船闸输水廊道混凝土不密实补强处理

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摘   要：船闸输水廊道混凝土表面属高速流水区，具有抗冲耐磨要求，不允许存在蜂窝、麻面或空洞，否则将扰乱流态，招致空蚀破坏。混凝土表层局部不密实和架空的补强处理方法较多，根据三峡双线五级船闸地面工程闸室底板输水廊道混凝土质量缺陷检查、处理的实际情况，对高速水流区的结构顶板采取了两种较好的补强处理方法。即喷射混凝土、灌注自密实混凝土。
    关键词：船闸；输水廊道；顶板；混凝土；补强处理；三峡工程

    船闸输水廊道混凝土产生局部架空或不密实，将造成混凝土内钢筋锈蚀，从而降低钢筋与混凝土的握裹力，恶化结构的应力状态，产生严重的隐患。对高速水流区的永久船闸输水廊道混凝土表面，由于有抗冲耐磨要求，不允许存在蜂窝、麻画或空洞，否则将扰乱流态，招致空蚀破坏。
    在满足设计要求、三峡工程质量标准及双线五级船闸运行需要的前提下，对输水廊道混凝土不密实部位进行补强处理，处理中遵循尽量减少母体混凝土受损的原则。尤其是输水廊道顶板，处理时要求修补材料自身具有较高的强度，同时要防止新老混凝土结合不密实。
    按三峡工程主体建筑物的运行条件和功能，将表面缺陷处理分为两类：A类过流面，B类过流面。A、B类分别又分成2、3个区。按不同的处理标准采用不同修补方法。
    闸室输水廊道属于A一1区，在高速水流作用下，运用要求高。日后检修困难，其缺陷修补要防止产生气蚀、冲刷和剥离造成的过流面破坏。
    1、补强处理材料
    水工混凝土局部不密实和架空的补强处理方法较多，永久船闸闸室底板输水廊道顶板混凝土局部不密实和架空处理过程中采用了两种方法，即喷射混凝土和自密实混凝土。对这两种材料的基本性能要求及抽检项目见表1。

    (1)喷射混凝土(EMACOSl88高强修补砂浆)是一种无氯离子、无离析、收缩补偿的高强砂浆，具有结构紧密、强度高、抗硫酸盐、触变性的特点。其全称：BARRAST+EMAcos188十MASTERKUREl28，中文名称：粘结剂十抗硫酸盐砂浆(内含聚丙烯纤维)十混凝土养护剂。在现场加入一定量的水，搅拌均匀后即可使用。喷射机为配套的，Eyco Deguna20T，喷浆压力为30bar，喷量5～40L/min，适用骨料直径0～4mm，最大输送高度30m，最大输送距离60m。罐容120L。其主要性能指标见表2。这种材料适用于顶板混凝土缺陷凿除深度不大于40mm，且无露筋部位的缺陷修补。其现场粘结强度试验如表3。由表可见，其与混凝土粘结强度基本满足设计要求。

    (2)自密实混凝土(CGM—l高强无收缩灌浆料)具有早强、高强、自流态、微膨胀、抗油渗、耐久性的特点，适用于顶板混凝土缺陷凿除深度大于40mm或露筋部位的缺陷修补。若结构顶板不便于钻孔灌注自密实混凝土，可考虑采用喷射混凝土分多层施工。
    该材料以高强度材料为主，以水泥作为骨料，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成。在现场加入一定量的水，搅拌均匀后即可使用。该材料主要性能要求见表1。为了验证该种材料的密实性能及与老混凝土的粘结情况，进行了现场取芯实验，实验结果表明自密实混凝土(CGM—1)坍落度好，拆模及取芯反映骨料分布均匀，结构密实，与原母体混凝土结合良好。
    2、喷射混凝土和自密实混凝土的施工工艺
    2.1 喷射混凝土施工工艺
    (1)基面处理：对混凝土缺陷部位进行凿挖，挖至密实混凝土(要求无松散颗粒)，对钢筋进行除锈处理。对于缺陷深度较浅(未露筋)且面积较大的顶板缺陷，为防止下坠。需在缺陷部位平行于短边刻“鱼尾形”浅槽，表面槽宽及槽深均为4 cm，坡比1:0.8，槽内按20cm间距布置插筋，槽与槽间距不 大于50cm。注意刻槽过程中严禁切割机伤及钢筋。已露筋且面积较大的顶板缺陷按以下(2)和(3)步骤进行。
    (2)植筋：采用CONCRESIVEl450双组分树脂进行植筋，插筋间距20cmX20Cm，插筋形状采用“Г”形，直径φ12，插入老混凝土深度12cm，外露长度以该处缺陷深度控制，以钩住表层钢筋网的下层钢筋为准。插筋可依靠下层钢筋按一定规律(一般采用梅花型)布置。在此之前要对植筋所用钢筋 进行拉伸实验，满足要求后方可使用。
    (3)挂网：间距均要求大于3cmX3cm，与基面距离大于之cm，以免影响喷射混凝土的密实度。
    (4)冲洗：在基面处理及插筋完成后，用高压水枪冲洗于净(水压15～30MPa)，并将基面积水吹干，只保持湿润即可。
    (5)刷界面粘结剂：先将界面进行湿润，界面应潮湿并无明显的积水，然后将界面粘结剂(Barra57：水＝l:1)涂刷于界面，用刷子将多余的粘结剂去掉。注意界面粘结剂应于喷射混凝土施工之前的3～6h完成。
    (6)材料拌制：先将自密实混凝土干料中加入理论水量80的水搅拌，3～4min后拌和物形成五团状时，继续加水至要求稠度。每袋25kg材料的最小、最大用水量分别为3.9L和4.4L。
    (7)喷射：调整喷射压力，一般保持在0.2～0.4MPa左右，直至喷头出料均匀、流畅为止。将喷头以90°角垂直喷射，喷头距基面40～60cm左右，每层喷厚不超过4cm，第—层临近固化时(约1～2h)喷射第二层。喷射操作时要做到每层的喷射混凝土厚度均匀一致。先喷层硬化到已能支持下一层时，要立即喷下层，时间间隔太久粘结不好，回弹量又增加。另外，若喷射面未露筋(即不密实层的深度小)，则不需植筋。可直接进行喷射施工。