三峽導(dǎo)流底孔過流面混凝土缺陷及修補(bǔ)禹家蓮(葛洲壩集團(tuán)招投標(biāo)公司)摘要：三峽二期工程施工的22孔導(dǎo)流底孔混凝土表面為高速過流面，拆模后發(fā)現(xiàn)表面缺陷較多，存在質(zhì)量隱患。針對(duì)這些缺陷提出了不同的方法和材料進(jìn)行了修補(bǔ)并達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：三峽工程；導(dǎo)流底孔；缺陷；修補(bǔ)1概述三峽二期工程溢流壩段施工的22孔導(dǎo)流底孔為矩形斷面，孔口尺寸為6mX8.5m,跨縫布置，底坎高程56m，為長(zhǎng)有壓管形式，表面抗沖耐磨混凝土為C40，厚1m。導(dǎo)流底孔從上游向下游依次布置有上游進(jìn)口疊梁檢修封堵門、事故檢修門、弧形工作門、和出口疊梁檢修封堵門。二期工程將于2003年5月底下閘蓄水，初期蓄水位限制在135m，利用二期已建成的大壩和二期圍堰擋水發(fā)電，此期間導(dǎo)流底孔將起三期施工導(dǎo)流之作用，其運(yùn)行水頭高達(dá)80m，流速達(dá)32m/s：導(dǎo)流底孔將于2006年11月初開始混凝土回填封堵，至2007年3月底結(jié)束。其雖然為臨時(shí)建筑物，但投入運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)齒.5?4年。因此對(duì)導(dǎo)流底孔過流面的防空蝕、抗沖耐磨要求較高。合同技術(shù)規(guī)范中對(duì)導(dǎo)流底孔混凝土的澆筑質(zhì)量、孔口體形的精度、以及孔底、孔頂、側(cè)墻的表面質(zhì)量都有嚴(yán)格的要求，過流面的不平整缺陷如輪廓線走樣、升坎或跌坎、局部凹凸和蜂窩、麻面、殘留鋼筋頭等均要按規(guī)范和圖紙要求進(jìn)行處理。2過流面不平整度的控制和處理標(biāo)準(zhǔn)施工合同技術(shù)規(guī)范中對(duì)高速過流面的抗沖耐磨混凝土的表面平整度有如下要求：過流面不允許有垂直升坎或跌坎；孔口的有壓段和門槽區(qū)，不平整度控制在3mm以下，縱向坡控制在1：30以下，橫向坡控制在1:10以下。其余部位的不平整度均控制在5mm以下，縱向坡控制在1：20以下，橫向坡控制在1：5以下；混凝土表面在1m范圍內(nèi)的凹凸值控制在5mm以下混凝土表面不允許殘留鋼筋頭和其它施工埋件，不允許存在蜂窩、麻面及直徑和深度大于5mm的氣孔、孔洞，不允許殘留混凝土砂漿塊和掛簾等。而美國(guó)肯務(wù)局規(guī)定：流速為10?20m/s、30?40m/s及大于或等于40m/s時(shí)，突體打磨坡度分別為1/20、1/50或1/100；順?biāo)鞣较虻耐惑w高度不能大于6.5mm；垂直水流方向的突體高度不能大于3.2mm。其標(biāo)準(zhǔn)偏嚴(yán)。3混凝土表面缺陷導(dǎo)流底孔混凝土表面為高速過流面，它們必須盡可能平整光滑、無缺陷。混凝土表面的不平整度缺陷，堵如錯(cuò)臺(tái)、凹坑、表面波狀起伏、殘留鋼筋頭等，在高速水流作用下，將引起局部挑流、繞流和分離，造成負(fù)壓和劇烈的水流脈動(dòng)，促使出現(xiàn)空化和空蝕，極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。而且，挾砂石水流對(duì)過水建筑物表面的沖擊與磨損破壞是很嚴(yán)重的，混凝土表面的缺陷無疑會(huì)降低其抗沖耐磨強(qiáng)度，使表面不平整度惡化從而加劇空蝕與磨損。在三峽工程導(dǎo)流底孔側(cè)墻施工之后，發(fā)現(xiàn)了一些混凝土表面缺陷，它們包括超出規(guī)范要求的氣孔、麻面、蜂窩、錯(cuò)臺(tái)、表面凹凸、模板固定留下的定位銷孔、以及殘留鋼筋頭等。產(chǎn)生氣孔和蜂窩的主要原因是振搗不足;模板固定不牢、發(fā)生跑模時(shí)，導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)；模板漏漿時(shí)，會(huì)走失一部分漿液，導(dǎo)致麻面；表面凹凸點(diǎn)缺陷則是由于鋼模板上凹凸變形所引起。