白石水库混凝土施工中的几种缺陷处理方案

辽宁省白石水库大坝是一座金包银式（RCD）碾压混凝土重力坝，大坝长513m、高49.3m，混凝土总量50多万m3。工程于1995年开工，2000年底主体工程建成。大坝由溢流坝段（11孔）、底孔坝段（12孔）、电站坝段、引水坝段和左右侧挡水坝段组成。大坝结构孔洞多，经常受高速水流冲刷和冻融的面积大，所以在设计上对表面混凝土抗冻性、抗冲磨性、平整度等指标要求较高。
　　1、混凝土常见的缺陷种类
　　1.1泄洪排沙底孔表面裂缝
　　白石水库12个泄洪排沙底孔集中布置在河床右侧，洞身长34.6m，设计最大水流流速22.8m/s。11孔溢流表孔集中布置在河床左侧，设计最大水流流速26.3m/s，底孔和表孔面层的钢筋混凝土标号为90d龄期40MPa。由于混凝土标号高，水泥用量大，虽然采用了掺加粉煤灰和高效减水剂等措施，底孔洞身部位每隔5~10m长仍发生了横向裂缝，其中约三分之一是环缝。裂缝宽度为0.1~1.0mm。
　　1.2混凝土错台
　　底孔洞身段混凝土采用一次性支摸分层浇筑，错台现象轻微，而出口隔墩段采用悬臂式大钢模分层浇筑，最大发生错台20~30mm。表孔溢流面采用钢滑膜，无错台现象。
　　1.3蜂窝与麻面
　　由于底孔部位配置的钢筋较多，施工难度大，局部产生小块蜂窝和麻面。另外，溢流孔下游挑坎1998年保温草垫着火，约有2~3m2混凝土面烧爆皮成为麻面。
　　
2、方案选择
　　白石水库混凝土施工中的几种缺陷处理方案，经过调查和实验。选择了南京水科院1986年研制成功的丙烯酸脂共聚乳液水泥改性剂为掺和剂（简称丙乳)，加入水泥砂浆后成为聚合物水泥砂浆，去掉砂子为丙乳浆液。丙乳是一种新型的修补、防腐、抗磨、抗渗材料。施工方法与普通水泥砂浆相似，可人工涂抹，也可机械喷涂，适合潮湿面粘结，无毒、效果好，与基础混凝土粘结力好，耐老化，比普通水泥砂浆的性能指标优越很多。
　
　3、混凝土缺陷的处理
　　白石水库混凝土缺陷处理，根据不同情况采用三种方法：一是对蜂窝、麻面、火烧的爆皮面和错台用丙乳砂浆补修；二是对深进裂缝用丙乳浆液灌浆处理；三是浅层表面裂缝用丙乳浆液封闭处理。为了保证施工质量，无论是砂浆还是浆液都要勤配勤用，每次从拌制到用净需在45min之内完成。各种配合比见表1。

　　3.1丙乳砂浆处理蜂窝麻面
　　1）施工准备。对蜂窝部位要将混凝土清除到密实深度，麻面和火烧爆皮部位凿除20mm深。要求每块缺陷部位周边垂直凿成不小于30mm的深槽。然后用高压水冲洗干净，清水湿润24h，施工时表面不应有积水。
　　2）丙乳砂浆拌制。先将水泥和粒径小于2.5mm的砂子搅拌均匀，再加入经试拌确定的水及丙乳充分拌制。每次拌制的砂浆不宜过多，应在45min内用完。
　　3）砂浆修补缺陷。先用一层封闭的丙乳浆液打底，接着在其上面摊抹丙乳砂浆，仰面抹时厚度超过7mm、直立面抹厚度超过10mm（已有实例达15mm）需分次填抹，以免重垂脱落，砂浆摊铺到位后，用力压实，轻轻抹面，压抹方法宜从中心向四周方向进行，不要来回抹面，也不需要间隔时段后二次压光。
　　3.2对错台缺陷的处理
　　对错台错部位，也称“穿裙子”，先用扁铲将所漏灰浆铲除干净，再用手砂轮将错台打磨成平整的坡面，充分湿润后冲洗干净，涂刷2～3遍封闭的丙乳水泥浆液；也可人工凿深20mm，用封闭净浆打底，再用丙乳砂浆填抹成1∶20以上坡面。
　　3.3对底孔内壁裂缝的处理
　　白石水库底孔表面裂缝的处理，是在混凝土浇筑完的第二年的4月进行的，这时裂缝基本稳定，且气温较低，裂缝开度最大。
　　1）对缝宽大于0.4mm的裂缝灌浆处理。第一步先沿裂缝骑缝钻孔，间距50cm，孔深10～20cm。第二步用细的金属管插入孔中，外露5～10cm，金属管用丙乳水泥砂浆固定，然后将整条裂缝用丙乳水泥净浆涂刷封闭，封闭厚度3mm，缝两侧各富于50mm，处理面需刷成毛面。第三步待金属管与混凝土结合牢固，约24h，用手动压力灌浆机向缝内灌丙乳水泥净浆。灌浆时间、压力需根据使用的灌浆机性质等情况试验确定。
　　2）缝宽在0.25～0.4mm之间的裂缝采用密封处理。首先用钢刷将裂缝刷成100mm宽糙面，缝两侧各50mm，清水湿润24h，再用丙乳水泥净浆直接封闭3mm厚，为了保证质量先用3mm厚胶条粘在缝两侧，然后抹浆膏，硬化前拆掉胶条，人工修边。
　　3）对于缝宽小于0.25mm的裂缝不进行处理。
　
　4、养护
　　无论是丙乳砂浆抹面或浆液封闭面等修补都是相对较小和浅薄，受老混凝土吸收和自然蒸发很容易失去水份，导致修补体干裂、起皮等问题。所以，经过处理的表面略干后要立即进行喷雾养护不少于24h，之后再用湿麻袋、草袋等覆盖洒水养护，不论何种方法养护均应达7d以上，白石水库用涂刷液体养护剂进行养护，效果较好。
　
　5、结语
　　丙乳是筒装液体，运输方便，具体使用方法应参照生产商规定的配合比和现场试拌确定。白石水库表孔挑坎和底孔混凝土蜂窝、麻面、错台及裂缝等缺陷1998年处理后，已历经15年之久，有的部位长期在水位变化区和冻融区，特别是2012年汛期泄洪排沙底孔连续开闸泄水94h，流速达13～16m/s，无一处发生冻融破坏、开裂和磨损现象，其处理过的丙乳部位的表面还好于本体，实践证明使用丙乳修补常见混凝土缺陷操作方便，技术容易掌握，效果比较理想。