锦屏二级水电站混凝土缺陷修补处理技术

苏 海

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

锦屏二级水电站混凝土缺陷修补处理技术

苏 海

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

锦屏二级电站厂区枢纽工程主副厂房下部结构为大体积混凝土，要求混凝土密实、无架空、无露筋；上部结构为板梁柱混凝土，要求表面平整、光滑、无缺陷；尾水隧洞为低压过水隧洞，要求混凝土表面平整、光滑、无缺陷。本文具体叙述了大体积混凝土缺陷的处理技术，介绍了缺陷处理完成后的质量检测和验收，可为同类工程施工提供参考。

混凝土缺陷 处理技术 锦屏二级水电站

1 缺陷种类

锦屏二级水电站厂区枢纽工程混凝土缺陷，主要有混凝土表面缺陷、混凝土裂缝、混凝土内部不密实或局部架空、混凝土低强及混凝土止排水缺陷等。混凝土表面缺陷主要为表面不平整、气泡、麻面、蜂窝、错台、局部架空、露筋等。按锦屏二级水电站厂区枢纽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，即A类过流面缺陷和B类非过流面缺陷。

2 混凝土缺陷处理方法

2.1 修补工作程序

混凝土缺陷修补工作程序一般为：缺陷检测→修补方法确定→修补施工及质量控制→检测与验收。

2.2 混凝土表面缺陷处理

2.2.1 表面不平整、错台

2.2.1.1 对于A类表面不平整、错台宜进行打磨处理，采用凿除及砂轮打磨，使其与周边混凝土平顺衔接，表面涂刷环氧胶泥。对于B类，满足美观要求即可。

2.2.1.2 对错台的处理在混凝土强度达到70%后进行。

2.2.2 蜂窝、麻面

2.2.2.1 蜂窝缺陷处理。蜂窝及局部架空现象，主要由混凝土施工过程中的欠振、漏振、过振或混凝土拌和物不符合质量要求造成。处理方法：少量、轻微的蜂窝现象可采用电动砂轮机磨除，磨除后用干硬性预缩砂浆填补；对数量集中、较大面积的蜂窝甚至架空现象，应人工凿除并超凿2cm(以不超过钢筋为宜)，四周凿成1∶1.5的坡面，底部宽度不小于2.5cm，然后采用干硬性预缩砂浆填补。

2.2.2.2 麻面缺陷处理。采用干硬性预缩砂浆涂抹覆盖即可。

2.2.3 局部架空、露筋

采用电钻(或砂轮)对局部架空、露筋部位凿深2.5cm(该部位钢筋保护层厚度)，割除露出的钢筋头等；将孔内残碴清除并清洗干净后，填预缩砂浆夯实抹平。用水泥类材料填补时，最小坑深应不少于2cm；以聚合物材料填补时，最小坑深应不小于1cm。

无外观要求时，用砂轮沿混凝土表面将钢筋头等切除并与周边混凝土磨平，采用防锈材料(颜色与混凝土的颜色应协调)表面涂刷2～3遍。

严禁采用气割沿混凝土永久外露面割除钢筋头及管件头或采用锤击将砂轮机未切断的钢筋头及管件头敲掉，保证混凝土周边不受损伤。

2.2.4 单个气泡

对于A类缺陷。气泡的外露直径≥0.5cm，用专用工具凿开并清除孔周的乳皮，经清洗和吸干水分后，采用环氧胶泥修补。气泡的外露直径<0.5cm，直接采用环氧胶泥压实、抹平。

对于B类缺陷。用比母体混凝土标号高一级的水泥砂浆填补，填补前清除孔周的乳皮。

2.3 混凝土裂缝处理

2.3.1 混凝土4类裂缝

Ⅰ类裂缝(浅层裂缝)：表面缝宽δ≤0.25mm；

Ⅱ类裂缝：表面缝宽0.25mm<δ≤0.35mm，且不渗水、不渗浆或潮湿；

Ⅲ类裂缝：表面缝宽δ>0.35mm，且不渗水、不渗浆或潮湿；

Ⅳ类裂缝：表面有明显渗水、渗浆，缝宽δ>0.25mm。

2.3.2 各类裂隙处理

Ⅰ类裂缝原则上不作专门处理，其余类裂隙可作相应处理。

2.3.2.1 Ⅱ类裂缝表面直接封闭处理

首先使用高压水枪清理裂缝表面，并使用专用工具去除表面的钙质析出物、水泥浮浆以及其它污物，并清洗干净；其次用低粘度环氧基液对裂缝表面进行渗灌封闭，要求涂刷均匀，待表面干燥后，再涂刷2道环氧增厚涂料，涂刷宽度为15cm～20cm，涂刷厚度为1mm。

