南水北調(diào)渠道混凝土襯砌板裂縫處理

南水北調(diào)渠道混凝土襯砌板裂縫處理

0襯砌混凝土板裂縫成因水生百合湖-東平湖段的供水和航道連接工程是水生百合湖一期工程的重要組成部分。連接山東省和山東省的輸送線，并實施了一個從南到東平湖的航行工程。項目位于連接南四湖的上湖，從東平湖延伸至東平湖。引水線路全長108公里，需要近70公里的混凝土砌塊。南水北調(diào)兩湖段輸水航道邊坡采用機械化襯砌混凝土板,襯砌板為大塊連續(xù)薄板,厚度15cm,強度等級C25,抗凍等級F150,抗?jié)B等級W6。由于受原材料、施工方法、環(huán)境條件等多種不利因素綜合影響,如混凝土原材料、混凝土配合比設(shè)計、混凝土拌合、混凝土運輸、混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護條件、溫控措施、氣溫變化、設(shè)計等方面存在缺陷,從而在襯砌板上會產(chǎn)生裂縫。根據(jù)《南水北調(diào)東線一期山東段工程混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷管理規(guī)定》,將襯砌板裂縫分為Ⅰ類裂縫和Ⅱ類裂縫。Ⅰ類裂縫寬<0.2mm,縫深較淺,為龜裂或呈細(xì)微不規(guī)則狀;Ⅱ類裂縫寬>0.2mm,縫長>200cm,縫深基本穿透結(jié)構(gòu)厚度。由于Ⅱ類裂縫貫穿混凝土板,顯著降低了混凝土的抗?jié)B性能,并對混凝土的抗凍耐久性產(chǎn)生不利影響,需要采取措施對裂縫進行處理,處理后帶裂縫混凝土襯砌板的各項技術(shù)指標(biāo)達到原設(shè)計要求。1襯砌板類裂縫處理對Ⅱ類裂縫缺陷,工程要求經(jīng)常規(guī)處理后,需不影響結(jié)構(gòu)正常使用和壽命,且在滿足設(shè)計要求及建筑物安全運行的前提下,混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷處理應(yīng)以盡量少損傷母體為原則,修補材料強度、耐久性、防滲性均應(yīng)高于母體原材料一個級別,與母體黏結(jié)好、無毒,確保結(jié)構(gòu)整體強度和長期可靠運行,并盡可能兼顧結(jié)構(gòu)外觀效果。裂縫處理時,視裂縫所在部位可選用噴涂法、粘貼法、充填法和灌漿法處理,其中灌漿法常用水泥灌漿和化學(xué)灌漿。但對渠道襯砌混凝土板Ⅱ類裂縫,采用噴涂法、粘貼法、充填法很難滿足上述要求,因此選擇灌漿處理。灌漿處理常用水泥灌漿和化學(xué)灌漿,通過做水泥灌漿試驗,發(fā)現(xiàn)由于這類裂縫較窄,灌漿難以填充飽滿,效果并不理想。經(jīng)分析決定,南水北調(diào)兩湖段渠道混凝土襯砌板的Ⅱ類裂縫處理采用化學(xué)灌漿,灌漿結(jié)構(gòu)膠采用A級裂縫專用改性環(huán)氧樹脂。A級改性環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿材料,具有穩(wěn)定性好、室溫固化、收縮小、黏結(jié)力強、韌性好等一系列優(yōu)點,避免裂縫繼續(xù)開展,也避免了滲漏返堿等建筑質(zhì)量隱患。裂縫灌注膠基本性能指標(biāo)如表1所示。2襯砌板工藝縫的設(shè)置裂縫處理前應(yīng)首先控制裂縫不再發(fā)展,襯砌板裂縫灌漿處理需在混凝土切工藝縫后進行。南水北調(diào)兩湖段渠道混凝土襯砌板工藝縫為順?biāo)鞣较蛎扛?m設(shè)一道橫縫,從渠底沿著渠坡放線每隔3m設(shè)一道縱縫,縱、橫縫為半縫,寬度為2cm,深度為11cm,順?biāo)鞣较蛎扛?5m設(shè)一道伸縮縫,伸縮縫為通縫,縫寬2cm。切縫可以起到釋放應(yīng)力的作用,混凝土面板上及時切縫能有效地減少裂縫的產(chǎn)生,并可使已有裂縫由活縫、生長縫變?yōu)樗揽p。2.1灌裝桶的使用壓力注膠施工的設(shè)備一般包括:空氣壓縮機、貯氣罐、灌漿桶、攪拌器、注膠嘴、管路和配制器具等。其他輔助材料包括:容器、角磨機、普通膠帶、醫(yī)用橡膠手套、酒精、丙酮、棉絲、水泥等。2.2橡膠注射工藝裂縫表面清理→埋設(shè)注膠嘴→封縫→密封檢查→配制結(jié)構(gòu)膠→注膠→封口→二次注膠→質(zhì)量檢查→后期處理。