水工隧洞高速过流面混凝土外观缺陷处理方法.docx

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水工隧洞高速过流面混凝土外观缺陷处理方法

水工隧洞高速过流面混凝土外观缺陷处理方法

本文针对左岸导流洞商品混凝土浇筑过程出现的外观缺陷进行了分类，并分别制定了处理标准，着重阐述各种商品混凝土外观缺陷的处理方法，并介绍了各种修补材料的工艺控制要点。

1.概述

锦屏一级水电站左岸导流洞，断面为城门洞型，其尺寸为15×19m（宽×高），有压过流，全断面衬砌。

洞身长度1214.359m，整个导流洞由进口引渠段、闸室段、渐变段、洞身段、堵头段、洞身段和出口引渠段组成。

导流洞进口渐变段与出口段采用1.0m和1.2m厚商品混凝土衬砌；堵头前洞身段Ⅲ类围岩边顶拱采用0.8m厚商品混凝土衬砌，堵头后Ⅲ类围岩边顶拱采用0.6m厚商品混凝土衬砌，Ⅲ类围岩底板衬砌厚度为1.0m，Ⅳ、Ⅴ类围岩采用1m和1.2m厚商品混凝土全断面衬砌。

左岸导流洞商品混凝土浇筑总量累计近18万，在施工过程中质量通病不可避免的发生，在商品混凝土施工的前期，针对已浇商品混凝土外观进行普查，统计商品混凝土施工和非施工外观缺陷，并对其进行了分类，根据不同的缺陷采取相应的处理方法，使商品混凝土外观满足过流要求。

2.商品混凝土外观缺陷的分类及处理标准

2.1导流洞缺陷分类、分区及处理要求

通过对导流洞过流面的普查，对缺陷进行了分类，并相应制定处理要求。

商品混凝土外观缺陷主要有以下几种：

（1）商品混凝土表面蜂窝、麻面；

（2）层间缝和结构缝出现的错台、挂帘；

（3）商品混凝土表面气泡；

（4）过流面拉筋头、管件头、钢筋等露头孔；

（5）商品混凝土浅表裂缝。

导流洞缺陷分类、分区处理要求见表1。

表1导流洞缺陷分类、分区及处理要求

缺陷名称

A区（导流洞底板）

B区（导流洞边墙）

C区（导流洞拱顶）

蜂窝、麻面

深度小于5mm:

打磨,刮环氧基液或胶泥;深度大于5mm:

切槽,补环氧砂浆.

深度小于10mm:

打磨,刮环氧基液或胶泥;深度大于10mm:

凿除后补环氧砂浆.

深度小于10mm:

打磨,补环氧砂浆;深度大于10mm:

凿除后补预缩砂浆.

错台、挂帘

凿除及砂轮打磨,与周边商品混凝土平顺衔接,顺水流方向1:

30,垂直流向1:

10.

凿除及砂轮打磨,与周边商品混凝土平顺衔接,顺接坡度1:

20.

凿除及砂轮打磨,与周边商品混凝土平顺衔接,顺接坡度1:

10.

气泡

直径小于5mm不处理;直径大于5mm扩孔清洗刮环氧胶泥.

直径小于5mm不处理;直径大于5mm扩孔清洗刮环氧胶泥.

直径小于5mm不处理;直径大于5mm扩孔清洗填细水泥砂浆.

拉条头、管件头、钢筋等露头孔

切凿20mm槽,割除钢筋头（管件头）,填环氧砂浆.

切凿20mm槽,割除钢筋头（管件头）,填环氧砂浆.

钢筋头低于商品混凝土面2mm,刮环氧胶泥.

浅表裂缝

宽度小于0.1mm:

沿裂缝20mm宽用钢刷刷毛,丙酮清洗,涂一道环氧基液;

宽度0.1mm-0.2mm:

骑缝凿一条宽80mm、深15mm-30mm的矩形槽,槽长延伸至超出其不意裂缝两端各30cm,填补环氧砂浆或胶泥.

宽度大于0.2mm:

进行裂缝化学灌浆.

2.2修补材料质量控制标准

2.2.1预缩砂浆

水泥:

P042.5R硅酸盐水泥；

砂:

河砂和人工砂,细度模数1.8-2.0；

水:

符合拌制商品混凝土要求；

抗压强度:

≥45MPa；

抗拉强度:

≥2.0MPa；

粘结强度:

≥1.5MPa.

2.2.2环氧砂浆

抗压强度:

≥60MPa；

粘结强度:

≥2.5MPa.

2.2.3环氧胶泥

抗压强度:

≥45MPa；

粘结强度:

≥2.5MPa.

2.2.4裂缝化学灌浆

灌浆浆液与缝面粘结强度≥1.0MPa.

