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word文檔可自由復(fù)制編輯混凝土裂縫的成因及治理技術(shù)【內(nèi)容提要】在水利水電工程、工業(yè)民用建筑和人防、隧道、地鐵等地下工程中,混凝土產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象極為普遍。有的裂縫會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害的影響,需要進行補強處理;有的裂縫引起的滲漏會嚴重影響工程的正常使用和安全運行,需要進行防滲處理。本文作者根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗和研究,提出了“灌、堵、噴、嵌、涂、貼相結(jié)合,綜合治理”的裂縫治理技術(shù)。本文論述了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、裂縫治理技術(shù)及相應(yīng)的施工工藝,并介紹了在三峽等工程的應(yīng)用情況。【關(guān)鍵詞】混凝土裂縫,治理,化學灌漿,堵漏,嵌縫,涂布。

在水利水電工程和土建、人防、隧道、地鐵等地下工程中,混凝土裂縫現(xiàn)象極為普遍。裂縫的存在,有些會影響混凝土的強度和耐久性,對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害的影響,縮短了其使用壽命;有些會引起嚴重的滲漏,影響了建筑物的正常使用和安全運行。如何研制和采用防水補強效果好、施工工藝簡便易行的防水材料和施工工藝來解決裂縫問題,引起了工程界的普遍關(guān)注。一.混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫的原因

混凝土是由水泥石、砂(細骨料)、石(粗骨料)組合而成的材料。在水泥石結(jié)硬過程中,存在氣穴、微孔和微裂縫。因此從微觀上看,混凝土是水泥石、砂、石及充有空氣、水的微孔和微裂縫的多相組合體.由于混凝土的組成材料和微觀構(gòu)造的不同以及所受外界影響的不同,混凝土產(chǎn)生裂縫的原因較為復(fù)雜。產(chǎn)生裂縫的原因,主要有以下幾個方面:1.1

大體積混凝土水化熱引起的裂縫

大體積混凝土由于水泥在水化過程中,產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高,當混凝土塊體內(nèi)部的溫度與外部環(huán)境溫度相差很大,以致所形成的溫度應(yīng)力或溫度變形超過混凝土當時的抗拉強度或極限拉伸值時,就會產(chǎn)生裂縫。1.2

混凝土干縮引起的裂縫

混凝土在硬化過程中,由于干燥收縮會引起體積變化。當這種體積變化受到約束時,如兩端固定梁,或是高配筋率的梁,或是澆筑在老混凝土上或堅硬巖基上的新混凝土,都可能產(chǎn)生這種裂縫。這種裂縫的寬度有時很大,甚至會貫穿整個構(gòu)件。1.3

混凝土塑性塌落引起的裂縫

在大厚度的件構(gòu)中,混凝土澆筑后半小時到數(shù)小時即可發(fā)生這種裂縫。其原因是混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制,或是在過分凸凹不平的基礎(chǔ)上進行澆筑,或是模板沉陷、移動或是斜面澆筑的混凝土向下流淌。1.4

塑性收縮裂縫

這種裂縫發(fā)生在混凝土澆筑后數(shù)小時仍處于塑性狀態(tài)的時刻。在炎熱或大風天氣,混凝土表面水分蒸發(fā)過快以及混凝土水化熱高等,都容易產(chǎn)生這種裂縫。這類裂縫的寬度可大可小,小的細如發(fā)絲,大的可到數(shù)毫米,其長度可由數(shù)厘米到數(shù)米,深度很少超過5cm,但薄板則有可能被其穿透,分布的形狀一般是不規(guī)的。1.5

堿—骨料反應(yīng)引起的裂縫

混凝土加水拌和后,水泥中的堿不斷溶解,這種堿液與活性骨料中的活性氧化硅起化學反應(yīng),析出膠狀的堿—硅膠,從周圍介質(zhì)中吸水膨脹,其體積可增大到三倍,而使混凝土脹裂,其特點是裂縫中有白色沉淀的膠體,呈雜亂的“地圖”狀。1.6

