梅河倒虹吸管身段裂缝处理采用的施工方法

黄从钢，林晓旭

(中国水利水电第七工程局有限公司一分局，四川彭山 620860)

1 工程概述

南水北调中线工程潮河二标项目位于河南省新郑市龙王乡霹雳店村北约300m处，梅河渠道倒虹吸建筑物总长349m(桩号:SH(3)145+723.6～146+072.6)，由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口节制闸和出口渐变段组成，其中管身段水平投影长180m，倒虹吸设计流量305m3/s，加大流量365m3/s，设计水头0.14m，横向为4孔两联箱形钢筋混凝土结构、单孔孔径7m×6.75m(宽×高)。

2 倒虹吸管身段施工情况

2.1 配合比

梅河倒虹吸管身段混凝土为C30W6F150，混凝土配合比见表1。

2.2 施工方案

(1)基础处理。开挖面平整，无积水、无虚土，验收合格后先铺筑20cm厚碎石垫层，上面浇筑10 cm厚C10混凝土垫层。

(2)分仓情况。管身段分为左右两联，一联有两孔，每孔浇筑分为两层，第一层浇筑至底板倒角以上30cm处，第二次浇筑墙体及顶板，亦即剩余部分。

(3)施工顺序。建基面处理→碎石垫层铺设C10混凝土浇筑→底板钢筋安装→底板止水安装→底板模板安装→底板混凝土浇筑→墙体钢筋安装→钢模台车安装→顶板钢筋安装→墙体及顶板止水安装→外模板安装→墙体及顶板混凝土浇筑→混凝土养护。

(4)模板支撑型式。底板采用定型大模板拼装，墙体及顶板内模采用钢模台车支撑，外模(包括端头)采用定型大模板拼装。

(5)混凝土入仓方式。采用8m3罐车运输至右岸一级马道→桁架布料机水平运输至仓号→溜筒垂直运输至仓内。

(6)拆模时间。夏季:不承重的模板1～2d后拆除，承重模板5d后拆除;冬季:承重模板一般根据混凝土强度而定，强度达到90%以上，一般时间为10～15d，最冷时20～30d。

(7)养护。混凝土养护需28d，前14d为湿润养护，采取毛毡覆盖洒水养护和墙体涂刷养护剂的方法。

2.3 施工进度

2011年3月，项目部开始梅河倒虹吸管身段混凝土施工，截止2012年11月，完成了梅河渠道倒虹吸管身段所有混凝土浇筑施工，历时21个月。

3 裂缝的发现、观测及初步原因分析

3.1 裂缝发现时间

2011年7月5日，梅河渠道倒虹吸现场施工员在进行混凝土洒水养护时发现3#管身左联左侧墙出现一道裂缝，裂缝部位桩号为145+827.691，裂缝为垂直方向，长度约3.8m，高程在107.7～111.5m之间;经现场量测，该裂缝宽度为0.2～0.3mm;项目部及时采取措施，对发现的裂缝进行观测，截止到2012年12月，共发现裂缝66条。

3.2 裂缝形态及分布

经现场观测统计，裂缝大多为竖直向及水平向，裂缝最大宽度为0.35mm(裂缝宽 度 在0.1～0.35mm 之间)，最大长度 3.9m，最大深度为 60 cm。根据《南水北调中线干线工程混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定》(试行)判定裂缝属Ⅰ、Ⅱ类缺陷。

3.3 初步原因分析

根据梅河渠道倒虹吸管身段分仓浇筑顺序及时间，结合裂缝发生部位各仓号的浇筑时段、天气状况及后期养护情况，初步判断裂缝产生的原因主要为管身段底板混凝土仓号与边墙顶板混凝土仓号浇筑间隔时间过长，造成已浇筑混凝土对边墙顶板仓号约束应力过大所致。

4 裂缝的处理

4.1 处理时段

经过连续观测，待裂缝发展趋于稳定后，于2012年3～5月对裂缝进行了处理。

4.2 处理措施

梅河倒虹吸管身段裂缝采用环氧树脂胶泥表面封缝、中化798－III高渗改性低粘度环氧树脂灌浆进行处理。

4.3 处理步骤

裂缝清洗→埋设灌浆嘴→环氧树脂胶泥封缝→密封检查→配置浆液→压力灌浆→检验→封闭→表面处理。

4.4 施工方法

(1)缝面冲洗。在缝口封闭前将裂缝表面清理干净，用空压机吹净粉尘和碎屑。

(2)钻孔、布置灌浆嘴位置。布孔采用骑缝布孔形式。钻孔使用φ14电锤钻孔，灌浆嘴采用φ8薄壁铜管，孔深10～20cm，遇钢筋即止;灌浆嘴间距20～50cm，裂缝宽度较小或不连续部位适当加密。

