三峡永久船闸地下输水系统混凝土表面缺陷修补技术

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1、三峡永久船闸地下输水系统混凝土表面缺陷修补技术张涛（中国水利水电第十一工程局科研所，河南·三门峡市，472000）1、工程概述三峡工程永久船闸为双线五级连续船闸，位于枢纽左岸坛子岭左侧。每线船闸主体段由6个闸首和5个闸室组成，总长1621m，设计总水头113m，闸室平台有效尺寸280m×34m，坎上最小水深5m。每线船闸的输水廊道布置在靠近闸首的两侧，单级闸室输水最大水头45.2m。永久船闸地下输水隧洞水流速度高，且长期处于地下，混凝土的设计标号为C35。因此，混凝土表面的水气泡、蜂窝、麻面等缺陷会影响工程的长期安全运行，需要修补。2、技术要求根据

2、三峡总公司工程建设部“三工建质监字[2001]95号”文件要求，三峡永久船闸地下输水系统属于修补要求最高的A-1类修补区域，即该部位处于高速水流作用下，运用要求高，日后检修困难，其缺陷修补要防止产生气蚀冲刷和剥离造成的过流面破坏。2.1总则2.1.1混凝土表面处理要求，应满足部颁规范（SDJ-207-82）、TGPS质量标准及设计文件；2.1.2混凝土缺陷的处理要求，须满足安全运行，还要满足建筑物外观需要；2.1.3在满足设计要求及建筑物运行要求的前提下，处理中应遵循尽量少损伤母体混凝土的原则。2.2质量要求2.2.1试验论证——修补材料在施工应用

3、之前，必须经过室内力学性能检测和现场工艺性试验，各项指标满足有关设计文件要求；2.2.2施工条件——永久船闸地下输水系统的混凝土修补面几乎全部为干燥状态，但是随气温变化，混凝土面会有返潮现象，甚至混凝土面上会出现水珠，因此修补材料需要既能满足干燥面施工需要，同时也能够满足潮湿面施工要求；2.2.3外观质量——修补材料的颜色需与混凝土的颜色基本一致；修补面平整、光洁，没有影响外观质量的缺陷。2.2.4混凝土面处理——用角磨机磨光,使混凝土表层的水气泡显露出；大于5mm的水气泡、孔洞，用钢钎凿开并清除孔内的乳皮和松动颗粒；用压力水冲洗干净磨过的混凝土表

4、面。-5-2.2.5材料耐久性——为使材料与混凝土之间具有良好的相容性，修补材料需要具有良好的柔韧性和粘结性；同时还需要具有很好的抗冲磨强度，以抵抗高速水流的冲磨。2.3EJN型环氧胶泥的主要技术指标和特性通过对多种修补材料的对比试验和论证，选用EJN型环氧胶泥进行修补。2.3.1主要技术指标表1EJN型环氧胶泥的主要技术指标材料类型性能指标EJN-Ⅰ型EJN-Ⅱ型抗压强度MPa≥60.0≥50.0抗拉强度MPa≥8.0≥6.0粘结强度MPa≥4.0≥2.5抗冲磨强度MPa≥7.0≥7.0抗渗等级＞S30＞S30塑性变形率%≥3%≥3%适用条件干燥

5、混凝土面潮湿混凝土面2.3.2主要技术特性2.3.2.1良好的触变性和自流平性——静置状态下，材料呈凝胶态，具有良好的流挂性，即使修补较大的气孔和凹槽也不会产生流挂现象。一旦受到剪力（搅拌、震动、挤压）作用，其粘度会迅速下降成为具有良好流动性的溶胶态，易于施工操作。当剪力消失时，混合物又会从溶胶态变为凝胶态，以保持其优良的触变性能；同时，材料还具有良好的自流平性，即施工涂层表面的刮痕和缩孔等缺陷在固化过程中会自愈，固化面平整、光洁，不会留有刮痕、接缝、缩孔等影响外观质量的缺陷。2.3.2.2耐久性——材料具有良好的柔韧性，当受到外力作用时，其自身的

6、变形能够吸收部分能量，避免混凝土受到破坏。另外，它还具有很好的粘结性能和抗冲磨性能，保证内层混凝土的长期安全运行。2.3.2.3环保性——经豚鼠毒理性试验，材料属于非毒性材料。2.3.2.4适用条件——材料包括两种类型，既能够满足干燥混凝土面施工需要，又能够满足潮湿面施工要求。3、论证试验3.1主要力学性能试验为验证修补材料的主要力学性能，在监理工程师的旁站下对EJN型环氧胶泥进行了主要力学性能检测，检测结果见表2。-5-表2主要力学性能检测结果检测项目龄期EJN-Ⅰ型EJN-Ⅱ型抗压强度MPa3d43.536.77d60.245.228d68.7

7、60.5抗拉强度MPa3d3.663.47d6.55.228d8.97.3粘结强度MPa7d2.82.528d4.23.73.2现场工艺性试验为论证材料的施工性能、现场粘结效果、确定施工面混凝土的处理方案和施工质量控制与检测方法，按业主和监理的要求，在施工现场进行了施工性工艺试验。试验论证中证明，EJN型环氧胶泥的施工效果和粘结拉拔强度均满足设计要求。同时，通过工艺试验还制订、完善了EJN型环氧胶泥的施工工艺、混凝土表面处理方法、施工效率、单位面积用料与耗材以及施工质量控制与检测方法，为确保高质量的施工打下了坚实的基础。工艺试验情况和检测结果见表3

8、。表3工艺试验情况和检测结果EJN-Ⅰ型EJN-Ⅱ型试验部位永久船闸地下南四平洞S8边墙和顶拱混凝土面永久船闸地下南五平洞