰摻量大，混凝土和易性較好，便于振搗密實(shí)，抗壓強(qiáng)度高但抗裂強(qiáng)度一般。

經(jīng)分析:混凝土裂縫主要原因是商品混凝土廠家的散裝水泥細(xì)度模數(shù)小、自身溫度高、產(chǎn)生的水化熱較大，混凝土產(chǎn)生收縮，造成混凝土形成裂縫。

3.2 養(yǎng)護(hù)因素

翼墻及泵站流道層及工作層等只采取常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，特別是泵站流道層部位的拆模時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)灑水養(yǎng)護(hù)工作有所影響。

3.3 結(jié)構(gòu)應(yīng)力因素

這些裂縫均發(fā)生在結(jié)構(gòu)物尺寸變化處，屬應(yīng)力集中區(qū)，如：泵站流道層部位裂縫發(fā)生在預(yù)制混凝土心墻附近；裂縫發(fā)生部位的上下層混凝土澆筑時(shí)間間隔較大，由于底板及墻身應(yīng)力變化不一致，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

4 處理措施

采用 “環(huán)氧樹(shù)脂膠”對(duì)裂縫進(jìn)行處理。主要工藝為低壓注漿。

4.1 清理裂縫

用大功率吸塵器清理結(jié)構(gòu)物面層，找出裂縫位置，裂縫精確定位。沿裂縫長(zhǎng)度及中心用角磨機(jī)打磨150mm寬，清除表面浮漿。使用吸塵器吸凈灰塵，采用鋼絲刷等工具清除裂縫表面的污物，然后用毛刷蘸丙酮、酒精等有機(jī)溶劑，將裂縫兩側(cè)50mm的范圍擦洗干凈，并保持干燥。

4.2 埋設(shè)灌漿嘴

將灌漿嘴根據(jù)裂縫寬度及分布情況埋設(shè)在裂縫上。灌漿嘴間距取350～500mm，在裂縫交叉處、較寬處、縫端處布嘴，在一條裂縫上必須有進(jìn)漿嘴、排氣嘴及出漿嘴。對(duì)于寬度較窄、深度較淺的裂縫，直接在表面布置灌漿嘴進(jìn)行注漿；對(duì)于寬度較寬、深度較深的裂縫，選用帶針頭注漿嘴，將注漿嘴針頭打入裂縫內(nèi)進(jìn)行注漿，鉆孔需深至密實(shí)混凝土處。鉆孔后先將孔內(nèi)粉塵和碎屑沖洗干凈。

沖孔用水要保持清潔，壓縮空氣應(yīng)經(jīng)油水分離器，以免油垢污染縫面，影響灌漿效果。深層縫的處理要注重灌漿孔的布置和灌漿順序。確保每條裂縫均注漿飽滿，不留空隙。

4.3 封縫

打孔后將灌漿管插入，插入深度以貼近密實(shí)面為準(zhǔn)，然后用環(huán)氧膩?zhàn)訉?duì)裂縫表面及灌漿管周?chē)M(jìn)行封堵，封縫埋管前需將封縫埋管區(qū)域刷毛并清理干凈、烘干，封縫止?jié){是為了防止?jié){液流失，確保漿液在灌漿壓力下將裂縫充填密實(shí)。