2.3.2.2 Ⅲ类、Ⅳ裂缝处理

均采用化学灌浆方法处理，下面以Ⅲ类裂隙为例，其施工程序为：清洗缝面→钻孔埋管→封缝→灌浆封孔→表面修复。

(1)清洗缝面。对缝表面进行打磨，打磨宽度15cm～20cm，去除缝面的钙质、析出物及其他杂物，并冲洗干净；

(2)钻孔埋管。缝深小于30cm，采用磁力钻骑缝布设灌浆孔，间距30cm～50cm，并埋设灌浆嘴。缝深大于30cm时，沿缝两侧5cm～10cm处，采用磁力钻斜向穿缝钻设灌浆孔，间距30cm～50cm，间隔布置。然后埋设灌浆嘴，管径φ20mm～φ25mm，用快硬水泥封孔；

(3)封缝。表面涂刷环氧底胶，再涂刷2道增厚环氧涂料，涂刷宽度为15cm～20cm，厚度1mm；

(4)灌浆。待封缝材料有一定强度后进行化学灌浆，灌浆压力0.4MPa～0.6MPa，从最低端向高端进行，待邻孔出浆后，关闭并结扎出浆管，继续压浆。也可在邻孔出浆后，关闭原灌浆管，移至其他邻孔继续灌浆，一直到整条裂缝都灌满浆液并稳压5min～10min为结束标准。化学灌浆采用单液单孔填压式灌注，对吸浆量大或要求速凝的甲凝、丙凝灌浆可采用双液法；

(5)表面修复处理。待浆液固化后，凿除灌浆管，用钢丝刷清理缝面两侧，再在缝面涂刷2道增厚环氧涂料，涂刷宽度15cm～20cm，厚度1mm。

2.4 混凝土架空处理

对大体积混凝土内部架空，一般采用水泥灌浆；对发生在止排水附近、金属预埋件附近处，宜采用化学灌浆；对高速水流表面附近凿除后，应采用预缩砂浆或环氧砂浆等修补。灌浆修补一般程序：架空确认→分组钻孔、灌浆→封孔。

下面详细介绍大体积混凝土内部架空时的水泥灌浆处理方法。

2.4.1 应少打孔多灌浆，尽量利用检查孔和排气孔作为灌浆孔，以减少打孔给混凝土造成的破坏，做到一孔多用。

2.4.2 布孔由稀到密，发现不密实时，应先在缺陷附近钻孔，有目的的打孔，切忌均匀布孔。当I序孔灌浆时，在允许的条件下尽量采用较高的压力。

2.4.3 钻孔以风钻为主，钻孔间排距I序孔宜为3m～6m，Ⅱ序孔宜为2m～4m，Ⅲ序孔不大于1.5m，视串漏的大小而增减。

2.4.4 按钻孔漏水率进行钻孔分组，并联灌浆，并联孔数应与供浆能力相适应。

2.4.5 混凝土内钻孔，宜不分段注浆。如钻孔深入基岩，则要求在混凝土与基岩接触面以上0.5m处用阻塞器阻塞，然后分段灌浆。

2.4.6 封闭灌浆及洗缝平压。当混凝土架空与结构缝、灌浆缝串通，或灌浆机满足不了在设计压力下连续供浆时，采取划区封闭、分隔灌浆。封闭灌浆孔除了进行串漏试验外，还应满足规范的相关要求。在结构缝附近灌浆时，缝内应通水平压。封闭压力在封闭灌浆时采用0.1MPa，补强灌浆时应稍低于灌浆压力，洗缝在灌浆后延续5h结束。

2.4.7 排水措施。在每组灌浆孔中应选定1～2个串漏性好，位置适中的孔作为排水孔，或钻专门的排水孔。

2.4.8 灌浆浓度及变浆标准。按混凝土设计强度等级选用新鲜42.5#、52.5#浆液及硅酸盐水泥拌制，浓度分为三级，水灰比为1∶1、0.8∶1和0.6∶1，结束水灰比为0.5∶1。

灌浆结束标准遵照规范的规定。

2.4.9 屏浆。当孔组吸浆量小于300L时，按设计最大压力屏浆30min；当孔组吸浆量大于300L时，按设计最大压力屏浆60min。

2.4.10 封孔。采用干硬性砂浆分层回填捣实，过流面应符合相应部位的平整度要求。

2.4.11 当上部混凝土压重不能满足灌浆压力的部位，应通过计算，用锚筋加固并装置千分表进行严密监视。

2.4.12 灌浆管路和行浆通道有阻塞征兆时，即时检查管路或浆液浓度可回稀一级，若仍无效而灌浆间断超过30min，则该组孔即告作废。

2.4.13 浆液外漏时，除进行堵漏外，还可越级变浓、降压、间歇灌注，间歇时间10min～20min。

2.4.14 质量合格标准。末序孔在设计灌浆压力下平均单孔吸浆量≤6L/min；检查孔在0.2MPa压力下，压水30min，单孔总漏水量≤6L。当质量不满足要求时应重新灌注。

