溢洪道闸墩裂缝修补处理技术

徐宇航

(上海交通大学海洋水下工程科学研究院，上海市?200231)

某水电站溢流坝段有4个闸墩，在闸门与支铰之间存在1条沿墩顶左右方向贯通闸墩(墩宽2 500 mm)的裂缝，并沿闸墩两侧向下延伸约3 000 mm，缝上局部少许白浆，闸墩两侧裂缝基本上呈对称(见图1)。对每条裂缝的情况进行外观检测和采用超声波“双面斜测法”进行裂缝深度检测。以L1裂缝为例，裂缝位于右边墩坝下0+019.300处，分布位置如下所示(见图2)，具体情况为：裂缝内外两侧裂缝长分别为3 200、3 300 mm，最大缝宽分别为0.20、0.15 mm；
裂缝尾部少许白浆。深度检测结果显示，L1裂缝上部贯穿，中下部两侧裂缝深度合计1 500～1 800 mm，呈微收敛趋势。

2.1 闸墩裂缝处理方案

为了防止裂缝对结构安全产生影响，同时防止出现新的裂缝，先对闸墩顶部导向墩至启闭房范围内的混凝土进行部分凿除，对混凝土凿除位置进行配筋和混凝土重新浇筑；
然后对裂缝进行灌浆和粘贴碳纤维布处理。

2.1.1 凿除墩顶混凝土重浇筑

为了限制现有裂缝继续扩展，将墩顶电缆沟两侧、导向墩与启闭房之间的混凝土凿除，凿除范围如下所示(见图3、图4)，保证凿至电缆沟底层钢筋外露为止；
然后在电缆沟两侧配筋，要求钢筋的混凝土保护层厚度为50 mm，并浇筑C30一级配混凝土。

2.1.2 裂缝处理

(1)造孔

在闸墩两侧立面裂缝处沿缝布置斜孔，并埋设

灌浆管；
孔距、孔径视施工现场具体情况而定，斜孔孔深以穿过裂缝延伸面为准。在闸墩顶部裂缝处骑缝钻设2个排气孔。

(2)裂缝清理及洗孔

用钢丝刷及加压水冲刷闸墩立面裂缝及顶部表面，清除表面灰尘及杂质，并用压力水对钻孔进行洗孔，要求回水清澈为止。

(3)涂刷环氧涂料封缝

在清洁干净的缝面涂抹1层环氧腻子封闭缝面。

(4)通风检查

对灌浆孔进行压水/气检测，压力大于灌浆压力；
当发现止浆有缺陷时，应在灌浆前进行修补。

(5)灌浆

化学灌浆选用HK—G—4环氧化学灌浆材料，灌浆压力初选0.3～0.5 MPa，具体根据现场实际情况确定。灌浆时在闸墩两侧立面同时进行，采用由下至上的顺序，直至闸墩顶部排气孔出纯浆后停止灌浆(见图5、图6)。

(6)表面处理

灌浆完成后，清理超出原裂缝区域约1 m范围的区域，待粘贴碳纤维布区域应平整，除去表面浮尘、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处要进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20 mm。

(7)粘贴碳纤维布

涂刷底层树脂：用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于清理后的混凝土面上，树脂表面指触干燥后立即进行下一道工序施工。

找平处理：对混凝土表面凹陷部位用环氧腻子填补平整，且不应有棱角；
转角处用环氧腻子修复为光滑的圆弧，半径不小于20 mm；
在找平材料表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。

涂刷浸渍树脂：按照碳纤维布产品规定配比配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位。

粘贴碳纤维布：在墩侧立面垂直于裂缝方向满贴1层碳纤维布，覆盖整条裂缝，宽度0.6 m，搭接部位宽度为10 cm；
再于裂缝区域条状粘贴1层水平方向的碳纤维布，布置尺寸为宽25 cm、长300 cm、间距25 cm，水平箍数量根据裂缝延伸长度确定。在水平箍上再垂向条状粘贴碳纤维布压固，压固碳布布置尺寸为宽25 cm、间距50 cm，对水平箍起到固定作用。

墩顶部碳纤维布粘贴布置同墩侧，碳布纤维方向垂直于裂缝方向，搭接部位宽度为10 cm。

脱泡处理：用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。

在最外层碳纤维布的表面再均匀涂刷1道浸渍树脂。

(8)表面防护处理

待碳纤维布粘贴牢固后，在表面涂刷1道HK—968弹性环氧涂料，既可对碳纤维布起到防冲保护作用，又可使处理区域颜色接近周边混凝土颜色，保持美观。

3.1 HK—968弹性环氧涂料

HK—968弹性环氧涂料是一种增厚型涂料，常规产品为灰色，一次涂抹厚度可达300 μm以上；
其综合了环氧涂料的强度和聚氨酯涂料的弹性，与普通环氧涂料相比，韧性、抗冲磨性能、抗裂性等大幅度提高并具有一定的延伸率(见表1)。

表1 HK—968弹性环氧涂料主要性能指标

3.2 HK—EQ环氧胶泥

HK—EQ无溶剂环氧胶泥是一种由改性环氧树脂制备而成的聚合物胶泥，可用于混凝土表面抗冲磨保护处理，混凝土表面不平整、蜂窝麻面、气泡等缺陷的表面封闭处理；
也可用于裂缝灌浆的表面封缝处理。该环氧胶泥具有一定的亲水性，可用于干燥和潮湿(无明水)基面(见表2)。

表2 HK—EQ无溶剂环氧胶泥主要性能指标

3.3 HK—G—4低粘度环氧灌浆材料

环保型HK—G—4环氧灌浆材料是一种粘度低、渗透性好、强度高、操作方便的双组份灌浆材料，可以对混凝土结构中的微细裂缝、施工缝、冷接缝和岩基缝隙进行灌浆处理，从而恢复结构整体性，达到防渗、补强、加固的目的(见表3)。

表3 环保型HK—G—4环氧灌浆材料主要性能指标

3.4 碳纤维布

碳纤维布主要性能指标如下所示(见表4)。

表4 碳纤维布主要性能指标

3.5 碳纤维浸渍树脂

碳纤维浸渍树脂是一种双组份、高固含量、高强度、不流淌、触变型黏合剂(见表5)。

表5 碳纤维浸渍树脂主要性能指标

该项目溢洪道4个闸墩墩顶的4条裂缝均位于支铰和闸门之间，为顶部混凝土浇筑深层裂缝或局部贯穿裂缝。4条裂缝分别沿4个闸墩左右贯通，沿闸墩两侧向下延伸约3 000 mm，裂缝宽度多为0.15～0.30 mm，缝上局部少许白浆；
闸墩两侧裂缝基本上呈对称布置，两侧深度合计多为1 300～1 950 mm，部分断面贯穿。

通过裂缝的成因分析和结构的安全复核，闸墩结构安全满足要求，4条裂缝均大概率为温度裂缝，对结构安全不造成影响。为保障闸墩结构的完整性，防止裂缝进一步扩张威胁结构安全性，已采用化学灌浆与粘贴碳纤维布综合应用的方法对裂缝进行处理，恢复闸墩结构的整体性，提高闸墩建筑物的耐久性；
并对闸墩顶部电缆沟两侧混凝土凿除处理，重新配筋浇筑以提高其抗裂性能。

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