環(huán)境溫度變化引起的裂縫

任何物體都具有熱脹冷縮的特性,在沒有任何約束的情況下,隨溫度的變化,混凝土的體積可以自由脹縮;當存在約束時,體積的脹縮因受約束力的限制,便在混凝土內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。由于混凝土抗拉強度較低,容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂,從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。大體積的混凝土壩、閘墩,閘墻,突然遇到短期內(nèi)大幅度的降溫,如寒潮的襲擊,產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差,引起較大的溫度應(yīng)力,而使混凝土開裂?;炷翢焽琛⒑朔磻?yīng)堆容器、海下石油儲罐等承受高溫的結(jié)構(gòu),也會產(chǎn)生溫差引起的裂縫。1.7

荷載作用引起的裂縫

構(gòu)件承受不同性質(zhì)的荷載作用,會出現(xiàn)形狀不同的裂縫。構(gòu)件在均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩,當拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強度時,即出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫。當構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力時,在與縱軸成45°夾角處主拉應(yīng)力值最大,容易產(chǎn)生斜向裂縫,并向上下延伸。1.8

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉陷引起的裂縫

當結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)沉陷不均勻時,結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強迫變形,而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂,隨著不均勻沉陷的進一步發(fā)展,裂縫會進一步擴大。1.9

鋼筋腐蝕引起的裂縫

當鋼筋混凝土構(gòu)件處于不利環(huán)境如海洋等等時,由于混凝土保護層過薄,特別是混凝土的密實性不良,環(huán)境中的氯離子和溶于海水中的氧會使混凝土中的鋼筋將生銹生成氧化鐵。

氧化鐵的體積比原來的金屬大得多。鐵銹體積膨脹,對周圍混凝土擠壓;使混凝土脹裂。這種裂縫通常稱為“先銹后裂”,其定向沿鋼筋方向,比較容易識別。順鋼筋方向的裂縫發(fā)生后,更加速了鋼筋銹蝕過程,最后導(dǎo)致保護層成片剝落,這種順筋裂縫對耐久性的影響較大。二.裂縫治理方案的提出

裂縫治理方案是裂縫處理施工的先決條件。設(shè)計人員應(yīng)對裂縫進行觀測,并對構(gòu)件結(jié)構(gòu)、混凝土施工質(zhì)量進行分析,找出產(chǎn)生裂縫的原因;然后結(jié)合建筑物的防水等級要求,根據(jù)裂縫的特點和防水材料性能及施工工藝選擇相應(yīng)的防水材料和施工工藝。

從裂縫的性質(zhì)來看,裂縫可分為“活動縫”和“死縫”。“活動縫”是指裂縫的寬度會隨著環(huán)境的變化而變化的裂縫,如:溫度縫、基礎(chǔ)尚未穩(wěn)定的沉降縫等。“死縫”是指裂縫的寬度基本不變的裂縫,如:塑性裂縫、基礎(chǔ)已穩(wěn)定的沉降縫及施工冷縫等。對于“活動縫”,要求選用柔性材料進行防水和封閉處理,以適應(yīng)裂縫寬度的變化;對于“死縫”,則可選用剛性材料進行防水和補強處理。

可供選擇的防水材料種類繁多,如防水涂料、密封材料、剛性防水材料、灌漿材料等等。從防水施工工藝上來看,有涂、嵌、抹、堵、灌等多種工藝。但裂縫治理與防水施工有很大區(qū)別。防水施工通常是主動防水,防水材料、施工方案的選擇余地較大,可以從容施工,可采用貼、涂、嵌、抹等工藝從迎水面進行防水處理。而裂縫治理則往往是對已產(chǎn)生裂縫的工程進行防水處理,而且經(jīng)常是從背水面處理;有時還要帶水作業(yè),難度較大。采用速凝材料混凝土的縫面進行處理,雖然可使混凝土表面保持干燥,但混凝土裂縫中的滲水通道和孔隙仍然充水。長此以往,會使鋼筋產(chǎn)生銹蝕,混凝土的強度下降;銹蝕引起的膨脹會導(dǎo)致鋼筋的混凝土保護層脹裂,進而產(chǎn)生滲漏。因此僅僅采用速凝材料從表面進行封堵是無法有效地保護混凝土的。根據(jù)以上分析,筆者提出了“治本為主,治表為輔,表本結(jié)合,綜合治理”的裂縫治理原則。所謂“治本為主”,是指在混凝土裂縫處理中應(yīng)盡可能地選擇合適的防水材料和工藝封閉混凝土內(nèi)部的滲水通道和孔隙,從而達到既防水(補強)又保護混凝土免除水的侵蝕的雙重目的?!爸伪頌檩o”是指當混凝土內(nèi)部的滲水通道和孔隙非常細小難以封閉時,可采用堵、嵌、涂等工藝作為輔助手段從混凝土縫面進行防滲處理。二者的有效結(jié)合、綜合治理,便可達到良好的治理效果。

