黄河勘测规划设计有限公司 河南省郑州市 450003
摘要:某水电站左岸溢洪道设置3孔溢洪道，单孔孔口尺寸为15.0m×17.5m（宽×高），堰顶高程2697.50m。溢洪道为主要的泄水建筑物，校核洪水87%的流量通过溢洪道宣泄，三孔溢洪道最大泄量为8721m3/s，泄槽段最大单宽泄量为182m3/s，溢洪道采用挑流消能方式。溢洪道在校核及设计洪水时最大流速分别为39.8 m/s、37.25m/s，水力学条件复杂，为满足抗冲耐磨要求，对混凝土过流面的浇筑质量、平整度、强度都提出较高的要求，以防发生磨损、空蚀破坏。
关键词： 溢洪道，裂缝，措施。
1 引言
某水电站左岸溢洪道设置3孔溢洪道，单孔孔口尺寸为15.0m×17.5m（宽×高），堰顶高程2697.50m。溢洪道为主要的泄水建筑物，校核洪水87%的流量通过溢洪道宣泄，三孔溢洪道最大泄量为8721m3/s，泄槽段最大单宽泄量为182m3/s，溢洪道采用挑流消能方式。溢洪道在校核及设计洪水时最大流速分别为39.8 m/s、37.25m/s，混凝土的开裂使溢洪道的整体性遭到破坏，结构强度被削弱，还会引起严重漏水，并使结构遭到溶蚀，随着气温的变化，部分裂缝将继续扩展，对溢洪道稳定性产生不利影响，因此为保证溢洪道的安全和正常运行，必须对混凝土裂缝成因进行分析并进行处理。
2.混凝土裂缝分类评判标准
目前此溢洪道泄槽正处于施工阶段，对溢洪道浇筑完成部分进行了裂缝普查，裂缝方向主要为垂直水流方向，裂缝宽度为0.1mm～0.4mm，经物探检测裂缝深度为52mm～335mm。根据现场裂缝调查初步统计结果，溢洪道混凝土产生的裂缝评判分类及评判标准分为以下三类：
Ⅰ类：缝宽δ<0.2mm，缝深h≤200mm，性状为龟裂或细微裂缝。
Ⅱ类：缝宽0.2mm≤δ＜0.3mm，缝深200mm＜h≤500mm，表面或浅层裂缝。
Ⅲ类：缝宽0.3 mm ≤δ＜0.4 mm，缝深500mm＜h≤1000mm，深层裂缝。
溢待洪道混凝土全部施工完成后，须进行混凝土裂缝的全面检查，最终若出现缝宽大于0.4mm、缝深大于1m的裂缝，根据现场裂缝的缝长、缝深、裂缝走向、所在部位等情况，将进行专门研究处理。
3混凝土裂缝检查方法
3.1裂缝调查和检查目的在于及时掌握裂缝发展的规律和分布状况，便于对裂缝的成因进行分析和分类，为补强处理提供基本资料。
3.2裂缝检查项目包括缝宽（表面缝宽）、缝深、缝长、裂缝走向、所在部位、高程、数量、缝面是否有渗水、溶出物等。
3.3检查方法
（1）裂缝缝宽和条数：以人工目测现场普查为主，所用工具有米尺、读数放大镜、塞尺等。对细裂缝可用先洒水，用风吹干或晒干后再检查。
（2）缝深检查
1）单面平测法：估计裂缝深度不大于500mm时，采用单面平测法。平测时在裂缝的被测部位，以不同的测距，按跨缝和不跨缝布置测点进行检测。经过首波反相情况，判定其缝深。
2）跨孔声波法：对平面上混凝土裂缝在其两侧（距1m左右）打垂直孔，孔径≥50mm，在缝的一侧打一个对比孔，先进行无缝的声波测试，然后再进行跨缝测试，测前孔应冲洗干净，并灌满清水。测试时探头在孔内自上而下每20cm～30cm移动一次。经过波幅的对比变化，判定其缝深。