這說明在對(duì)待臨時(shí)建筑物諸如導(dǎo)流底孔施工時(shí)的工藝和作風(fēng)有點(diǎn)疏忽和馬虎，導(dǎo)致出現(xiàn)上述各種各樣的有害缺陷，給長(zhǎng)西年的運(yùn)行帶來質(zhì)量隱患。4施工承包商提交的缺陷修補(bǔ)施工方案4.1處理措施升坎的鑿除和磨平根據(jù)平整度控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)升坎高度超過標(biāo)準(zhǔn)要求的，先以風(fēng)鎬鑿除，預(yù)留0.5?1.0cm保護(hù)層，再用手持電動(dòng)砂輪打磨平整;對(duì)鑿除深W2Cm的部位，一律不得錘擊，只能用砂輪磨平。蜂窩、麻面的鑿除和填補(bǔ)對(duì)數(shù)量集中、超過規(guī)定的蜂窩、麻面，先進(jìn)行鑿除(鑿除的深度由所選用的修補(bǔ)材料類型決定，再將填補(bǔ)面清洗干凈，涂刷相應(yīng)的粘結(jié)劑或砂漿，補(bǔ)后壓實(shí)抹平。對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)的氣孔，先鑿成深度不小寸2cm的坑，再用預(yù)縮砂漿填補(bǔ)，若用環(huán)氧砂漿填補(bǔ)，鑿深應(yīng)不少于1cm。一般盡量采用高強(qiáng)水泥砂漿修補(bǔ)，這類材料價(jià)廉、易取、方便、無毒，而且耐久性好。對(duì)上述兩類缺陷的處理原則是：“多磨少補(bǔ)，寧磨不鑿”，盡量不損壞建筑物表面混凝土的完整性，以確保工程質(zhì)量。凹陷部位的填補(bǔ)修補(bǔ)材料應(yīng)與被補(bǔ)基料的變形性能(如彈性模量和線膨脹系戮和力學(xué)性能相一致，經(jīng)濟(jì)、安全和耐久性好，外觀顏色協(xié)調(diào)，方便施工。根據(jù)上述原則，宜選用水泥預(yù)縮砂漿，其次可選用水泥改性砂漿，如氯一偏聚合物改性水泥砂漿等；環(huán)氧及其它高分子聚合物砂漿宜用于重要部位，不宜在大面積范圍內(nèi)應(yīng)用。表面殘留物處理表面殘留的砂漿要求鏟除刮平，露在表面不用的埋件、鋼筋頭，人工挖混凝土2cm后割除，并用環(huán)氧砂漿填平。其它孔周縱縫、跨縫板施工縫及鋼襯與混凝土結(jié)合部位須磨平并涂環(huán)氧樹脂；止水保護(hù)槽鋼的接頭要磨平、摩光。4.2施工材料及工藝干硬性預(yù)縮砂漿干硬性預(yù)縮砂漿及普通水泥砂漿拌好后，碼堆存放預(yù)縮).5?1.5h,使其體積預(yù)先收縮一部分，以減少修補(bǔ)后的體積收縮和與基材脫開;因水灰比小，強(qiáng)度較高，用525砟酸鹽大壩水泥拌制的預(yù)縮水泥砂漿，其強(qiáng)度可達(dá)到50MPa以上。拌制預(yù)縮砂漿的水泥必須新鮮、無結(jié)塊。采用河砂，但需篩去粒徑1.6mm以上的粗砂和0.15mm以下的粉砂，細(xì)度模數(shù)控制在1.8?2.0。預(yù)縮砂漿的配合比為水：水泥：砂=(0.28?0.32)：1：(2.0?2.5)：夏季施工宜適量摻加緩凝劑，以增加和易性，方便施工，同時(shí)遮蓋防曬，以免過早凝結(jié)。填補(bǔ)前，先對(duì)基面鑿毛、清污、沖洗、濕潤(rùn)，使其處于飽和面干狀態(tài)。接著，刷一道水灰比為0.4?0.45的濃水泥漿作粘結(jié)劑，再分層填補(bǔ)預(yù)縮砂漿，每層厚4?5cm，用木棒或木錘搗實(shí)。直至泛漿。各修補(bǔ)層間，用竹刷或鋼刷刷毛，以利結(jié)合。對(duì)修補(bǔ)厚度大于8cm的，除表層4cm外，內(nèi)部應(yīng)填補(bǔ)預(yù)縮砂漿混凝土，即砂漿中加入直徑0.5?2.0cm的小石。修補(bǔ)完成后8h內(nèi)用濕草袋覆蓋保溫、保濕。環(huán)氧材料環(huán)氧材料包括環(huán)氧砂漿、環(huán)氧膠泥和環(huán)氧基液。它本身強(qiáng)度高、韌性好、抗沖耐磨性能優(yōu)越，與基材的粘結(jié)強(qiáng)度也高于水泥類材料。缺點(diǎn)是價(jià)高、有毒，其變形性能與水泥類材料不一致，在溫度濕度變化影響和陽光照射下，易老化，易與基材脫開。