根據(jù)上述原則,筆者結(jié)合多年的防水工程實踐和學習研究,提出了“灌、堵、噴、嵌、涂、貼相結(jié)合”的裂縫治理技術(shù)。三.防水材料和施工工藝簡述

一般來說,防水施工可根據(jù)所采取的“灌、堵、嵌、噴、涂、貼”等不同工藝而選用不同的防水材料。3.1化學灌漿

“灌”即化學灌漿,是指用設(shè)備以一定的壓力將一些具有特殊性能的化學漿材灌入混凝土裂縫中,使其在裂縫中擴散、凝固,從而封閉縫隙,達到防滲、堵漏、補強、加固的目的?;瘜W灌漿材料應(yīng)具有較好的可灌性,其膠凝時間可根據(jù)工程需要調(diào)節(jié)。有的可在瞬間固化,適用于大流量漏水、涌水的處理,有的膠凝時間長,起始粘度低,適用于混凝土細微裂縫的滲漏處理??晒┻x擇的化學灌漿材料有很多,常用的有丙烯酰胺、甲基丙烯酸鹽、聚氨酯材料、環(huán)氧樹脂、丙烯酸鹽等等,一般可根據(jù)孔隙的大小和材料的可灌性選用適當?shù)幕嗖牧?。水溶性聚氨酯材料具有良好的親水性,遇水可分散、乳化進而凝固,適用于潮濕或帶水部位的防滲堵漏處理。LW型水溶性聚氨酯的固結(jié)體是一種彈性體,伸長率大于150%,而且具有遇水膨脹性能,其體積膨脹率超過100%,具有彈性止水和以水止水的雙重功能,尤其適用于變形縫的處理。而HW水溶性聚氨酯的可灌性好,強度高,可以起到補強的作用,將LW與HW以合適的比例混合,就能得到不同性能的漿液,可滿足不同工程的需要。而低粘度環(huán)氧灌漿材料由于起始粘度低,可灌性好,而且強度非常高,適用于細微裂縫的封閉和補強加固。幾種常用的化學灌漿材料性能見表1。

表1幾種常用化灌材料的物理力學性能

材料性能LW水溶性聚氨酯HW水溶性聚氨酯HK低粘度環(huán)氧粘度(mPas)190±30(25℃)75±20(25℃)10~15比重1.081.10---凝膠時間幾分鐘至幾十分鐘內(nèi)可調(diào)幾分鐘至幾十分鐘內(nèi)可調(diào)幾分鐘至幾十小時內(nèi)可調(diào)粘結(jié)強度(MPa)0.82.42.4~6.0抗拉強度(MPa)2.17.85.4~10.0抗壓強度(MPa)---19.840~80遇水膨脹率(%)100~150------3.2封堵

“堵”是指對孔洞或縫面的封堵,對于化學灌漿來說,這是施工過程中一道必不可少的工序,封堵質(zhì)量的好壞會直接影響化學灌漿的效果。在干燥條件下,可供選擇的封堵材料較多,如高分子涂料、聚合物水泥砂漿或普通水泥砂漿等。但在滲漏條件下,必須先采用快速堵漏材料進行封堵,將水從灌漿管中引出,必要時可在表面涂抹高分子涂料或聚合物水泥砂漿進行加強處理。SXM水下快速密封劑可在幾分鐘內(nèi)快速凝固,1天的抗壓強度可25MPa以上,適用于潮濕表面甚至水下混凝土表面裂縫的快速封堵。PBM聚合物混凝土系互穿網(wǎng)絡(luò)高分子材料,具有可在水中快速固化、強度增長迅速,與混凝土和金屬粘結(jié)強度高等特點,而且它在水中可自流平、自密實,同時還可以進行薄層澆注,適用于水下混凝土孔洞和裂縫的快速封堵。SXM水下密封劑和PBM聚合物混凝土的性能見表2及表3:

表2SXM水下密封劑技術(shù)指標SXM-1型SXM-2型SXM-3型初凝時間(20℃±2℃,min)<8<20<30終凝時間(20℃±2℃,min)<12<25<60表3、PBM聚合物混凝土主要性能指標項

目指

標固化時間幾分鐘至幾十分鐘容

重1.9-2.2g/cm3抗?jié)B性>W10粘接強度>2MPa固化條件干燥面水下PBM種類PBM-1PBM-3令

期4hr1d30d1d3d30d抗折強度(MPa)8-915-1620-2112-1315-1619-20抗壓強度(MPa)28-3063-6597-9837-3847-4876-783.3嵌縫

“嵌”是指沿裂縫鑿槽,并在槽中嵌填彈塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。一般來說變形縫宜采用彈塑性止水材料,且在迎水面采用塑性止水材料,而在背水面則采用彈性止水材料,非變形縫則可采用剛性止水材料。彈性密封材料種類有許多,如聚氨酯材料、丙烯酸酯材料、有機硅材料等,應(yīng)用也較廣泛。塑性止水材料以往常用的有聚氯乙烯膠泥等,但這些材料由于需加熱施工,施工極不方便,且環(huán)境污染嚴重,目前已逐漸淘汰。SR塑性止水材料是華東院結(jié)合我國面板堆石壩工程而專門為面板壩周邊縫和伸縮縫止水研制的嵌縫止水材料,具有接縫變形適應(yīng)性強、抗?jié)B耐老化性好、與混凝土基面粘接性強、冷施工操作簡便、材料成本低等特性,在我國面板壩工程建設(shè)中獲得廣泛應(yīng)用,到目前為止,已先后在包括黑龍江蓮花電站、吉林松江河電站、新疆烏魯瓦提電站、廣州抽水蓄能電站、浙江天荒坪抽水蓄能電站、湖北古洞口電站等近五十項大中型面板壩工程以及數(shù)百項水利及民用工程中得到應(yīng)用,均取得了良好的工程防滲效果。其主要性能見表4。表4SR塑性止水材料主要性能指標項

目方

法SR-1SR-2SR-3SR-4粘接伸長率模擬縫砂漿粘接試件,-20~20℃斷裂伸長率(%)>500>800>1000---耐寒性模擬縫砂漿粘接試件,伸長率>200%時溫度(℃)-20-40-50-50耐熱性45°傾角,80℃5hr,流淌值(mm)<4<4<4<4凍融循環(huán)砂漿粘接試件,-20℃2hr~20℃2hr循環(huán)不脫不裂(次)>300>300>300---耐介質(zhì)浸泡砂漿粘接試件,在各3%濃度的HCl、NaOH、NaCl和水中浸泡一周,拉伸,砂漿粘接面狀況完好完好完好---抗?jié)B性5mm厚,48hr不滲透水壓(MPa)>2.0>2.0>2.0>2.0抗擊穿性1.5MPa水壓8hr不擊穿,裂縫寬度(mm)0.20.20.210施工度25℃錐入度值(mm)8~159~159~15---比

重稱量法1.51.51.5---3.4噴涂

“噴”是指聚合物水泥砂漿噴涂。聚合物水泥砂漿簡稱PCM,是采用水泥和聚合物作為膠結(jié)料來膠結(jié)骨料的砂漿,當水泥與水形成水泥石的同時,聚合物乳液本身脫水干燥在砂漿集料表面形成了有自粘性和粘結(jié)性的聚合物薄膜,封閉了砂漿內(nèi)的細微裂縫和毛細通道,將水泥石和填料牢固地結(jié)合在一起。因此,聚合物水泥砂漿具有優(yōu)良的防水、抗凍、防腐、防碳化及其它物理力學性能,己在水電、交通、土建、市政等工程中得到廣泛的應(yīng)用。華東院在開展國家“八五”攻關(guān)項目“普定碾壓混凝土拱壩筑壩技術(shù)”過程中,針對混凝土表面防滲材料的要求和聚合物水泥砂漿的特性研制了聚合物水泥砂漿PCCM。與普通的水泥砂漿相比,PCCM的粘結(jié)強度提高了2—3倍,極限拉伸值提高了3—4倍,抗拉彈模降低了2—3倍,抗裂系數(shù)提高了20多倍,防碳化能力提高了約3倍;PCCM具有明顯的減水性,優(yōu)良的耐久性、抗沖刷性和耐老化性能。PCCM經(jīng)浙江省衛(wèi)生防疫站檢驗為實際無毒類。聚合物水泥砂漿PCCM主要力學性能見表5:表5聚合物水泥砂漿PCCM的主要力學性能性