(3)粘贴灌浆嘴及封缝。将灌浆嘴采用骑缝型式粘贴在预定位置，对于裂缝较细的位置采用小间距，裂缝两端必须粘贴灌浆嘴，采用环氧树脂胶泥封缝，将拌和均匀的环氧树脂胶泥沿裂缝涂抹成宽3cm，厚度为2～5mm厚的条带。

(4)灌浆前试压。管嘴及缝口封闭后进行压力检查，压力为0.5MPa左右，发现外漏应予以修补至不漏为止。

(5)配制浆液、灌浆及结束标准。按照改性环氧甲液∶乙液=100∶7.5的比例配制之后迅速置入灌浆罐开始压力灌浆，按由下而上的顺序进行灌浆。灌浆过程中，应保持工作压力为0.2～0.4 MPa，当灌到最后一个灌浆嘴时，应适当加大压力迸浆。迸浆期间应观察是否还在进浆，灌浆结束标准以不吸浆为原则，如果吸浆率小于0.01L/min，应稳定维持一段时间，可作为结束标准，停止灌浆。要求进浆均匀，计量准确，记录详细无误。在裂缝灌浆前必须采取表面保护措施，防止浆液污染建筑物。

(6)表面处理。灌浆完毕，待浆液待凝72h后，必须沿裂缝走向凿除封缝用的结构胶、灌浆嘴及残留物，并用丙乳砂浆找平，对裂缝表面进行防护。所有施工残留物必须清理出现场。

4.5 施工要求

(1)对裂缝表面两侧进行清理时须达到干燥、洁净、无粉尘、无污染的效果，采用压力灌浆处理裂缝，要求骑缝用脱脂棉蘸丙酮擦拭干净。

(2)骑缝粘贴灌浆嘴的间距为20～50cm，裂缝拐角及裂缝两端必须粘贴灌浆嘴，灌浆嘴固定牢固。

(3)封缝时须特别注意灌浆嘴与环氧树脂胶泥接触位置的密封效果。为保证密封严密，此处环氧树脂胶泥可适当加厚并采用分层涂抹的方式。

(4)裂缝封闭后应进行空气试漏，检查封闭效果。试漏前沿封闭缝涂一层稀释的清洁剂，从灌浆嘴压入空气，漏气处应重复封缝步骤直至不漏，使裂缝形成一个封闭的空腔。

(5)配置中化798－III高渗改性低粘度环氧树脂浆液时应严格按照比例进行配制，对于过细的裂缝则须适当添加稀释剂以增强可灌性。灌浆采用由下至上、由一端至另一端的顺序进行，灌浆时在能够进浆的情况下应尽量采用较小压力以使浆液能在裂缝中充分流动充满;若进浆缓慢或保持同一压力5min时观察不到进浆则逐级提高压力。灌浆压力一般控制在 0.2 ～0.4MPa，最高不超过0.6 MPa，灌浆时应待下一个浆嘴出浆或吸浆率小于0.1L/min时稳压一段时间可关闭进浆阀。

(6)灌浆结束72h后，打开灌浆嘴观察是否有浆液流出，若有浆液流出则表明浆液尚没有完全固化，须立即封闭灌浆嘴等待;若无浆液流出则可凿除环氧树脂胶泥并进行表面处理。

4.6 处理效果

裂缝处理后，于2012年7月～2013年3月进行连续观测得知，已灌浆处理的裂缝部位未变形开裂，也未有新的裂缝产生;2013年5月，项目部委托河南科源水利建设工程检测有限公司进行检测并结合裂缝处理检测报告随机采用声波检测仪等对其进行检查，所扫描处裂缝中浆液饱满密实;钻芯取样观察，裂缝处浆液填充饱满，粘接紧密。

2013年6月，梅河渠道倒虹吸管身段裂缝处理结果通过了联合验收。裂缝处理效果符合要求。

5 结语

笔者结合梅河渠道倒虹吸管身段裂缝处理情况，认为对裂缝的处理有几个需特别注意的地方:

(1)配浆由专业人员进行，保证称量准确、搅拌充分。

(2)灌浆过程中严格控制灌浆压力，既要保证灌浆的密实性，又要控制压力上限。按要求做好原始记录。

根据梅河渠道倒虹吸管身段的施工情况，为了避免类似工程裂缝的产生，笔者有以下几点建议:

(1)选用合适的配合比，严格控制原材料质量。

(2)制定合适的分仓方案，缩短底板同墙身、顶板混凝土浇筑的间隔时间。

(3)合理制定施工方案。

(4)加强施工过程控制。

梅河倒虹吸管身段裂缝采用环氧树脂胶泥表面封缝、中化798－III高渗改性低粘度环氧树脂灌浆进行处理的方法，处理结果符合要求，说明裂缝处理措施选择正确，工艺过程符合要求，可为同类工程的裂缝处理提供参考。