3.商品混凝土外观缺陷处理步骤与方法

3.1蜂窝、麻面修补

3.1.1．蜂窝处理

（1）将缺陷部位松散商品混凝土凿除，直至密实商品混凝土。

凿坑四周成方形、圆形或多边形,避免出现锐角的部位。

凿除蜂窝时,凿铲应垂直商品混凝土表面施工，避免凿坑修补环氧砂浆或胶泥与保留商品混凝土成尖角搭接，并控制周边修补厚度不小于1.0cm。

凿挖过程中,应避免造成周边商品混凝土表面脱皮，凿挖的深度视缺陷架空的深度而定，原则上不小于1cm;凿挖后,如钢筋出露，凿除深度控制至钢筋底面以下不小于5cm。

（2）商品混凝土表面蜂窝原则上采用环氧砂浆修补，对于深度大于3cm以上的蜂窝缺陷，拟分层修补,先用预缩砂浆填补至距商品混凝土表面1cm,然后表面用环氧砂浆修补。

（3）采用预缩砂浆先行填坑的蜂窝,应将蜂窝凿除后的表面清洗洁净,并充分湿润后,涂一层净浆,然后镶补预缩砂浆。

（4）采用环氧砂浆或环氧胶泥进行蜂窝镶补时,将蜂窝凿除后的表面清理洁净,在确定无明显渗水条件下,方可先涂环氧基液,再镶补环氧砂浆或胶泥。

否则,采取导水措施、并用喷灯烘烤后,方可进行施工。

3.1.2麻面处理

（1）深度小于5mm的麻面，主要采用打磨的方式进行处理，麻面磨除深度不小于麻面深度,磨平后先清洗洁净打磨后的表面,然后涂抹一道环氧基液,表面用环氧胶泥抹平;打磨后,若留有砂线,应将其内污垢清除后,涂抹一道环氧基液,再镶补环氧胶泥。

对于局部打磨后形成的小坑，可将坑内清理干净后，涂抹一道环氧基液,用环氧胶泥修补平整。

（2）深度≥5mm的麻面，先标定范围凿成四边形或多边形等规则面，麻面凿除深度应达到最凹处,周边至坚实商品混凝土基面深度不小于5mm，并清洗洁净打磨后的表面,涂抹一道环氧基液,表面用环氧胶泥抹平。

3.2层间缝和结构缝错台、挂帘处理

先铲除错台形成的漏浆挂帘,然后对形成错台的部位，进行打磨处理。

为保证打磨后商品混凝土面与周边商品混凝土平顺衔接,导流洞边墙及拱顶顺接坡度分别为1:

20和1:

10;导流洞底板顺流向衔接坡度1:

30,垂直流向衔接坡度1:

10。

处理错台过程中形成的毛面,涂抹一道环氧基液后,表面用环氧胶泥抹平;错台形成的架空,进行凿槽处理,槽内采用预缩砂浆修补,表面10-15mm采用环氧砂浆修补抹平。

3.3模板印痕处理

（1）对凸出的模板印痕，采用打磨的方式进行处理,以保证打磨后商品混凝土面与周边商品混凝土平顺衔接。

（2）对于模板拼缝不严漏浆形成的砂线,将砂线内污垢清除后,内部采用预缩砂浆填补,表面10-15mm采用环氧砂浆或胶泥修补抹平。

（3）处理过程中形成的毛面,涂抹一道环氧基液后,表面用环氧胶泥抹平。

3.4商品混凝土表面出露钢筋头和金属预埋件的处理

（1）手持砂轮机紧贴商品混凝土面从两个方向打坡口切入将拉筋头割除，切割后的钢筋头应低于商品混凝土表面2mm;

（2）预埋件尺寸较大,采用上述方法难以割除预埋件露头时,将四周商品混凝土凿除，商品混凝土凿除时尽量减少凿挖范围，以方便切割钢筋头和金属预埋件为准，可凿成圆形或方形，槽深3～5cm。

距商品混凝土面2～3cm处割断钢筋头或金属预埋件。

（3）预埋件切割过程中,形成切槽时,槽内采用环氧砂浆修补;未形成切槽的部位,涂一道环氧基液后,用环氧胶泥抹平。

（4）钢筋等露头割除时，周围商品混凝土受到损伤，按其损面大小凿除掉损伤的商品混凝土，四周凿成垂直深度不小于10-20mm的槽口，然后涂一道环氧基液后,用环氧胶泥压实抹光。

