JME 型改性环氧砂浆在泽雅水库泄洪洞钢衬修复工程中的应用

王超逸

（温州市泽雅水库管理站，浙江 温州 325000）

1 工程概况

泽雅水库位于温州市瓯海区泽雅镇林岙村，是一座以供水、防洪为主，兼顾灌溉等综合效益的中型水库。泽雅水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、引水隧洞等组成。

泽雅水库泄洪洞工程由原施工导流洞改建，改建后泄洪洞由进水口、竖井式事故检修闸门井、泄洪隧洞、出口工作闸门段、消能段组成。进洞口位于左岸坝肩上游约210 m 处，底高程53.00 m；出口位于左坝肩下游约115 m 处，底高程43.50 m。泄洪洞总长度约405.5 m，其中隧洞段长度为378.50 m（见图1）。

图1 泄洪洞工程纵剖面图

此次泄洪洞改建主要在原导流洞基础上实施钢筋混凝土衬砌、回填灌浆、接触灌浆等加固处理[1]，进口段从桩号0+010.00 ～ 0+053.96 m，衬砌后断面为5.800 m×7.653 m的城门洞形，竖井段从桩号0+053.96 ～ 0+106.46 m，中间是竖井式事故检修闸门井。闸门井前设20 m 长的渐变段，断面由5.800 m×7.653 m 城门洞形渐变为4.200 m×4.200 m 方形，闸门井后同样设20 m 长的渐变段，断面由4.200 m×4.200 m 方形渐变为6.600 m×8.000 m 城门洞形。洞身段桩号 0+106.46 ～ 0+198.68 m 断面为 6.600 m×8.000 m 的城门洞形，再至桩号0+218.68 m 则渐变为直径为5.500 m的圆形。桩号0+218.68 ～ 0+353.50 m 断面为直径5.500 m的圆形断面，后20 m 渐变为3.200 m×4.200 m 的长方形。出口前设渐变压坡段，断面渐变为3.200 m×3.200 m 的方形。由于本工程水头高，原导流洞洞径较大，为提高安全性和可靠性对部分洞身段（桩号原导0+023.20 ～ 0+033.20 m，原导 0+053.96 ～ 0+106.46 m，原导 0+295.50 ～ 0+378.50 m）进行钢板内衬加固，钢板厚度10 mm。

根据初步设计有关施工组织计划安排，泄洪洞进口段贯通开挖施工安排在2015 年12 月初至2016 年1 月枯水期间，然而2015 年12 月初至2016 年1 月降水量远超历史同期降雨量，库水位无法下降，考虑将近春节和后期来水量可能增多等诸多因素，施工单位根据原先研讨的爆破预案，库水位在65.00 m 时对泄洪洞进口段进行爆破贯通。2016 年1 月19 日下午，水库水位降到57.00 m，随后开展进洞口段边坡支护工作。然而，进口段（桩号0+053.96 ～0+075.86 m）（由于此段在检修闸门前，所以本文仍将其称之为进口段）原设计的钢衬在这种高流速、大孤岩冲撞工况下局部受损严重。

2 修复方案

水库高水位 101.97 m 时，泄洪洞（桩号 0+053.96 ～0+106.46 m 段）按出口最大流量 242.6 m3/s 设计[2]，最大流速为14 m/s。其中桩号0+053.96 ～ 0+073.46 m 段为渐变段，断面由城门洞形渐变为方形，水流流态更复杂，局部流速远大于14 m/s，再加上泄洪洞进口底高程为53.00 m，而水库死水位为59.97 m，泄洪时水库底部大量泥砂石子随高速水流进入隧洞，对保护混凝土结构的安全提出更高的要求，因此该段的钢衬修复工作成为整个泄洪洞工程的关键。

JME 改性环氧砂浆作为一种混凝土修补材料，具有良好的抗冲磨特性，能有效的抵御高速水流对材料的剥蚀和高速水流中推移质修补层与原混凝土界面脱离，相比割除受损钢板再用新钢板进行钢衬加锚杆锚固支护的最大限度复原，用JME 型改性环氧砂浆替代受损钢衬虽然在投资方面略高，但在工期、材料与混凝土粘接、施工工艺的针对性等方面优势明显。