能指

標粘結(jié)強度Rb3.0~4.2MPa抗拉強度Rt3.5~4.7MPa極限拉伸值Eu700~800×10-6抗拉彈模E7000~8000MPa抗裂系數(shù)K5.5~7.5×10-4抗?jié)B標號>S123.5涂布

“涂”就是指在裂縫表面涂刷合成高分子防水涂料,這種涂料是以合成橡膠或合成樹脂為主要成膜物質(zhì),具有理想的防水防滲效果。常用的合成高分子防水涂料有聚氨酯、環(huán)氧防水涂料等。聚氨酯防水涂料是一種通用的涂膜防水材料,其特點和性能就不在此贅述。鑒于許多混凝土裂縫的處理要在潮濕甚至水下環(huán)境中進行,這里介紹一種新型的涂膜防水材料——HK-96系列增厚型環(huán)氧涂料。HK-96增厚涂料是一種性能優(yōu)越的系列環(huán)氧涂料,主要用于混凝土、金屬、塑料和木材等材料的粘結(jié)和防水處理,混凝土裂縫封縫處理及水上或水下金屬結(jié)構(gòu)的防腐蝕處理。HK961用于干燥面,強度增長快;HK962用于潮濕面;HK963為水下涂料;HK964為彈性涂料。特別是962和963具有可在潮濕面,甚至水下的金屬和混凝土面上進行涂刷的獨特性能,這將有利于大壩的水下部份、船閘、廓道、碼頭、隧道、地下室等混凝土和金屬結(jié)構(gòu)的防水或防腐處理,利用這一特性,還可以和其它材料如SR塑性止水材料配合,直接進行水下防滲施工。HK-96系列增厚涂料主要性能指標見表6:表6HK系列增厚環(huán)氧涂料主要性能

材料性能HK961HK962HK963HK964固化時間表干(小時)2~44~84~82~4實干(小時)4~88~128~124~8粘結(jié)強度(MPa)干燥面>5.0>4.53.84.8飽和面干--->4.02.53.5水下------2.51.5附著力(級)221~21~2抗

沖(kg·cm)45505050抗

彎(mm)211~213.6粘貼

“貼”是指在混凝土表面粘貼防水卷材,一般用于大面積混凝土的防滲處理,如屋面和大壩壩面的防水處理。防水卷材有多種材質(zhì),如橡膠防水卷材、瀝青改性防水卷材等。一般來說橡膠防水卷材綜合性能優(yōu)異,但往往受膠粘劑的影響不容易與混凝土粘牢,從而導(dǎo)致實際防水效果不佳。而一般的瀝青改性防水卷材必須加熱施工,給施工造成一定的困難,而且它的綜合性能也不太好。SR混凝土防滲保護蓋片以SR塑性止水材料為防滲主體,以聚酯無紡布為增強體,它不僅保持了SR材料的基本特性,而且對混凝土表面具有保護功能,增加了混凝土防滲、抗裂、抗凍融和抗碳化的能力,可以延長混凝土的壽命,并且SR防滲蓋片采用冷施工,且無污染,是一種新型有效的防水材料,若與HK963水下增厚環(huán)氧涂料配合使用還可以在水下直接粘貼在混凝土表面。其主要性能見表7。表7SR防滲保護蓋片主要性能指標性

能指

標抗?jié)B性>1.5MPa耐溫性-40~80℃抗拉強度(縱向)>320N/5cm抗拉強度(橫向)>200N/5cm施工方式常溫冷粘貼3.7水下處理技術(shù)與材料