環(huán)氧材料修補(bǔ)的工藝流程:鑿毛-清污-烤干-刷基液-分層填補(bǔ)砂漿并拍打密實(shí)至表面泛漿-養(yǎng)護(hù)(養(yǎng)護(hù)溫度不低于15°C，且7d內(nèi)禁止水泡)。環(huán)氧砂漿最小修補(bǔ)厚度為1cm。環(huán)氧膠泥用于修補(bǔ)0.5?1.0cm的凹坑。5哈扎專家的咨詢意見綜述5.1缺陷處理意見對(duì)于如氣孔和麻面的小缺陷區(qū)域，用麻布擦抹法(SackRubbedFinish)修補(bǔ)。小于2.5cm深的缺陷的修補(bǔ)，可用經(jīng)批準(zhǔn)的環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)?？咨畲笥?.5cm、且孔寬大于或等于孔深時(shí)，可用干填砂漿修補(bǔ)，此法適用于模板固定留下的定位銷孔、以及表面殘留鋼筋頭切割后的修補(bǔ)。面積大而深的缺陷區(qū)域應(yīng)用新混凝土置換，置換之前應(yīng)在經(jīng)鑿除的混凝土表面涂一層經(jīng)批準(zhǔn)的粘接劑。在缺陷區(qū)域需要鑿除時(shí)，應(yīng)先在其四周用金剛鋸鋸出邊線，然后用鈍頭工具鑿除，避免使用尖銳鑿除工具，因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生微裂紋。鋸割區(qū)域應(yīng)盡量為方形或長(zhǎng)方形，這有助于置換材料的體積穩(wěn)定性，減少修補(bǔ)脫落的可能性。表面各種突體或錯(cuò)臺(tái)，則要打磨至規(guī)定的平整度和坡度要求。5.2施工材料及工藝麻布擦抹法首先表面要充分濕潤(rùn)。用干凈的麻布或橡膠海綿抹子在整個(gè)表面上擦抹砂漿，以填滿所有的氣孔和凹坑：所用的砂漿配比為■份水泥和2份砂，砂的最大尺寸小于600Mm，砂漿用水量要足以使其稠度成為濃乳漿。開始擦抹前24小時(shí)，應(yīng)采取遮蔽或噴霧的方法，保持待補(bǔ)表面局部周圍環(huán)境溫度不超過10°C。當(dāng)凹坑內(nèi)的砂漿還具有塑性時(shí)，在表面上撒一層水泥和砂的干拌物后再打磨，配比與前述相同。干填砂漿干填砂漿為分層填筑：修補(bǔ)材料拌和物由1份水泥和2.5份砂(級(jí)配為100%通過1.18mm篩)組成。適量加水，使產(chǎn)生的砂漿用手稍加力捏，能粘在一起，手變潮但不濕。干填前要浸泡待補(bǔ)面，等其處于飽和面干狀態(tài)時(shí)開始填筑:干填時(shí)每10mm一層用木錘進(jìn)行夯實(shí)。然后刮平至與周圍表而平齊。環(huán)氧和聚合物各種環(huán)氧和聚合物類修補(bǔ)材料，可遵照供貨廠家的工藝和配比要求進(jìn)行施工。5.3各種表面缺陷的具體修補(bǔ)步驟氣孔高壓水清潔表面f保濕24hf用麻布擦抹法填補(bǔ)f濕養(yǎng)護(hù)72h。麻面打磨至一坡度f高壓水清潔f用麻布擦抹法填補(bǔ)f濕養(yǎng)護(hù)72h。蜂窩鋸割邊線f鑿至堅(jiān)硬的混凝土f高壓水清潔f預(yù)浸f待表面干燥f涂刷乳膠粘接劑f用不收縮水泥混合乳膠干填f刮平表面并濕養(yǎng)護(hù)。模板定位銷孔取出塑料錐套f打磨錐孔內(nèi)混凝土表面f除掉表面周圍的薄弱區(qū)f高壓水清洗f保濕24hf用于填砂漿法填筑修補(bǔ)f刮平表面并濕養(yǎng)護(hù)。表面殘留鋼筋頭鋸出一方形口8X8cmf方形口鑿至至少2.5cm深f鋸斷鋼筋，使之距表面2.5Cmf高壓水清洗f濕養(yǎng)護(hù)24hf用于填砂漿法填筑f刮平并濕養(yǎng)護(hù)。6試驗(yàn)和實(shí)際施工承包商綜合上述方法和步驟在泄19嵌L進(jìn)行了修補(bǔ)試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目主要是抗壓強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、拉拔強(qiáng)度、抗磨以及養(yǎng)護(hù)條件等，通過對(duì)性能、施工工藝和價(jià)格的綜合分析，確定對(duì)于凹凸值小