3）钻孔压水压风法：沿裂缝一侧或两侧按不同的深度布置1~2排斜孔穿过缝面（过缝≥0.5m），孔口安装阻塞器，进行压水和高压风，若缝表面出水或返泡，则认为缝面深大于钻孔穿过缝的垂直深度。若缝面深度大于钻孔深度可布置第二排孔检查。布孔间距按3m布置一组。
4 混凝土裂缝处理
4.1 Ⅰ类裂缝
Ⅰ类裂缝属于属表面裂缝，可不灌浆处理，裂缝表面用钢刷清除污垢后，刷涂2～3遍高渗透性环氧浆液。
4.2 Ⅱ类裂缝
1）裂缝处理工艺流程为：裂缝清理→布置骑缝孔→安装灌浆嘴及封缝→通气试漏→灌浆→待凝48h→拆卸灌浆嘴→封孔（环氧砂浆）→灌后压水和取芯检查→竣工。
2）骑缝灌浆孔兼排气孔，沿裂缝走向间距30cm～40cm，孔径φ14mm，与缝面的夹角垂直，钻孔孔深10cm。
3）钻孔后，先将孔内粉尘碎屑冲洗干净。孔口用阻塞器阻塞后再用风水轮换冲洗孔内及裂缝面，疏通钻孔与裂缝形成的“通道”，尽可能将碎屑全部冲出。对于干缝不用水冲洗，仅用风吹净粉尘和碎屑即可。冲洗用水要保持清洁，压缩空气应经过油水分离器，以免油垢污染裂缝面，影响灌浆效果。
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4）裂缝表面采用“高渗透性环氧材料浆液”进行表部涂层浅层封闭（涂层厚度2mm，初凝时间可控制在1h～2h内）或浅层封闭后，用玻璃丝布（宽10cm）粘贴密实（粘贴玻璃丝布前应除去玻璃丝布上的润滑剂，沿裂缝从一端向另一端粘贴密实，不应留有鼓包和皱纹）。
5）通过压风检查灌浆管路通畅情况，检查裂缝表面处理是否有效，有无漏风现象。压风所用压力不得超过设计灌浆压力即0.2MPa。
6）所有的灌浆管检查合格后才能进行灌浆施工，灌浆结束后除去玻璃丝布、拆除灌浆嘴，对孔口进行环氧砂浆封闭抹平处理，表面刷环氧基液保护。处理后的混凝土表面应满足不平整度要求。
4.3 Ⅲ类裂缝
将缝表面清洁、干燥处理后，采用“高渗透性环氧材料浆液”进行表部涂层浅层封闭（涂层厚度2mm，初凝时间可控制在1h～2h内）或浅层封闭后，用玻璃丝布（宽10厘米）粘贴密实（粘贴玻璃丝布前应除去玻璃丝布上原涂的润滑剂，沿裂缝从一端向另一端粘贴密实，不应留有鼓包和皱纹）。钻孔采用小孔径斜孔（距裂缝20cm处，钻孔角度根据裂缝深度选取与混凝土面夹角45°～60°，钻孔孔径14mm，钻孔间距50cm，间隔布置），在裂缝深层灌注低黏度环氧浆液灌浆。裂缝处理工艺流程为：钻孔→清孔、洗缝→缝面封闭→安装灌浆嘴→通气试漏→灌浆→待凝48h→拆卸灌浆嘴→封孔（环氧砂浆）→灌后压水和取芯检查→竣工。
所有的灌浆管检查合格后才能进行灌浆施工，灌浆结束后除去玻璃丝布、拆除灌浆管路，对孔口进行环氧砂浆封闭抹平处理，表面刷环氧基液保护。处理后的混凝土表面应满足不平整度要求。
4.4 混凝土浇筑仓面内的裂缝
（1）对于仓面上的Ⅰ类裂缝采用表面凿除龟裂层，露出密实的混凝土面即可。
（2）对于仓面上的Ⅱ和Ⅲ类裂缝进行灌浆补强处理，表面铺设双层钢筋网。 在上层浇筑混凝土前，需对裂缝进行灌浆补强处理，灌浆方法同混凝土表面裂缝处理。对裂缝灌浆补强处理后，沿裂缝铺φ100mm、厚度3mm的半圆钢管形成止缝孔，止缝孔两端封闭，并由止缝钢管的两端埋设排气管与灌浆管路一并引至上一浇筑层。止缝钢管要求用水泥砂浆固定。沿裂缝表面铺设双层止缝钢筋，主筋Φ22，间距20cm，骑缝长3m，两层钢筋端头错开50cm，辅筋Φ16间距30cm，两层钢筋网间距20cm，钢筋的保护层15cm。
