混凝土快速修补材料在水闸牛腿结构修补中的应用

吴卉平

（新疆巴州水利水电勘测设计院，新疆 巴州 841000）

混凝土快速修补材料在水闸牛腿结构修补中的应用

吴卉平

（新疆巴州水利水电勘测设计院，新疆 巴州 841000）

混凝土快速修补材料具有与混凝土基层黏结性好、收缩小、强度高、抗裂性能优、施工方便等优点。文章介绍了混凝土快速修补材料在车尔臣河第二分水枢纽混凝土结构修补中的应用，实践经验证明，混凝土快速修补材料是一种较为理想的混凝土结构修补材料，将其用于时效性较强和抢修类工程时具有较好的经济效益和社会效益。

混凝土；牛腿；结构；修补；材料；效益

1 工程概况

车尔臣河发源于新疆南部昆仑山北坡，是流向塔里木盆地的一条内陆河。车尔臣河第二分水枢纽位于车尔臣河中游，属Ⅲ等中型工程。该枢纽由泄洪闸、冲沙闸、引水闸等组成。

2 存在问题及原因分析

2.1 存在问题

第二分水枢纽建于1994年，至今已运行近20 a，2011年汛后运行管理人员发现枢纽部分结构发生了明显损坏，具体情况如下：①1＃泄洪闸右侧牛腿混凝土发生掉块现象，掉块范围宽450 mm，长450 mm，厚5～40 mm，汛后使用普通水泥材料进行了填补，现状又出现了宽2～3 mm、长20～60 mm的裂缝，见图1。②2＃泄洪闸两侧牛腿混凝土均发生开裂和掉块现象，左侧掉块范围长150 mm，宽120 mm，厚15～40 mm，右侧掉块范围长350 mm，宽160 mm，厚45～100 mm，见图2。

2.2 初步原因分析

1）设计洪水流量加大，漂浮物撞击和闸门开启有限：第二分水枢纽设计工作完成于 1992年，依据的水文资料为 1958—1991年，受投资限制，泄洪闸和冲沙闸门最大开启高度为2.5 m。

图1 1＃泄洪闸右侧牛腿现状

2012年水文部门将水文资料延长至 2008年并重新编制了工程水文分析计算资料，根据该资料结论：第二分水枢纽设计洪水流量为425 m3／s，校核洪水流量为538 m3／s，分别较原设计值超出 22%和27%，特别是2011年车尔臣河流域发生特大洪水过程，洪峰持续时间长达2个月，枢纽上游数十米河道布满了枯木、杂草及生活垃圾等漂浮物，泄洪闸和冲沙闸门因受洪水波动、漂浮物撞击和闸门开度有限而震动强烈，汛后检查发现 1＃和2＃泄洪闸牛腿混凝土结构发生大范围开裂和掉块现象，其余 3孔泄洪闸牛腿局部出现细微裂缝。

2）枢纽运行时间较长，牛腿混凝土结构劣化严重：第二分水枢纽至今已运行近20 a，根据运行管理单位资料，汛期牛腿部位有时处于最高洪水位以下，泄洪闸牛腿局部范围可见气孔、错台、微细裂纹等，局部有钢筋出露现象。根据上述资料，初步判定第二分水枢纽混凝土结构结构劣化类型为冻融劣化、钢筋腐蚀及表面缺陷。

3）运行管理措施欠缺，枢纽长时间带病运行：第二分水枢纽管理单位距且末县城较远，附近人烟稀少，交通不便，加之运行管理人员文化程度低，缺乏相关的工程维护工作经验，遇到异常和突发情况时不能及时进行上报和处理，导致第二分手枢纽泄洪闸牛腿混凝土结构损坏情况不断恶化。

图 2 2＃泄洪闸两侧牛腿现状

3 混凝土结构修补

3.1 修补材料选择

根据第二分水枢纽泄洪闸牛腿混凝土结构的损坏情况及防洪度汛的严峻形势，本次处理方案采用了天津领邦公司生产的混凝土快速修补材料对泄洪闸牛腿混凝土进行修补，该材料由混凝土界面剂（单组份）、水泥基钢筋阻锈剂和混凝土快速修砂浆组成，具有与基层黏结性好、快凝快干、收缩小、强度高、抗裂性能好等特点，特别是该材料的外观与混凝土结构的外观几乎相同，有助于枢纽外观保持［1］。

3.2 修补材料特点

天津领邦公司生产的混凝土快速修补材料主要特点为：①单组份，只需加水拌合即可；②快干，在30～40 min固结；③不流淌、不下垂；④黏结力良好；⑤干缩率极低，抗开裂性能好；⑥无毒无害，属环保型产品；⑦适用范围：修补各种混凝土结构及预制构件。

3.3 施工工艺流程

施工工艺流程：混凝土表面处理→钢筋表面处理→涂刷水泥基钢筋阻锈剂→涂抹混凝土快速修补材料。

3.3.1 混凝土表面处理

混凝土表面处理包括 2个部分：①混凝土表面处理：利用风镐人工剔除牛腿混凝土面层至新鲜混凝土，然后依次用高压风、高压水枪及丙酮将基底的杂物、灰尘、油污等清洗干净，尽量将待修补部位修成直角。②涂刷混凝土界面剂（单组份）：将水倒人干净容器中，加人混凝土界面剂（单组份）粉料，用搅拌器搅拌3 min，然后用润湿的刷子将其均匀刷涂到需要处理的基面上，涂刷3层并在空气中养护24 h。

3.3.2 钢筋表面处理

利用钢丝刷及丙酮人工清除钢筋表面的锈迹、油污、混凝土碎片等杂物，确保钢筋表面完全露出金属光泽。

3.3.3 涂刷水泥基钢筋阻锈剂

将水倒人干净容器中，加人水泥基钢筋阻锈剂，用搅拌器搅拌成均匀、可涂刷的奶油状，静置 3～5 min后用刷子在钢筋表面涂刷一遍阻锈剂，干燥 10～15 min后再涂刷第二遍，该工序必须在钢筋表面处理完毕后24 h内进行施工。

3.3.4 涂抹混凝土快速修补砂浆

将水倒人干净容器中，加人混凝土快速修补砂浆，用搅拌器搅拌成均匀、良好的混合物，将混合物用刮板等工具抹至修补区域，每层厚度≤25 mm，逐层挂抹直至修补成设计外形，然后立即覆盖并进行≥3 d的湿润养护。

4 修补及运行效果

车尔臣河主汛期为 6—8月，为确保枢纽安全度汛，本次修补工程于 2013年5月中旬开工，6月初完成了 1＃和 2＃泄洪闸牛腿混凝土结构修补工作（其余3孔泄洪闸牛腿暂不修补），工期为20 d，处理费用为3.8万元。2013年主汛期过后，运行管理单位对第二分水枢纽 1＃和 2＃泄洪闸牛腿混凝土结构修补效果评论为：1＃和2＃泄洪闸牛腿混凝土结构坚固、外观良好，泄洪闸门启闭正常，修补效果满足运行管理要求。

5 结 论

利用混凝土快速修补材料修补混凝土结构、预制构件等结构，由于其具有材料用量较少、施工快速简单、修复效果明显等优点，可有效延长上述结构的使用寿命，将其推广应用于时效性较强和抢修类工程时具有较好的经济效益和社会效益。

［1］魏诗雅，欧娅 .混凝土修补材料浅析［J］.企业家天地，2010（06）：6.

TU528

B

1007-7596（2014）04-0172-02

2013-08-12

吴卉平（1976-），男，新疆库尔勒人，工程师，从事水利水电工程勘测设计工作，