作為傳統(tǒng)的防水材料,絕大多數(shù)與潮濕的混凝土不能很好地結(jié)合,因而對長期處于潮濕狀態(tài)或水下的混凝土裂縫不能有效地進行處理,其中有一條重要原因是大多數(shù)防水材料均為有機高分子類材料,由于表面張力的不同,不能對潮濕表面進行很好的浸潤,因而不能牢固地粘結(jié)。而水泥等無機類材料由于在水中易分散流失,且強度上升慢,因而也不能用于水下修補。近幾年來,華東院科研所根據(jù)工程的需要,結(jié)合自身的特點,研制開發(fā)了一系列可用于潮濕面及水中的防水材料,主要包括SXM水下快速密封劑、PBM水下聚合物混凝土、SX水下嵌縫材料、SX水下防滲蓋片、SX水下膠粘劑、HK水下增厚環(huán)氧涂料、HK-NDC水下不分散混凝土等,并已在一些工程中應(yīng)用,取得了較好的效果,從而為解決混凝土滲漏水問題提供了更為廣泛的選擇。

以上分別介紹了幾種常用的防滲堵漏所采用的方法和材料,在實際操作中,一般均需根據(jù)實際情況將幾種方法有機結(jié)合起來,以達到最佳的防滲效果。四.裂縫滲漏綜合治理技術(shù)的應(yīng)用實例4.1SR防滲體系在三峽工程上的應(yīng)用

三峽大壩位于湖北省宜昌市三斗坪地區(qū),三斗坪地區(qū)地處長江中游,距下游的宜昌市30km。三峽大壩是長江開發(fā)的關(guān)鍵性骨干工程,具有防洪、發(fā)電、航運等綜合效益。大壩為混凝土重力壩,現(xiàn)在為施工階段。在大壩的泄洪壩段的158m、90m、和56-57m高程分別設(shè)了多個表孔、深孔和底孔。在該壩段泄洪壩段深孔和表孔的修建過程中,于2000年10月陸續(xù)發(fā)現(xiàn)上游泄洪底孔之間的墩墻中部出現(xiàn)了豎向為主的混凝土裂縫,其中最大縫寬1.23mm,最大縫深2.5m,個別裂縫已經(jīng)發(fā)展到大壩基強約束區(qū)。但經(jīng)過國內(nèi)權(quán)威專家認定,這些裂縫屬表面向淺層發(fā)展的溫度裂縫。該部位混凝土豎向裂縫的產(chǎn)生是諸多因素綜合作用的結(jié)果。其中由寒潮沖擊引起的氣溫驟降,進而造成混凝土內(nèi)外溫差過大是主要因素。另外裂縫所在部位屬溫度變化敏感區(qū)、保溫措施不夠完善和持久、以及混凝土抗拉安全余度較小等均為重要因素。

經(jīng)過一段時間的觀測,大壩混凝土豎向裂縫出現(xiàn)在高水壓區(qū),還未穩(wěn)定,屬活縫。因此,修補這類裂縫的原則是使其在修補后仍可以繼續(xù)運動,也就是把它當作是附加的伸縮縫來處理。由于該裂縫處于大壩上游迎水面,裂縫處理應(yīng)以防滲為主要目的,即防止?jié)B水產(chǎn)生的劈裂水壓力。因此裂縫處理應(yīng)采用充填縫隙、表面嵌縫和封閉止水等綜合工程措施。而對裂縫可能發(fā)展的部位也應(yīng)采用相應(yīng)的防滲處理措施。根據(jù)上述修補原則,制定出大壩泄洪壩段上游面混凝土豎向裂縫的綜合修補方案如下:(1)縫內(nèi)灌LW聚氨脂灌漿材料;(2)縫口開槽嵌填SR-2塑性止水材料;(3)縫面粘貼氯丁橡膠止水片;(4)在縫周邊粘貼SR防滲保護蓋片;(5)在SR防滲保護蓋片的基礎(chǔ)上再澆注一層厚25~40cm的混凝土保護蓋板;(6)在SR防滲保護蓋片外的壩面上左右各噴350cm的水泥基防水涂料。