2.5 混凝土低强缺陷处理

混凝土强度低于设计强度、不能满足建筑物正常运行的混凝土，为低强混凝土。低强混凝土的检查方法主要有现场取样、钻孔取样、无损检测等。混凝土低强处理措施有局部挖除修补和整块挖除重浇。

2.5.1 局部挖除修补。将低强部位挖除后，清除残渣和粉尘，刷黏结剂(可以采用水灰比0.4∶1～0.45∶1的浓水泥浆)，分层填补高强水泥类材料、水泥改性材料或高分子聚合物材料。为保证结合牢固，重要部位还应打插筋，增设架立钢筋网(用于修补厚度在10cm以上者)。水泥类材料的最小修补厚度为2cm，聚合物为1cm，修补坑四周边缘应凿成不缓于1∶1的坡度，当修补厚度较大时应分层填补。

2.5.2 单块混凝土低强面积大于10m2、强度低于设计强度5MPa以上时，应将整块挖除重浇。为保证新浇筑层与基材结合牢固，挖除深度不得小于10cm～20cm，并在老混凝土面打锚筋，新混凝土面架设钢筋网。

2.6 混凝土止排水缺陷处理

止排水缺陷主要指建筑物结构缝的接缝止水失效及建筑物排水孔失效。

2.6.1 混凝土止水缺陷处理，可采用嵌填法、粘贴法、锚固法、灌浆法及补灌沥青等。非过流面结构缝接缝止水失效时，采用灌浆法修补。如失效严重，应补做接缝止水，止水的补做宜采用嵌填法、粘贴法、锚固法进行施工。过流面结构缝接缝止水失效时，宜进行止水补做。

2.6.2 混凝土排水缺陷修补。混凝土排水系统堵塞时应重新补钻排水孔，其孔径与原排水孔相同。补钻排水孔伸入围岩的深度不应小于50cm，排水孔中应填充反滤料，排水孔与过流面的夹角不应小于45°。在排水孔钻孔过程中，应严格控制施工工艺，不应对钻孔周围的混凝土造成损害。

3 质量检查及验收

混凝土缺陷处理完成后，进行质量检查及验收，验收合格后，方可投入使用。

3.1 在缺陷处理施工过程中，每个环节要进行严格的自检工作，发现质量问题及时上报，并按相关要求及指示及时处理。

3.2 对于范围较小且混凝土构件正常运行及使用不造成影响的混凝土缺陷，由监理工程师负责对修补工程进行验收。对于范围较大，对混凝土正常运行及使用构成重大影响的混凝土缺陷，由业主、设计、监理、承包商四方联合进行缺陷修补工程的验收。

3.3 混凝土表面缺陷处理质量检查，一般采取目测、锤击等方法。修补后的混凝土表面平整度应达到技术要求及原设计文件规定的平整度标准，与老混凝土结构应连接紧密，锤击声音清脆，无气泡、孔洞。

3.4 采用填充法、粘贴法进行修补的部位，应用取芯机进行随机钻孔取样、压水及芯样力学性能检测。混凝土机口和仓面取样的混凝土强度均应满足设计要求修补后，按监理工程师指示进行检测。

3.5 所有修补工程，都应检测修补材料与原材料间的粘结强度是否达到设计要求。修补后的裂缝表面应干燥、无渗出物，内部浆液结石充填、胶结、扩散良好，缝面粘结强度应达到设计要求。芯样劈拉试验，平均抗拉强度不应小于1.5MPa；压水试验，在0.5MPa压力或设计文件规定的压力下，平均透水率应小于0.1Lu。

对于有观瞻性要求的表面，还需检查修补后的外观是否与原混凝土面外观一致。

3.6 采用钻孔注浆法或取芯检查法进行灌浆质量检查时，应向孔内注入水灰比为2∶1的浆液，在设计文件规定或监理工程师指定的压力下，初始10min内注入量不超过10L。

3.7 所有检查孔检查完毕后，应采用与钻孔周围原材料一致的材料将孔封填密实，并将孔口压抹平整。

4 结语

锦屏二级水电站厂区枢纽工程地质条件复杂，大体积混凝土浇筑方量较大，在容易出现混凝土缺陷的不利情况下，巧妙地利用化学灌浆和水泥灌浆相结合的方法，解决了大体积混凝土表面裂缝及内部架空的问题，同时也为国内同类工程施工提供了很好的参考。

TV544.91∶TV543.6

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2095-1809(2016)06-0012-04

苏 海(1985.3-)，男，辽宁鞍山人，工程师，葛洲坝集团两河口泄水标副总工，主要从事水利水电工程施工。

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