三峡船闸第3至6闸首混凝土缺陷处理(三峡船闸动画演示)

摘要：三峡双线五级船闸混凝土施工中，三七八联总承建了第3至6级船闸混凝土施工，在施工过程中，存在着程度不同质量缺陷和隐患。针对这些缺陷和隐患，承包商给予了高度重视，组织了专业修补队伍，根据不同部位，不同缺陷类型，采用了不同处理方法和不同材料进行了消缺处理，满足了设计要求。

关键词：三峡船闸； 混凝土； 缺陷； 检查；处理

1第3至6闸首混凝土缺陷
三峡永久船闸设计总水头为113 m，单级闸室输水最大水头为45.2 m。大面积混凝土表面为过流面，如保证安全投入运行，就必须保证混凝土表面平整、光滑、无缺陷。三七八联总承担着第3至6闸首的混凝土施工任务。然而在混凝土施工过程中，由于模板固定不牢、模板拼接不严，模板安装不规范、模板因欠修欠保养，造成面板凹凸变形，混凝土振捣不足、不到位等因素造成混凝土出现超出规范要求的气泡、麻面、蜂窝、错台、挂帘、表面凹凸等质量缺陷，第3至6闸首共计有22个结构块3 740 m2面积程度不同存在着各种各样的有害缺陷，给未来船闸运行带来质量隐患。
2质量缺陷修补组织及程序
诸如错台、凹坑、表面波状起伏、残留钢筋头等，在高速水流冲击下，将引起局部挑流、绕流和分离，造成负压和剧烈的水流脉动，促使出现空化和空蚀，极易导致结构的破坏，而且挟砂石水流对过水建筑物表面的冲击与磨损破坏是很严重的，混凝土表面的缺陷无疑会降低其抗冲耐磨强度，使表面不平整恶化，从而加剧空蚀与磨损。为保证船闸安全运行，施工单位给予了高度重视。
1）成立专业领导小组、专业修缺队伍举办修缺专业培训班,持证挂牌上岗；
2）对每个仓位，单元工程质量缺陷类型进行检查、勘查和体形测量，绘制素描登记图表，报监理、设计检查备案；
3）根据施工招标文件的技术条款,设计要求,向监理单位报送质量缺陷的处理方法、材料、工艺、质量标准等处理措施报告，待监理审批后实施；
4）根据质量缺陷类型、部位分别提出缺陷处理的方法和工艺措施报监理审查批复；
5）对缺陷修补采用的预缩砂浆、环氧砂浆、丙乳砂浆等配比，事先进行试验，试验成果给监理审批后，方实施。
3混凝土结构面缺陷类型及处理方法
永久船闸二期工程混凝土浇筑过程中出现的混凝土表面质量缺陷类型有：架空、蜂窝、挂帘、气泡、裂缝等。根据招标文件的技术条款、缺陷修补的设计技术要求以及监理批复的文件规定各区域平整度的控制标准和处理要求如表1和表2所述。
表1 永久船闸混凝土结构物表面平整度允许偏差值