裂縫處理示意圖如下:4.2新疆烏魯瓦提面板壩壩面裂縫修補處理

新疆烏魯瓦提面板堆石壩,壩高135米,是目前我國在建最高的砂礫石面板壩,1998年和1999年分別澆注一、二期面板。由于當?shù)貧夂驐l件十分惡劣,年平均蒸發(fā)量為2400毫米,而年降水量則只有20多毫米,再加上日溫差高達20多度,因此給面板養(yǎng)護帶來困難,在面板澆注完成后不久即發(fā)現(xiàn)大量裂縫,最寬達3毫米,有些已貫穿面板。為此施工單位于1998年請新疆一家防水施工單位進行了防水修補處理,但由于選擇材料不當,直到1999年5月蓄水驗收時發(fā)現(xiàn)部分灌漿材料尚未固化,因而未能通過蓄水驗收。1999年7月,業(yè)主單位委托華東院科研所進行裂縫的處理。我們根據(jù)裂縫的不同情況,采用了以下三種方法:(1)對于縫寬小于0.3mm的非貫穿性裂縫,只進行表面處理,其止水結(jié)構(gòu)示意圖如下(如有必要,可對裂縫先進行HK-G環(huán)氧材料灌漿):(2)對于縫寬大于0.3mm、小于0.5mm的非貫穿性裂縫、建議首先進行灌漿處理(用LW:HW=30:70的混合漿液),然后進行表面處理,其止水結(jié)構(gòu)示意圖如下:(3)對于縫寬大于0.5mm的裂縫,建議首先進行灌漿處理(LW:HW=30:70),然后沿縫鑿出40×30mm的V型槽,槽中嵌填SR塑性止水材料,最后進行表面處理,其止水結(jié)構(gòu)示意圖如下:(注:對于貫穿性裂縫,也可采用此種結(jié)構(gòu),但對于小于0.3mm的裂縫可不進行灌漿處理)。

經(jīng)過一個月的緊張施工,對總長達3000米的裂縫進行了處理,并于1999年8月通過了專家的驗收,正式下閘蓄水。

該方法已先后在白溪、珊溪等許多面板壩及其它水利工程中得到應(yīng)用,是處理水工建筑物混凝土裂縫一種簡便可行、效果明顯的辦法。4.3溫瑞灌區(qū)續(xù)建工程渠道伸縮縫處理

浙江溫州溫瑞灌區(qū)有長達十幾公里的渠道,這些渠道經(jīng)長年運行,年久失修,再加上原有混凝土的質(zhì)量問題,幾乎所有接縫止水均已破壞,已發(fā)生多處嚴重漏水情況,因此必須進行處理。重建方案為若原有的混凝土已嚴重破壞,則在原渠道表面再澆注一層10cm厚的新混凝土,每15米設(shè)一條伸縮縫,若原有混凝土質(zhì)量尚好,則只對伸縮縫進行止水處理。為保證伸縮縫止水的可靠性,同時考慮到渠道有一定的沖刷,因而采用了剛?cè)峤Y(jié)合的防水措施,具體方案如下:(1)沿縫切割出規(guī)定尺寸的梯形槽(新混凝土則預(yù)留);(2)在槽底部嵌填厚度為4厘米的SR塑性止水材料,以此作為柔性防水的主體;(3)槽上部用903聚合物水泥砂漿填平,以此作為剛性防水的主體;(4)在縫面涂刷增厚環(huán)氧涂料,以此增加抗沖刷性能。止水結(jié)構(gòu)示意圖如下:4.4新安江大壩上游面伸縮縫水下處理

新安江電站是我國自行設(shè)計、自行施工的第一座大型混凝土重力壩,經(jīng)過四十年的運行,大壩的一些部位出現(xiàn)了嚴重的滲水情況,特別是上游面混凝土伸縮縫,由于中間設(shè)置的止水老化失效,導(dǎo)致了部分壩段出現(xiàn)較大的漏水,以前曾多次進行過處理,但由于沒有合適的材料,只能從廊道進行背水面的灌漿處理,雖然經(jīng)處理后在當時也有較好的效果,但由于沒有真正封閉漏水通道,因而往往在一、二年后,又在新的部位出現(xiàn)漏水。華東院科研所近兩年來在水下修補材料方面進行了深入的研究,開發(fā)了

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