郝恩烽

(山東省沂水縣沙溝水庫管理中心，山東 沂水 276400)

1 工程概況

沂水縣沙溝水庫位于淮河流域沭河干流上游，1958年10月動工興建，1959年11月建成蓄水。水庫總庫容1.04億m3，興利庫容0.46億m3，流域面積163km2；是一座以防洪為主，結(jié)合水力發(fā)電、城鄉(xiāng)供水、淡水養(yǎng)殖、觀光旅游等綜合利用的大(2)型水庫。水庫樞紐工程主要包括大壩、溢洪道、放水洞、電站等。溢洪道位于大壩南段丘陵鞍部，設(shè)溢洪閘3孔，每孔凈寬10.0m；放水洞位于大壩樁號0+430處，主要由進水段、洞身段、豎井組成，洞身為1.4m×1.4m鋼筋混凝土方涵，水電站設(shè)在放水洞出口處。水庫樞紐工程于2002年進行了除險加固，經(jīng)過多年來的運行，溢洪道防沖槽底板混凝土表面凍融、剝蝕，閘墩側(cè)墻混凝土局部老損，閘墩頭水位變動區(qū)域混凝土碳化，石子外露。放水洞進水段與洞身段混凝土由于當時施工時形成的蜂窩麻面、模板漏漿處理欠缺，出現(xiàn)裂縫、表面剝蝕，鋼筋銹蝕等。不僅制約結(jié)構(gòu)使用壽命，且嚴重影響水庫行洪安全[1]。通過全面排查、綜合研判，決定對鋼筋混凝土存在的老損、剝蝕等質(zhì)量問題采用丙乳砂漿技術(shù)措施進行全面加固修復處理。

2 加固方案設(shè)計

根據(jù)工程實際，設(shè)計采用丙乳砂漿加固技術(shù)措施。丙乳砂漿是丙烯酸酯共聚乳液改性的聚合物水泥砂漿。其固結(jié)體的物理力學性能與其配合比、水泥等級、砂率及施工工藝有較大關(guān)系。為了探討和檢驗其物理性能指標，施工單位委托具備資質(zhì)的專業(yè)試驗室對原材料進行主要性能指標試驗及配合比確定。在建設(shè)、監(jiān)理單位相關(guān)人員見證下，現(xiàn)場制取試件，經(jīng)監(jiān)理單位對試驗結(jié)果確認后具體實施加固方案。

3 丙乳砂漿配合比試驗

3.1 配合比試驗確定

根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境及施工工藝要求，通過試驗確定丙乳砂漿重量配合比為水泥 ∶丙乳 ∶石英砂 ∶水=100 ∶36 ∶165 ∶15。

試驗選用的丙烯酸酯共聚乳液，外觀為乳白色，無沉淀的乳液固體含量41.0%，pH值為9.0，密度為1.06g/cm3。水泥為P·O 42.5普通硅酸鹽水泥。砂為水庫附近產(chǎn)的石英砂，粒徑小于2.5mm，過篩處理。攪拌等生產(chǎn)用水從水庫抽取。試配丙乳砂漿試件成型后，按照規(guī)范要求[2]，進行基本物理力學性能試驗。

3.2 基本指標試驗結(jié)果

3.2.1 抗壓強度

試驗結(jié)果見表1。

表1 丙乳砂漿試件抗壓強度試驗結(jié)果

3.2.2 黏結(jié)強度

黏結(jié)強度是加固修復舊混凝土結(jié)構(gòu)的主要指標之一。試驗結(jié)果見表2。

表2 丙乳砂漿與普通水泥砂漿黏結(jié)強度試驗結(jié)果

3.2.3 抗凍性

試件為100mm×100mm×400mm柱體，3個為1組。試驗經(jīng)300次快速凍融循環(huán)，其動彈模量達到92.3%。試驗結(jié)果見表3。

表3 丙乳砂漿抗凍性試驗結(jié)果

3.2.4 抗?jié)B性

試驗表明：當滲透壓力達到1.5MPa時，恒壓12h試件無滲水現(xiàn)象，丙乳砂漿試件的透水壓力大于1.5MPa。

將丙乳砂漿試件烘干至恒重后浸泡于水中，3天后稱重吸水率為1.0%。試驗結(jié)果表明，由于丙乳聚合物的分子在水泥顆粒及骨料表面形成聚合物膜，聚合顆粒填充砂漿孔隙,使砂漿固結(jié)體內(nèi)空隙減小，結(jié)合力增強,提高了砂漿的密實度,改良了丙乳砂漿的各項性能，使丙乳砂漿的抗?jié)B、抗凍性能增強。

本次加固工程所采用的丙乳砂漿物理力學性能滿足設(shè)計及規(guī)范要求[3]。

4 施工技術(shù)

4.1 施工前的準備

4.1.1 基面處理

根據(jù)工程實際狀況，由建設(shè)、監(jiān)理方對混凝土缺陷部位用記號筆圈定，根據(jù)缺陷程度劃分成片區(qū)；然后利用手持電鎬結(jié)合人工的方式剔除缺陷混凝土。鑿除時，要求露出堅硬新鮮混凝土面，每片加固修復面除局部坑洼外做到鑿除深度均勻平整。