5 混凝土其它施工缺陷处理方法
5.1 缝间错台、漏浆麻面、挂帘
对于过流面，不平整高度垂直水流方向不得超过3毫米，平行水流方向不得超过4mm，在允许高度范围内与其上下游区域应一律进行缓坡处理，打磨后的混凝土面要与周边混凝土平顺衔接。磨平坡度要求如下：打磨完成后其垂直水流磨平坡度不得大于1/50，平行水流磨平坡度不得大于1/30。缝间错台、漏浆、挂帘、麻面等直接用打磨机磨平。
对于非过流面，采用切割、凿除及砂轮机打磨，使其与周边混凝土平顺连接，满足外观要求即可。
5.2 蜂窝、麻面、局部混凝土浇筑不密实处理
对于过流面，出现蜂窝、麻面部位不密实混凝土凿除，直至密实混凝土。凿坑成平面四边形或多边形形状，其内角不宜小于90o；平面边缘应凿成直角，深度不应小于30mm，清洗干燥后，基面上刷2遍~3遍环氧基液（基液固化凝结时间不小于30min，并满足施工和强度要求），对深度小于30mm的缺陷采用环氧砂浆修补，对于深度大于30mm以上的缺陷，用环氧砂浆分层修补。
对于非过流面：缺陷深度<10mm，凿除缺陷，使其与周边混凝土平顺光滑连接，采用环氧砂浆修补。缺陷深度≥10mm，宜采用高强聚合物砂浆修补，凿除深度需满足修补厚度不小于30mm。
5.3 模板印痕凹槽处理
对于过流面的模板印痕处理如下：
（1）对出现的模板凹槽印痕，采用沿凹槽凿除成宽30mm～50mm，深30mm的矩形槽，待清洗干燥后，基面上刷2遍～3遍环氧基液，采用环氧砂浆修补。
（2）对于模板拼缝不严漏浆形成的砂线，将砂线表面磨平用钢刷清除污垢后，待清洗干燥后，基面上刷2～3遍环氧基液，采用环氧砂浆修补。
（3）处理过程中形成的毛面，涂抹一道环氧基液后，表面用环氧砂浆抹平。
5.4 模板拉筋头
对于过流面的拉筋头，孔口用钻机套钻深度不小于20mm，割除钢筋头，钻孔孔径扩大10mm（即大于钢筋直径10mm）。采用环氧砂浆封堵，然后将表面磨平。为了保证混凝土周边不受损伤，严禁采用锤击将砂轮机未切断的钢筋头敲掉。
5.5 结构缝凹槽处理
结构缝凹槽的处理方法为：首先采用钢刷将缝表面松动碎块和污垢清除，后用高压水枪将结构缝内清洗干净，清洗干燥后，对于缝宽小于5mm者，表面上刷涂2～3遍高渗透性抗磨环氧浆液；对于缝宽大于5mm者，表面刷涂一层环氧基液，再用环氧砂浆回填修补。
6 结语
裂缝首先从混凝土表面开裂，随着时间的推移，表面温度降低，温度梯度增加，裂缝逐渐加深直至贯穿，形成稳定的裂缝。裂缝开度随季节周期性变化，长度变化缓慢，一般冬季裂宽较大，夏季缩小。这种裂缝不影响结构的稳定性，但对结构的耐久性影响较大，所以做好冬季保温工作对预防混凝土裂缝非常重要。
参考文献:
[1] 谈海斌.巴贡水电站进水口与溢洪道混凝土裂缝分析与防治.水利水电技术.2010.08
[2] 胥明.巴山溢洪道混凝土裂缝成因分析及处理.工程技术. 2010.05
[3] SL 677-2014.水工混凝土施工规范.2015.01
论文作者:赵晓红
论文发表刊物:《防护工程》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/9
标签：裂缝论文; 溢洪道论文; 混凝土论文; 环氧论文; 砂浆论文; 表面论文; 钻孔论文; 《防护工程》2017年第23期论文;