化灌处理在巴贡水电站溢洪道混凝土裂隙中的应用

李毅

摘 要：结合巴贡水电站溢洪道泄槽出现的混凝土问题，证明了化灌和涂抹环氧树脂处理裂缝及表面缺陷的有效性。

关键词：巴贡；溢洪道；裂缝；化灌；环氧树脂

1 概述

巴贡水电站位于马来西亚的沙捞越州拉让江支流上，离民都鲁180Km。该水电站溢洪道有两条泄洪槽，轴线总长度约为 1100m，以13.5m×30m 为单元分仓浇筑，泄槽底板砼厚度约为1m，自下而上为砂浆垫层、常规混凝土和过水面硅粉混凝土，设计泄流15000m3/s。

溢洪道底板施工完成后，现场检查发现，所浇筑混凝土均有不同程度的裂纹、裂缝，尤其是靠近溢洪道闸门下游300m 左右范围混凝土裂缝较多，每一仓均有3 至4条不同长度的横向及纵向裂缝，且多为贯穿裂缝，裂缝宽度为0.3mm～0.5mm 不等，另有一些呈树枝状的小型裂缝。为防止裂缝继续延伸对溢洪道在高速水流冲刷条件下造成破坏，需对其进行处理。处理原则以恢复混凝土底板整体性为目的，对宽度小于0.2mm的裂缝进行表面涂抹环氧树脂处理，对于大于或等于0.2mm的混凝土裂缝，需进行化学灌浆处理。

2 裂缝及表面缺陷成因分析

溢洪道底板表层混凝土為混凝土泵浇筑的50cm厚的C45硅粉混凝土，泵送混凝土的水泥用量、水用量都增加，存在水泥活性增加、比表面积加大、水灰比加大、骨料粒径减少、砂率提高及坍落度加大等因素，导致水化热及收缩变形显著增加，体积稳定性下降。

水泥用量增加，混凝土抗压强度显著提高，而抗拉强度提高滞后于抗壓强度，拉压比降低，弹性模量E增长迅速。随胶凝材料增多，体积稳定性成比例下降（温度收缩变形显著增加）。早期塑性收缩是混凝土早期开裂的原因，特别是高强、高性能混凝土，早期收缩量很大。该种原因造成的裂缝主要表现为间距小，宽窄不一，波动较大，甚至产生贯穿缝。

受坚硬基岩及老混凝土约束是混凝土产生深层裂缝和贯穿性裂缝的主要原因。一般情况下，裂缝与混凝土分块尺寸（长边为30m，短边为13.5m，厚为1.2m）有关，多数出现在混凝土浇筑块的中间部位，并将已出现的早期裂缝继续扩大加深。

3 裂缝处理方法及施工工艺

3.1 裂缝处理方法

3.1.1对宽度小于0.2mm的裂缝，采用表面涂抹法。

先将缝口两侧50mm混凝土基面打磨平整并清理缝口，再用洁净的压缩空气或压力水冲洗干净后及时涂刷JX环氧树脂胶泥。

为使老混凝土表面充分被环氧树脂浆液所湿润，保持良好的粘结力，在涂抹环氧胶泥前，应先在混凝土基面涂抹一层环氧基液。

用毛刷把配制好的JX环氧基液均匀的涂刷于处理过的混凝土基础面上，厚度为0.3mm左右。已涂刷基液的表面，应注意保护，避免灰尘掉在上面。

JX环氧基液涂刷后须间隔一段时间，（间隔时间一般为30～60min）使基液中的气泡消除后，手触有拉丝现象时，再涂抹JX环氧胶泥。

JX环氧树脂胶泥的力学性能指标：抗压强度为85～100MPa，粘结强度为3.2 ～4.6MPa。

3.1.2对宽度大于或等于0.2mm的裂缝，采用骑缝粘贴法

采用灌浆嘴灌注JX环氧树脂浆液恢复混凝土的整体性。

3.2 化学灌浆材料

化学灌浆材料选用JX系列浆材，该材料系改性环氧浆液，曾在多项混凝土裂缝处理施工中获得应用，效果显著。其主要性能指标如下（20℃）：浆液粘度为4.6～16.8 mPa·s，抗压强度（90d）为：45.0～71.8 MPa，抗拉强度（90d）为6.7～10.1 MPa。

3.3 裂缝贴嘴灌浆施工工艺

采用贴嘴灌浆法时，贴嘴间距不宜大于0.5m（依据裂缝宽度控制在0.3m～0.5m）。裂缝交叉点、尖灭点应布置贴嘴。贴嘴位置确定后，用手电钻沿裂缝骑缝钻孔，孔径不宜小于25mm，孔深30mm，贴嘴和封缝前应先将缝口两侧50mm混凝土基面打磨平整并清理缝口，再用洁净的压缩空气或压力水冲洗干净后及时用JX环氧胶泥贴嘴和封缝。