说明：①外露表面、隐蔽内面系指相应模板的混凝土结构表面最终所处位置；②对特殊要求的高速水流区、溢流面、闸墩、闸门槽等部位的模板，除参照上表外，还必须符合专项设计的要求。
表2 永船各区域平整度控制标准和处理要求
说明：①升跌及错台≤允许值时可不作处理,>允许值按表中坡度修磨。②表面水、气孔缺陷原则上均应采用高分子基液涂刷;如果水气孔洞密集,甚至部分连通,则要将该密集区按一定形状要求,整体凿除2~5 cm深度,再按特殊工艺锤平特种砂浆,表面涂刷基液处理。③本表处理标准仅适用于表面不平整度≤1 cm的缺陷,>1 cm的升跌坎的错台,需另行研究处理措施。
根据控制标准和处理要求，承包商根据不同类型质量缺陷采用了不同处理方法：
1）架空、蜂窝、露筋处理方法：凿除缺陷，用一级配混凝土、预缩砂浆、丙乳砂浆，或环氧砂浆填补，环氧基液涂面；
2）跑模处理方法：凿除跑模混凝土，浇一级配混凝土修复；
3）错台、挂帘处理方法：凿除缺陷或磨平，用环氧基液涂面；
4）麻面、气泡处理方法：深度大于5 mm的凿除缺陷，用环氧砂浆或环氧胶泥修补，小于5 mm的打磨处理，用环氧基液涂面；
5）裂缝、冷缝、施工缝渗水处理方法：骑缝凿槽、封闭、化学灌浆；
6）模板定位锥孔、冷却水管预留坑处理方法：凿毛、预缩砂浆或环氧砂浆修补；
7）模板拉筋头处理方法：用68 mm空心钻，钻深25 mm，切割拉筋头，扫除孔内炭化层、高压水洗孔、预缩砂浆回填、表面涂刷环氧基液。
4消缺施工质量过程控制
承包商在消缺施工质量控制方面实施了严格的过程控制：
1)施工前,对所有参加修补人员,进行技术培训，使参建人员熟知规范要求，技术要求，质量标准要求，施工工艺要求，进行修补技能考试，考试合格后挂牌上岗。
2)根据生产性试验选定和准备与之相应的各种修补工机具，报监理单位进行现场检查，满足施工质量和施工计划要求。
3)承包商向监理单位送交原材料材质证明资料和试验报告，经监理确定批准后，投入使用，严格控制修补材料质量。
4)各种类型质量缺陷，经承包商现场调查、登记、描述，报监理现场验收签证后，方可进行消缺处理。
5)施工作业过程，对各种类型的质量缺陷修补，必须待上道工序完成，经监理工程师对基面处理质量签证后，方可进行下序修补作业。
6)施工作业过程中，承包商建立健全三级质检组织，严格实行“三检”制度，加强技术管理，做好原始资料的记录，管理和施工总结工作。
5消缺施工材料及工艺控制
5.1预缩砂浆
原材料性能控制指标：水泥应采用525#中热硅酸盐水泥。水泥质量应满足国标GB200-89的各项指标要求，且新鲜无结块；砂采用河砂或新鲜花岗岩人工砂，并经1.6 mm(或2.5 mm)孔经筛，细度模数1.8~2.0 mm；预缩砂浆力学控制指标：抗压强度≥40 MPa，过流面≥450 MPa；抗拉强度≥2.00MPa；与混凝土粘结强度≥1.50 MPa。
拌制出预缩砂浆应以手握成团，手上湿痕而无水膜为宜，拌制好的砂浆应用塑料布遮盖存放0.5~1 h后使用，使其体积预缩一部分以减少修补后的体积收缩和基材脱开，并控制夏天2 h，冬天4 h内使用完毕。
填补工艺流程：基面凿毛——清污——冲洗——湿润（处于饱和面干状态）——刷一遍浓水泥浆（水灰比为0.4~0.45）——分层填补预缩砂浆（每层厚4~5 cm）——用木锤锤平（直至泛浆）。对修补厚度大于8 cm的，除表层4 cm外，内部应填补预缩砂浆混凝土，即砂浆中加入直径0.5——2.0 cm的小石，填补完成后，保湿养护7 d，期满后，对修补部位进行磨光处理，涂刷一道高分子抗冲耐磨基液。
5.2环氧砂浆与环氧胶泥
环氧砂浆材料性能控制指标：应选用NE-Ⅱ双组分、KSF双组分、E44三种，其修补厚度控制在5~25 mm范围；环氧砂浆应选用1438#胶材与水泥或粉煤灰拌合配制。环氧砂浆力学控制指标：抗压强度≥60 MPa；与混凝土粘结强度≥2.5 MPa。环氧胶泥力学控制指标：抗压强度≥45 MPa；与混凝土面粘结强度≥2.5 MPa。
环氧砂浆、环氧胶泥修补工艺流程：首先凿除松裂混凝土残体，用高压水（150~300 kg/cm2）冲洗洁净，并保持干燥，将修补基面涂刷一层环氧基液，待基液用手触摸时不粘手并能拔丝时（约30 min）再填补环氧砂浆，修补立面时，要特别注意混凝土结合面的结合质量，防止脱空下坠。当修补面厚度超过20 mm时，应分层嵌补，每层控制在10~15 mm，一次修补面积控制不大于1.5×3 m2。修补完后，夏季采用遮阳防晒法，冬季采用加热保温法，养护温度控制在20℃±5℃，养护期5~7 d，修补部位在养护的前3 d内，确保不受水渗泡或其它冲击。
环氧胶泥修补时基面必须清理洁净，保持干燥，修补分多次进行，来回刮和挤压，将修补气泡孔内的气体排出，以保证孔内填充密实和胶泥与混凝土面粘接牢靠。待胶泥材料完成收缩后，再进行一次涂刷处理，最后进行局部填补和表面收光。
5.3化学灌浆
化学灌浆材料性能控制指标：化灌材料应采取亲水性环氧系列，灌浆浆液与缝面粘结强度应≥1.0 MPa。化灌工艺流程施工标准：化灌应控制在低温季节采用骑缝钻孔方法进行，孔深控制在0.15~0.4 m、孔径10~20 mm、孔距在0.2~0.4 m范围。灌前对裂缝面用环氧玻璃丝布贴嵌（三液二布），然后进行灌浆，灌完2 d后剥掉嵌缝材料，进行表面处理；灌浆时由低向高，由一侧向另一侧逐孔依次灌注。压力采用0.8~1.0 MPa，当缝面吸浆率趋近于零，继续灌30 min且压力不下降时，结束该孔灌浆。