由于桩号0+053.96 ～ 0+075.86 m 段左右两侧及拱顶钢衬受损严重，而底板钢衬未受损，所以决定对此段左右两侧及拱顶所有钢板采取切割后涂抹2 cm JME 型改性环氧砂浆替代钢衬（见图2）。

图2 0+053.96 ～ 0+075.86 m 段JME 型改性环氧砂浆修复法断面图

3 材料性能

JME 型改性环氧砂浆主要由热固性混合树脂、改性胺固化剂为主要原料，辅以柔性增韧剂偶联剂、抗氧化剂等多种助剂和活性金刚砂组成。能保证修复面具有良好的抗冲击韧性、抗水流磨蚀性能。

JME 改性环氧砂浆的材料特性：①该材料与混凝土粘接强度高、初凝时间合适、满足在气温相对较高环境下具有很好的施工性能。②材料有一定的弹性和韧性，由于材料是在混合型环氧树脂的基础上进行柔性改性，因此材料本身具有耐磨性能外还具有一定的抗冲击性能，能有效的抵御高速水流对材料的剥蚀和高速水流中推移质修补层与原混凝土界面脱离。③材料本身的线胀系数与混凝土的胀缩性能基本匹配，修复层能与混凝土基本协同工作，避免因2 种材料的胀缩性能差异太大而使修补层与原混凝土界面脱离。JME 改性环氧砂浆主要物理性能指标见表1。

表1 JME 改性环氧砂浆主要物理力学性能指标表

4 施工工艺要点

本水库集水面积较大，水库缺少泄洪设施。降雨天，库水位快速上涨，进口段的钢围堰堰顶高程仅为 58.40 m，将存在围堰过流现象，围堰安全直接影响竖井段施工安全，也是此次修复实施成功的关键。且目前围堰存在少量漏水，为保证工作面有一个相对干燥的环境，需做好漏水外排工作。

4.1 JME 改性环氧砂浆施工顺序

施工顺序：混凝土基层处理→固定1 cm 厚度标尺→配制、涂刷环氧基液→配制、涂抹环氧砂浆→压实、找平→厚度检测、收光、养护[3]。

4.2 施工工艺

施工工艺为：

（1）混凝土基础面的处理。用角向磨光机打磨除去混凝土表面的散粒和疏松部分，露出混凝土新面。

（2）表面清理。用压缩空气吹去表面砂粒、灰尘，再用清水清洗混凝土表面，风干。

（3）调线标高。确定施工区域，调线确定抗冲磨修复层的平均厚度，并打标高点。

（4）环氧基液的界面处理。JME 改性环氧砂浆自身较稠，对原结构材料基面不能形成良好的浸润，因而在基面涂JME 环氧基液，目的是增加环氧砂浆修补层与原混凝土结合致密，涂刷应薄而均匀，使胶液尽可能的渗入老混凝土基面，形成混凝土 — 界面复合层 — 环氧砂浆的复合体。

（5）涂抗冲磨修复层。待底胶初凝（表面不流动，指触未干）时，涂JME 改性环氧砂浆，控制厚度与标高点相平，本次工程的涂抹环氧砂浆层的平均厚度为2 cm。

（6）表面抹平与收光。尽可能的压实JME 改性环氧砂浆，使修复层同底涂层紧密结合，避免出现空鼓；同时用厚铁板夯实、薄铁板尽可能的收光修复层表面，降低修复层对高速水流的表面阻力。

（7）环氧砂浆抗冲磨修补层的养护。JME 改性环氧砂浆固化期间不得对其有任何扰动并不得用水湿润，养护温度不得超过30℃，7 d 后可以投入工程使用。

5 结 语

此次修复工程的完成使水库检修闸门能在4 月15 日下闸蓄水，保证了下游供水安全和整个泄洪洞工程施工进度，也为施工期安全度汛提供保障。

修复工程完工3 a 来，经过汛期在高水位101.97 m 的泄洪，在对泄洪洞的检查过程中未发现进口段有剥落的JME 改性环氧砂浆涂层，证明JME 型改性环氧砂浆抗冲磨材料与混凝土粘结完好。因此，采用JME 改性环氧砂浆进行此类修复工程是十分可靠的。