贴嘴时应用定位针穿过进浆管，对准缝口插入并将注浆嘴骑缝压向混凝土面，拔出定位针时，以不粘附嘴胶（胶粘剂）为合格。不合格时，应清理缝口，重新贴嘴，直至合格。贴嘴、封缝应粘贴牢固，能满足承受最大灌浆压力要求。

灌浆前（贴嘴和封缝施工24h后）应采用洁净压缩空气对裂缝与贴嘴之间的畅通性和封缝的密封性以及管路安装的牢固性、可靠性等进行压风试气检查（风压为0.2MPa）并记录。如发现质量问题应及时处理，直至合格。单孔灌浆前应用洁净的压缩空气吹干（净）缝内碎屑、浮尘及积水。风压为0.2MPa。

混凝土竖向裂缝（包括斜缝）灌浆应自下而上、自深到浅进行；混凝土水平裂缝（包括接近水平状的裂缝）灌浆应自里向外、自一端向另一端逐嘴灌注，相邻嘴出浆时可接管多点并联式灌浆。

灌浆施工应按嘴的编号顺序，依次灌浆。灌浆压力初拟采用0.2～0.4MPa。灌浆过程中应逐级提升灌浆压力，每级宜提升0.05MPa。

灌浆结束标准：吸浆量小于0.02L/5min，再继续灌注30min压力不下降时，即可结束灌浆。灌浆结束待孔内灌浆材料固化后，应按工程要求对贴嘴及封缝材料进行拆除清理或把表面打平磨光。

3.4 灌浆效果检查

灌浆结束28d后，在适当部位进行钻孔压水试验或取芯检查，取芯孔孔径100mm，孔深40cm左右，进行灌前与灌后对比分析。

4 混凝土表面缺陷处理方法及施工工艺

4.1 基础面处理

先对混凝土基础面打毛，然后将松散的颗粒清除干净，再用高压风将混凝土表面的浮沉吹去。当存在蜂窝、麻面等缺陷时，按设计要求回填混凝土、砂浆或环氧混凝土，一般回填混凝土48h后，即可涂抹环氧树脂砂浆。

4.2 涂抹基液

为使老混凝土表面保持良好的粘结力，在涂抹环氧砂浆前，应先在混凝土基面涂抹一层环氧基液。

用毛刷把配制好的JX环氧基液均匀的涂刷于处理过的混凝土基础面上，层厚为0.3mm左右，以不超过1mm为宜，对于凹凸不平的难于涂刷的地方，应反复多刷几次，不得漏刷及有流淌现象。已涂刷基液的表面，应注意保护，避免灰尘掉在上面。

4.3 环氧树脂砂浆涂抹

JX环氧基液涂刷后涂刷基液后须间隔一段时间，（间隔时间一般为30～60min）使基液中的气泡消除后，手触有拉丝现象时，再涂抹環氧砂浆。

将拌制好的JX环氧树脂砂浆，用抹刀按要求厚度涂抹到已刷好基液的基础面上，涂抹厚度一次不超过0.8cm，以利压抹，边涂抹边压实找平，并且不断用抹刀拍打砂浆表面，直到砂浆表面返出光亮的胶液为止。在压抹过程中需反复用力压抹直至初凝，表面应光洁平整。

JX环氧树脂砂浆的力学性能指标：抗压强度为80～110MPa，抗拉强度为12～16MPa。

4.4 环氧树脂砂浆养护

环氧树脂砂浆涂抹完工后，养护时间应不少于7天。环氧树脂砂浆在养护期间应避免受任何碰撞、水浸泡、火烤等。

5 施工注意事项

环氧材料施工时，环境温度应尽量保持在15～40℃，并应避免日晒雨淋。

环氧材料应随配随用，一次配制量不宜过多。拌好的环氧材料必须分散堆放，切忌成桶成堆放置，以免提前硬化。

化灌材料在储运和使用中，严禁烟火。施工现场、药品仓库内严禁吸烟，禁用明火，施工现场不得进行电焊等有火花飞溅的作业。施工现场及药品仓库应设置足够数量的灭火装置和必备的消防工具。

施工过程中产生的弃浆、废浆及废水不得随意排放，应集中储存，待工程结束后，对弃浆、废浆进行胶凝处理，对废弃的化学品包装袋、罐（桶）、废水按照相关标准进行处理。

6 结果评价

经过处理，到目前为止，溢洪道表面经过高速水流冲刷后，表面基本再没有大的脱落和起层，证明表面修补的环氧树脂和老的混凝土結合紧密。并且原有的横向贯穿裂缝也没有继续发展，证明化学浆液也能有效地填充细小裂隙，提高混凝土的密闭性和整体性。这种处理裂缝和表面缺陷的方法可以在以后的类似工程中推广使用。