3.5商品混凝土表面脱皮、破损

商品混凝土表面脱皮，采用打磨的方式处理，打磨时注意与四周成型商品混凝土平顺过渡连接，磨至表面光滑平整。

如局部形成浅坑，可在大面积磨光、磨平后，进行凿挖，深度不小于2cm为宜，然后用环氧砂浆抹光压实。

3.6气泡处理

气泡处理视其缺陷深度和直径大小确定，直径小于5mm的气泡，原则上,可不作处理,为保证商品混凝土表面平顺，对表面进行必要的打磨处理后，采用劈灰刀用环氧胶泥刮平。

直径大于5mm的气泡，将气泡空腔内的污垢和乳皮用高压水或风清除干净，喷灯烤干后，用环氧胶泥修补。

气泡密集区以满补为宜,散区可采用点补,采用满刮修补时,不得在商品混凝土表面留下刮痕。

3.7浅表裂缝处理及裂缝化学灌浆

裂缝处理根据裂缝宽度分为浅表裂缝和深层裂缝处理，对于宽度小于0.1mm的裂缝,拟沿裂缝20mm范围内，用钢丝刷刷毛,然后用丙酮清洗表面，涂一道环氧基液进行密封处理即可;裂缝宽度在0.1mm-0.2mm区间时，顺裂缝发展方向，凿一条宽80mm，深15mm-30mm的矩形槽，槽长两端超出裂缝长度30cm，然后采用环氧砂浆抹光压实。

裂缝宽度大于0.2mm及贯穿性裂缝隙,拟采用亲水性较好的丙酮糠醛系环氧浆液进行灌浆。

为确保灌浆后,商品混凝土表面不留下痕迹,灌浆前,对裂缝表面采用水玻璃砂浆封堵。

即,沿裂缝表面用水玻璃浸泡水泥袋纸或其它纸类材料,在浸泡后的水泥袋纸上压一道水玻璃砂浆,并骑缝埋入灌浆嘴。

裂缝灌浆由低向高,由一侧向另一侧依次灌浆,灌浆压力采用0.2-0.3MPa,当吸浆量趋于0时,继续灌注10min即可结束该孔灌浆,转入下一孔灌注。

裂缝灌浆处理结束后,采用扁铲清除表面水玻璃砂浆,并打磨后涂一道环氧基液封闭裂缝表面。

4．各种修补材料的工艺控制

4.1预缩砂浆

预缩砂浆主要用于导流洞顶拱蜂窝、麻面的处理及其它部位深度大于25mm以上的缺陷部位作为填坑材料,以减小环氧胶泥及环氧砂浆修补工程量,其工艺控制措施如下:

（1）预缩砂浆初拟水灰比为0.3-0.4,水泥和中砂重量比为1:

2,为提高预缩砂浆抗压强度等力学指标,拟在砂浆配置时掺加8%-10%硅粉;采用预缩砂浆形成永久表面时,采用白水泥与商品混凝土同类水泥混合料作为胶凝材料,使拌制的预缩砂浆颜色与商品混凝土一致。

（2）制备预缩砂浆,以手握成团,且手上有湿痕而无水膜为宜。

（3）拌制好的砂浆应遮盖存放0.5-1.0h后使用,并要求在4h内用完。

（4）修补面先进行毛面处理并冲刷干净,并在修补前保持湿润,且无明显的积水。

（5）修补前,在基面涂一道厚1mm左右的水泥浆（水灰比0.4-0.45）。

涂刷水泥浆液和填塞预缩砂浆交叉进行，以确保施工进度和施工质量。

水泥浆液涂刷前，用棕刷清除商品混凝土面的微量粉尘，以确保基液的粘结强度。

（6）填入预缩砂浆,用木棒拍打捣实直至表面出现浆液。

砂浆按每层厚4～5cm铺料和捣实（捣实后厚度约2～3cm），每层捣实到表面出现少量浆液为度。

作为永久面时,用抹刀反复抹压至表面平整光滑、密实。

（7）填补结束后保湿养护七天。

（8）采用环氧胶泥或环氧砂浆作为永久面时,养护结束后风干,先涂一道环氧基液,后用环氧胶泥或环氧砂浆压实抹光。

（9）外观控制：

平整光滑，无龟裂,接缝横平竖直无错台。

内部质量：

修补后砂浆强度达50kg/cm2以上时（施工时抽样成型决定强度），用小锤敲击表面，声音清脆者合格，声音发哑者凿除后重新修补。

4.2环氧胶泥

环氧胶泥修补一般用于厚度为5mm左右、范围较小的缺陷区处理，现场施工时,根据监理工程师的指示或现场实际情况,整调处理范围。

主要工艺措施如下:

（1）环氧主材采用E44环氧系列,固化剂采用T31,为保证环氧胶泥颜色与商品混凝土一致,胶泥填充料采用工业用石膏粉。

（2）制备环氧胶泥,以混合手握成团,粘手但无浆液渗漏为宜。

（3）配制环氧胶泥时,随时拌制随时使用,并要求在0.5h内用完。

（4）修补面先进行毛面处理并清理干净,在修补前保持修补面干燥。

（5）修补前,在基面涂一道厚1mm左右的环氧基液。

涂刷环氧液和修补环氧胶泥交叉进行，以确保施工进度和施工质量。

填补环氧胶泥时,用手触探涂抹基液面,出现拉丝现象后,方可填补环氧胶泥。

（6）填补环氧胶泥时,先用木板反复拍打捣实直至表面出现浆液,然后用铁抹子压光抹平。

（7）气泡内填补环氧胶泥时,采用劈灰刀将环氧胶泥压入气泡孔内刮平。

刮补时,不得在商品混凝土表面留下刮痕。

（8）外观控制：

平整光滑，无龟裂,接缝横平竖直无错台。

内部质量：

环氧胶泥凝固后，用小锤敲击表面，声音清脆者合格，声音发哑者凿除后重新修补。

4.3环氧砂浆

环氧砂浆修补一般用于厚度5-25mm、范围较大的缺陷区处理，现场施工时,根据监理工程师的指示或现场实际情况整调处理范围。

主要工艺措施如下:

（1）环氧砂浆采用我局科研所配制的、并取得国家专利的环氧砂浆。

（2）制备环氧砂浆时,按科研所已配制的A型材料和B型材料充分搅拌均匀即可。

（3）配制环氧砂浆时时,随时拌制随时使用,并要求在0.5h内用完。

（4）修补面先进行毛面处理并清理干净,在修补前尽可能保持修补面干燥,不能保证修补面干燥时,修补面应达到阴干无明流水的状态。

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（5）修补前,在基面涂一道厚1mm左右的环氧基液。

涂刷环氧液和修补环氧砂浆交叉进行，以确保施工进度和施工质量。

填补环氧砂浆时,用手触探涂抹基液面,出现拉丝现象后,方可填补环氧砂浆。

（6）填补环氧砂浆时,环氧砂浆按每层厚2cm左右铺料和捣实，每层捣实到表面用木板反复拍打捣实直至表面出现浆液,方可填补下一层环氧砂浆,作为永久面时,表面用铁抹子压光抹平。

（7）环氧砂浆修补完成后,应养护5-7天,养护温度控制在20℃±5℃。

修补部位在养护期的前三天内不应受水浸泡或其它冲击。

（8）外观控制：

平整光滑，无龟裂,接缝横平竖直无错台。

内部质量：

环氧胶泥凝固后，用小锤敲击表面，声音清脆者合格，声音发哑者凿除后重新修补。

4.4环氧浆液化学灌浆

裂缝宽度大于0.2mm及贯穿性裂缝隙,拟采用亲水性较好的丙酮糠醛系环氧浆液进行灌浆,主要工艺措施如下:

（1）裂缝灌浆出浆点水平或垂直裂缝方向控制间距按40cm控制,沿裂缝表面采取骑缝埋入灌浆嘴的方式,裂缝深度超过40cm后,采取钻斜孔方式穿过裂缝面,孔内填入灌浆管。

（2）裂缝表面采取水玻璃水泥砂浆封堵时,先用纸类材料浸泡水玻璃后,沿缝面粘贴,然后在其表面填水玻璃水泥砂浆。

立面水玻璃水泥砂浆填筑时,将水玻璃水泥砂浆搓成条,待手握有硬感时填筑,并用铁抹进行压实。

（3）为减少钻孔填管孔内沾浆量,钻孔内填灌浆管前,孔内可填入米粒石。

（4）灌浆前采用风压进行通风检查,对相互串通的孔进行标注。

（5）灌浆从低处向高处,由一侧向另一侧依次灌浆,先灌注通风时串通的孔,后逐孔灌浆。

灌浆前,采用丙酮清洗缝面并排除缝面内积水。

（6）灌浆过程中,串通的孔采用木塞进行封堵,并在灌浆结束后拔除木塞进行倒灌。

（7）灌浆压力采用0.2-0.3MPa,当吸浆量趋于0时,在继续灌注10min即可结束。

（8）裂缝灌浆处理结束后,采用扁铲清除表面水玻璃砂浆,并打磨后涂一道环氧基液封闭裂缝表面。

5.结束语

在导流洞商品混凝土外观缺陷处理合格后，顺利的通过了验收小组的过流验收和专家组的截流验收，专家们给左岸导流洞的商品混凝土浇筑予以肯定，说明针对上述缺陷的处理方法是得当的，为我局在商品混凝土外观缺陷处理方面积累了经验。