現(xiàn)場監(jiān)理人員驗收。重點查看鑿除缺陷混凝土的范圍，記號線內(nèi)外是否有松動混凝土片；鑿除深度是否平整均勻，堅硬新鮮混凝土面是否全部露出。若鋼筋銹蝕應(yīng)局部深鑿，單獨處理。

監(jiān)理人員確認后，用高壓水槍沖洗，個別部位人工用鋼絲刷清理，確保清理效果。

4.1.2 丙乳砂漿的配制

根據(jù)試驗確定配合比拌制丙乳砂漿。將水泥與砂子按比例人工拌和均勻后，倒入丙乳和水攪拌均勻待用。一次拌和量不宜太多，以免拌和不均或者造成浪費，拌制好的砂漿要在45min內(nèi)用完。

4.2 施工技術(shù)要點

4.2.1 噴(抹)丙乳砂漿

基面處理經(jīng)驗收合格后，對基面鑿除的溝槽及坑洼處，涂刷1遍丙乳凈漿(水泥 ∶丙乳=1 ∶0.8)，然后用丙乳砂漿分層找平，養(yǎng)護12天后待噴(抹)丙乳砂漿[4]。

溢洪道防沖槽底板修補區(qū)原有施工縫原位置保留，無施工縫處在修補區(qū)邊沿剔除一道寬8.0cm、深4.0cm的嵌邊齒槽。其他加固修補區(qū)域不另外增加施工縫和嵌邊齒槽。

溢洪道防沖槽底板、閘墩頭加固修復區(qū)域采用高壓噴射丙乳砂漿的方法處理，閘墩側(cè)墻、放水洞進水段與洞身段采用人工抹漿的方法處理。噴(抹)丙乳砂漿前，在待噴(抹)混凝土全部基面上均勻涂刷一層較薄的丙乳凈漿。丙乳砂漿固結(jié)前，人工用金屬壓板均勻地抹壓修飾一遍，對噴(抹)未到位或不平整的部位一并處理，確保閘墩等外露表面光滑平整，確保外觀質(zhì)量。

4.2.2 滾涂丙乳凈漿及養(yǎng)護

丙乳砂漿表面固結(jié)后，用裝飾涂料滾子在表面均勻滾涂一層較薄的丙乳凈漿。

最后滾涂的丙乳凈漿不僅對丙乳砂漿加強了保護，提高了外觀質(zhì)量，同時封閉丙乳砂漿中的水分，起到了養(yǎng)護作用[5]。丙乳凈漿固結(jié)后，噴水濕潤，覆蓋塑料薄膜，既起到養(yǎng)護作用，又能保護成品；之后，不需另外灑水養(yǎng)護。

5 質(zhì)量控制關(guān)鍵點及其建議

丙乳(丙烯酸酯共聚乳液)選購應(yīng)嚴把質(zhì)量關(guān)。近年來，丙烯酸酯乳液憑借其優(yōu)異特性，對其功能化改性的研究開發(fā)和應(yīng)用得到了迅速發(fā)展，市場品種繁多，名稱相似，用途不同[6]。使用前必須由專業(yè)試驗室試驗并確定配合比。

做好對相關(guān)人員的施工技術(shù)和施工安全交底。施工人員要熟知施工要點、操作程序及注意事項，操作必須細心。

對缺陷混凝土面要全面清理。對坑洼、露筋及邊緣處，必須經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理驗收。對形成的坑洼用丙乳砂漿分多次找補，每次抹漿厚度不大于2.0cm。確保每一片區(qū)噴(抹)漿范圍內(nèi)厚度均勻。

涂刷丙乳凈漿時，工作基面要飽和濕潤，丙乳凈漿未硬化前噴(抹)丙乳砂漿，保證黏結(jié)力。

噴射丙乳砂漿分兩次進行。第1層噴射厚度在2.5cm左右，初凝后清理表面浮塵，然后噴射第2層，噴射厚度在2.0cm左右。

丙乳砂漿第1層用木抹子壓實抹平，第2層用鐵抹子壓實抹光。抹壓時要注意邊沿壓實，不要來回多次抹壓，以免被壓實的邊沿又被帶起，形成縫隙；反復抹壓也會影響漿體中聚合物膜的質(zhì)量。

6 結(jié) 語

丙乳砂漿加固處理部位經(jīng)過1年運行后，組織有關(guān)技術(shù)人員進行專項檢查，表面未發(fā)現(xiàn)縫隙，敲擊沒有脫鼓聲，表面平整，與完工驗收時無任何變化。實踐證明：丙乳砂漿具有良好的物理力學性能，對水工混凝土工程進行加固處理，技術(shù)切實可行，質(zhì)量有保證；既適合薄層修復，又能潮濕面施工，工藝簡單，環(huán)保無毒，安全可靠，優(yōu)勢明顯。較好地解決了水工混凝土老損剝蝕等質(zhì)量問題，效果顯著。