4.4 配漿及灌漿

配制環(huán)氧樹(shù)脂膠和復(fù)合防水涂料時(shí)，要佩戴防毒面罩或防護(hù)口罩，避免發(fā)生中毒事故，配制場(chǎng)地選在開(kāi)闊、通風(fēng)處。灌漿機(jī)具、器具及管子在灌漿前應(yīng)進(jìn)行檢查，運(yùn)行正常時(shí)方可使用。接通管路，打開(kāi)所有灌漿嘴上的閥門(mén)，用壓縮空氣將孔道及裂縫吹干凈；根據(jù)裂縫區(qū)域大小，可采用單孔灌漿或分區(qū)群孔灌漿。在一條裂縫上灌漿可由一端到另一端，灌漿時(shí)應(yīng)待下一個(gè)排氣嘴出漿時(shí)立即關(guān)閉轉(zhuǎn)芯閥，如此順序進(jìn)行?；瘜W(xué)漿液的灌漿壓力常采用0.20MPa，壓力逐漸升高，禁止驟然加壓。達(dá)到規(guī)定壓力后，保持壓力穩(wěn)定，以滿足灌漿要求。灌漿停止標(biāo)志為吸漿率小于0.10L/min，再繼續(xù)壓注15min即可停止灌漿，關(guān)掉進(jìn)漿嘴上的轉(zhuǎn)芯閥門(mén)。灌漿結(jié)束后，立即拆除管道并清洗干凈?；瘜W(xué)灌漿還應(yīng)用丙酮沖洗管道和設(shè)備；待縫內(nèi)漿液達(dá)到初凝而不外流時(shí)，可拆下灌漿嘴(盒)，再用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥或摻入水泥的灌漿液把灌漿嘴處抹平封口。

5 質(zhì)量檢查

為確保工程質(zhì)量，每道裂縫處理完成后，需進(jìn)行取芯和壓水試驗(yàn)，取芯和壓水試驗(yàn)合格后，進(jìn)行下道裂縫處理。灌漿結(jié)束后，檢查補(bǔ)強(qiáng)效果和質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)補(bǔ)救。

邀請(qǐng)第三方檢測(cè)單位采用取芯方法，選取較寬的2～3條裂縫，在F型1號(hào)翼墻墻身、E型翼墻墻身、B型1號(hào)翼墻墻身的裂縫最寬處取芯，對(duì)注漿的質(zhì)量及修補(bǔ)效果進(jìn)行了檢測(cè)和評(píng)價(jià)。檢測(cè)結(jié)論：裂縫修補(bǔ)質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

6 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)前混凝土工程施工領(lǐng)域因過(guò)多依賴于高性能混凝土，加之工期緊，導(dǎo)致大體積混凝土中裂縫產(chǎn)生過(guò)多。裂縫的產(chǎn)生會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，降低建筑物壽命。因此，要對(duì)混凝土裂縫采用科學(xué)、合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,保證建筑物和構(gòu)件安全。

[1] SL 27—91水閘施工規(guī)范[S].北京：中國(guó)水利水電出版社,1991.

[2] GB 50367—2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑出版社,2006.

[3] 李進(jìn)旗,徐偉.混凝土裂縫的原因分析、修補(bǔ)及防治措施[J].科技信息，2008(13)：422-423.

[4] 方仙梅.大體積混凝土裂縫的分析與防治[J].中國(guó)西部科技，2011(10)：20-21.

[5] 劉建武.混凝土裂縫產(chǎn)生的的成因與控制措施[J].水運(yùn)工程，2006(01)：16-19.

Analysis on fracture treatment repairing effect in Changzhou Cailing Port Hub Project

XIA Xianglin1,TAO Chunmei2,DING Guiqing3

(1.JiangsuWaterConservancyScienceResearchInstituteMaterialStructureResearchOffice,Yangzhou225002,China;2.LianyungangTongyuRiverBeiyanWaterDiversionProjectManagementOffice,Lianyungang222004,China;3.LianyungangWaterConservancyConstructionandInstallationEngineeringCo.,Ltd.,Lianyungang222006,China)

In the paper,concrete fracture cause of Changzhou Cailing Port Hub Project is analyzed,and hydraulic ‘epoxy resin adhesive’ low pressure grouting concrete fracture repair process is introduced.The results proves that the repair effect is good,and reference can be provided for treating similar shallow fractures in water conservancy projects.

Cailing Port Hub;shallow crack;repair

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.09.004

TV46

A

1005-4774(2015)09-0011-03