2.3具體工藝操作2.3.1縫口磨削處理1)較小裂縫鋼絲刷掃除松散層、灰塵等,用角磨機輕輕打磨縫口,用壓縮空氣把粉塵吹掃干凈,最后用丙酮清洗待封縫。2)較深裂縫開V形槽。3)體積大、裂縫深的建筑構(gòu)件采用鉆孔的方法注膠補強。2.3.2注漿前與孔騎縫的安裝裂縫寬處、交錯處、端處、裂縫貫穿處等部位必須設(shè)置注膠嘴,設(shè)置間距根據(jù)裂縫大小、走向和結(jié)構(gòu)形式為100~300mm,埋設(shè)時,先在注漿嘴的底盤上抹一層厚約1mm的環(huán)氧膠泥,將注漿嘴的進漿孔騎縫粘貼在預(yù)定的位置上(見圖1)。2.3.3密封接頭細(xì)小裂縫用快干環(huán)氧膠泥、V形槽用環(huán)氧樹脂膠和水泥砂漿配合封縫。2.3.4密封試驗沿縫涂一層皂液,通入壓縮空氣,若無冒泡表示封縫效果好。2.3.5的攪拌、攪拌,是分散劑的應(yīng)用將甲乙組分膠水按照甲組分∶乙組分=3∶1的比例稱量好后倒入容器中,進行攪拌至色澤均勻即可。一次配制的結(jié)構(gòu)膠數(shù)量應(yīng)視結(jié)構(gòu)膠的凝固時間及灌注速度而定。2.3.6灌漿壓力穩(wěn)定性灌漿壓力為0.2~0.4MPa,壓力逐漸升高,不要驟然加壓,達到規(guī)定壓力應(yīng)保持穩(wěn)定,保證灌漿質(zhì)量。灌漿沿著注膠嘴依次進行,當(dāng)有樹脂通過相鄰下一個注膠嘴冒出時,證明該注膠嘴灌滿,擰上絲堵,將管道移動到下一注膠嘴上繼續(xù)澆注。灌漿結(jié)束后,立即拆除管道,并清洗干凈管道和設(shè)備。2.3.7封鎖裂縫內(nèi)的膠液達到初凝不外流時,拆下注膠嘴等設(shè)施,再用環(huán)氧膠泥把膠嘴處抹平封口。2.3.8橡膠二級樹脂凝固時容易發(fā)生收縮,引起封口處填充不滿,需在24h后對不滿處進行補膠。2.3.9橡膠注射的質(zhì)量分析可通入壓縮空氣或是水(注膠壓力的70%~80%)進行檢查,也可取芯檢查膠體外觀及力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)缺陷及時補救。2.3.10后期處理一般注漿后1d左右,灌漿料固化后,就可以用砂輪機打平鏟除底座和封縫材料,并將表面清理干凈,處理后外觀效果如圖2所示。3材料及工費總成本計算南水北調(diào)東線一期工程兩湖段渠道襯砌板厚度為15cm,根據(jù)現(xiàn)場觀測,寬0.5~2mm裂縫居多。根據(jù)現(xiàn)場試驗,當(dāng)襯砌板厚度為15cm,裂縫寬度為2mm時,1m長度裂縫約需要1kg改性環(huán)氧樹脂灌縫膠,價格20元/kg左右。另外需要壓力灌漿配件5套,每套單價1元,材料合計成本40元。人工灌漿約0.2h/m(包括灌漿后期表面處理),按照每工時100元計算,合計人工費20元/m。綜上所述,每處理1m長2mm寬裂縫人工材料費總計為60元。當(dāng)上述裂縫寬度為0.5mm時,每1m長裂縫人工材料費總計為45元。4檢查驗收內(nèi)容裂縫處理效果由監(jiān)理單位組織建設(shè)、設(shè)計、施工單位進行檢查及驗收,處理及驗收結(jié)果報建設(shè)單位備案。檢查驗收在裂縫處理2周后進行,裂縫處理現(xiàn)場取樣的部位和數(shù)量由監(jiān)理工程師確定,黏結(jié)強度大于黏結(jié)強度指標(biāo)或破壞面在母體混凝土上時認(rèn)為合格。經(jīng)檢測環(huán)氧樹脂灌縫飽滿,黏結(jié)效果好。壓力試驗時,試樣其他部位發(fā)生破裂,而裂縫處保持完好。試驗證明,環(huán)氧樹脂灌漿處理效果達到了設(shè)計要求,處理措施合理。5混凝土與自適應(yīng)的土體裂縫處理技術(shù)A級改性環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿過程是通過壓力注膠機系統(tǒng)把流動性較高的改性環(huán)氧樹脂通過壓力注入裂縫,改性樹脂固化后與混凝土黏結(jié)成一個整體,從而封閉加固縫隙,外觀不受影響。A級改性環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿材料填補混凝土裂縫后,使混凝土緊密黏結(jié)在一起,恢復(fù)了襯砌板的整體性,而且由于其黏結(jié)力和黏聚力均大于混凝土本身,因此修補