南水北调渠道混凝土衬砌板裂缝处理

南水北调渠道混凝土衬砌板裂缝处理

0衬砌混凝土板裂缝成因水生百合湖-东平湖段的供水和航道连接工程是水生百合湖一期工程的重要组成部分。连接山东省和山东省的输送线，并实施了一个从南到东平湖的航行工程。项目位于连接南四湖的上湖，从东平湖延伸至东平湖。引水线路全长108公里，需要近70公里的混凝土砌块。南水北调两湖段输水航道边坡采用机械化衬砌混凝土板,衬砌板为大块连续薄板,厚度15cm,强度等级C25,抗冻等级F150,抗渗等级W6。由于受原材料、施工方法、环境条件等多种不利因素综合影响,如混凝土原材料、混凝土配合比设计、混凝土拌合、混凝土运输、混凝土浇筑、振捣、养护条件、温控措施、气温变化、设计等方面存在缺陷,从而在衬砌板上会产生裂缝。根据《南水北调东线一期山东段工程混凝土结构质量缺陷管理规定》,将衬砌板裂缝分为Ⅰ类裂缝和Ⅱ类裂缝。Ⅰ类裂缝宽<0.2mm,缝深较浅,为龟裂或呈细微不规则状;Ⅱ类裂缝宽>0.2mm,缝长>200cm,缝深基本穿透结构厚度。由于Ⅱ类裂缝贯穿混凝土板,显著降低了混凝土的抗渗性能,并对混凝土的抗冻耐久性产生不利影响,需要采取措施对裂缝进行处理,处理后带裂缝混凝土衬砌板的各项技术指标达到原设计要求。1衬砌板类裂缝处理对Ⅱ类裂缝缺陷,工程要求经常规处理后,需不影响结构正常使用和寿命,且在满足设计要求及建筑物安全运行的前提下,混凝土结构质量缺陷处理应以尽量少损伤母体为原则,修补材料强度、耐久性、防渗性均应高于母体原材料一个级别,与母体黏结好、无毒,确保结构整体强度和长期可靠运行,并尽可能兼顾结构外观效果。裂缝处理时,视裂缝所在部位可选用喷涂法、粘贴法、充填法和灌浆法处理,其中灌浆法常用水泥灌浆和化学灌浆。但对渠道衬砌混凝土板Ⅱ类裂缝,采用喷涂法、粘贴法、充填法很难满足上述要求,因此选择灌浆处理。灌浆处理常用水泥灌浆和化学灌浆,通过做水泥灌浆试验,发现由于这类裂缝较窄,灌浆难以填充饱满,效果并不理想。经分析决定,南水北调两湖段渠道混凝土衬砌板的Ⅱ类裂缝处理采用化学灌浆,灌浆结构胶采用A级裂缝专用改性环氧树脂。A级改性环氧树脂化学灌浆材料,具有稳定性好、室温固化、收缩小、黏结力强、韧性好等一系列优点,避免裂缝继续开展,也避免了渗漏返碱等建筑质量隐患。裂缝灌注胶基本性能指标如表1所示。2衬砌板工艺缝的设置裂缝处理前应首先控制裂缝不再发展,衬砌板裂缝灌浆处理需在混凝土切工艺缝后进行。南水北调两湖段渠道混凝土衬砌板工艺缝为顺水流方向每隔3m设一道横缝,从渠底沿着渠坡放线每隔3m设一道纵缝,纵、横缝为半缝,宽度为2cm,深度为11cm,顺水流方向每隔15m设一道伸缩缝,伸缩缝为通缝,缝宽2cm。切缝可以起到释放应力的作用,混凝土面板上及时切缝能有效地减少裂缝的产生,并可使已有裂缝由活缝、生长缝变为死缝。2.1灌装桶的使用压力注胶施工的设备一般包括:空气压缩机、贮气罐、灌浆桶、搅拌器、注胶嘴、管路和配制器具等。其他辅助材料包括:容器、角磨机、普通胶带、医用橡胶手套、酒精、丙酮、棉丝、水泥等。2.2橡胶注射工艺裂缝表面清理→埋设注胶嘴→封缝→密封检查→配制结构胶→注胶→封口→二次注胶→质量检查→后期处理。2.3具体工艺操作2.3.1缝口磨削处理1)较小裂缝钢丝刷扫除松散层、灰尘等,用角磨机轻轻打磨缝口,用压缩空气把粉尘吹扫干净,最后用丙酮清洗待封缝。2)较深裂缝开V形槽。3)体积大、裂缝深的建筑构件采用钻孔的方法注胶补强。2.3.2注浆前与孔骑缝的安装裂缝宽处、交错处、端处、裂缝贯穿处等部位必须设置注胶嘴,设置间距根据裂缝大小、走向和结构形式为100~300mm,埋设时,先在注浆嘴的底盘上抹一层厚约1mm的环氧胶泥,将注浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在预定的位置上(见图1)。2.3.3密封接头细小裂缝用快干环氧胶泥、V形槽用环氧树脂胶和水泥砂浆配合封缝。2.3.4密封试验沿缝涂一层皂液,通入压缩空气,若无冒泡表示封缝效果好。2.3.5的搅拌、搅拌,是分散剂的应用将甲乙组分胶水按照甲组分∶乙组分=3∶1的比例称量好后倒入容器中,进行搅拌至色泽均匀即可。一次配制的结构胶数量应视结构胶的凝固时间及灌注速度而定。2.3.6灌浆压力稳定性灌浆压力为0.2~0.4MPa,压力逐渐升高,不要骤然加压,达到规定压力应保持稳定,保证灌浆质量。灌浆沿着注胶嘴依次进行,当有树脂通过相邻下一个注胶嘴冒出时,证明该注胶嘴灌满,拧上丝堵,将管道移动到下一注胶嘴上继续浇注。灌浆结束后,立即拆除管道,并清洗干净管道和设备。2.3.7封锁裂缝内的胶液达到初凝不外流时,拆下注胶嘴等设施,再用环氧胶泥把胶嘴处抹平封口。2.3.8橡胶二级树脂凝固时容易发生收缩,引起封口处填充不满,需在24h后对不满处进行补胶。2.3.9橡胶注射的质量分析可通入压缩空气或是水(注胶压力的70%~80%)进行检查,也可取芯检查胶体外观及力学性能,发现缺陷及时补救。2.3.10后期处理一般注浆后1d左右,灌浆料固化后,就可以用砂轮机打平铲除底座和封缝材料,并将表面清理干净,处理后外观效果如图2所示。3材料及工费总成本计算南水北调东线一期工程两湖段渠道衬砌板厚度为15cm,根据现场观测,宽0.5~2mm裂缝居多。根据现场试验,当衬砌板厚度为15cm,裂缝宽度为2mm时,1m长度裂缝约需要1kg改性环氧树脂灌缝胶,价格20元/kg左右。另外需要压力灌浆配件5套,每套单价1元,材料合计成本40元。人工灌浆约0.2h/m(包括灌浆后期表面处理),按照每工时100元计算,合计人工费20元/m。综上所述,每处理1m长2mm宽裂缝人工材料费总计为60元。当上述裂缝宽度为0.5mm时,每1m长裂缝人工材料费总计为45元。4检查验收内容裂缝处理效果由监理单位组织建设、设计、施工单位进行检查及验收,处理及验收结果报建设单位备案。检查验收在裂缝处理2周后进行,裂缝处理现场取样的部位和数量由监理工程师确定,黏结强度大于黏结强度指标或破坏面在母体混凝土上时认为合格。经检测环氧树脂灌缝饱满,黏结效果好。压力试验时,试样其他部位发生破裂,而裂缝处保持完好。试验证明,环氧树脂灌浆处理效果达到了设计要求,处理措施合理。5混凝土与自适应的土体裂缝处理技术A级改性环氧树脂化学灌浆过程是通过压力注胶机系统把流动性较高的改性环氧树脂通过压力注入裂缝,改性树脂固化后与混凝土黏结成一个整体,从而封闭加固缝隙,外观不受影响。A级改性环氧树脂化学灌浆材料填补混凝土裂缝后,使混凝土紧密黏结在一起,恢复了衬砌板的整体性,而且由于其黏结力和黏聚力均大于混凝土本身,因此修补