南水北调渠道工程混凝土质量缺陷的处理

时间：2024-07-28

马栋梁

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川成都 610072)

南水北调渠道工程混凝土质量缺陷的处理

马栋梁

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川成都 610072)

结合南水北调中线南阳二标渠道工程混凝土缺陷处理施工实例，重点阐述了渠道面板混凝土缺陷产生的原因并对其进行了分析，对气泡、蜂窝、麻面、错台、表面平整度、裂缝等质量缺陷制定了相应的处理措施并予以实施，使渠道衬砌混凝土达到了规范及外观美观的要求。

南水北调渠道；混凝土；缺陷；处理

1 工程概况

南水北调中线一期工程南阳段第二施工标段总干渠桩号TS94+365～TS100+500全长6.135 km，其中十二里河渡槽长275 m，明渠长5 860 m，渠道过水断面为梯形，全渠段采用混凝土衬砌，渠坡厚度为10 cm，渠底厚度为8 cm。混凝土衬砌强度等级为C20，二级配，抗冻标号为F150，抗渗标号为W6；高填方渠段一侧内坡、渠底及填筑缺口采取加强措施范围的衬砌面板，采用C20ECC纤维混凝土。

2013年渠道混凝土衬砌完工后，经专项质量检查发现混凝土面板受施工温度、气候、浇筑工艺及养护等因素影响，局部渠道衬砌混凝土面板出现了外观质量缺陷；主要缺陷类型有表面不平整、麻面、裂缝、表面蜂窝、气泡等。为使渠道衬砌混凝土达到规范及外观美观的要求，项目部采取了专项处理措施，对外观质量缺陷进行了处理。

2 质量缺陷种类、判别标准及产生原因分析

2.1 质量缺陷种类和判别标准

该工程渠道衬砌混凝土结构质量缺陷根据《南水北调中线干线工程混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定》分为以下几种，具体缺陷分类及标准见表1。

2.2 缺陷产生的原因分析

表1 混凝土结构外观质量缺陷判别、分类标准表

注：表面缺陷面积主要包括麻面、蜂窝、空洞、气泡、缺损掉角、挂帘、高度小于1 cm错台。

2.2.1 混凝土表面产生蜂窝、麻面、气泡的原因

(1)混凝土配合比不准确或材料、用水等计量不准确，造成砂浆少而石子多。

(2)混凝土搅拌时间短，没有拌和均匀，混凝土和易性差，振捣不密实。

(3)混凝土下料不当，如混凝土依次下料过多，没有分段分层浇筑，因而振捣不实或下料与振捣配合不好，尚未振捣又下料而造成漏振等均会造成混凝土离析产生蜂窝。

(4)模板孔隙未堵好或模板支设不牢固，振捣混凝土时模板移位，造成严重漏浆、“烂根”，形成蜂窝。

(5)模板表面粗糙或清理不干净，钢模板隔离剂涂刷不均匀或局部漏刷，致使拆模时混凝土表面粘损。

(6)木模板浇筑混凝土前没有湿润或湿润不够，浇筑时与模板接触的混凝土水分被模板吸去，致使其表面失水过多而出现麻面。

(7)板接缝拼装不严密，浇筑时形成漏浆，沿板缝位置混凝土面出现麻面；混凝土振捣不密实，其气泡未排除，一部分气泡停留在模板表面而形成麻面。

2.2.2 混凝土外部尺寸变形及表面不平整的原因

(1)模板安装不稳固、不牢靠，致使在混凝土浇筑过程中局部涨模。

(2)振捣离模板太近且功率大、时间长，致使模板变形跑模。

(3)模板使用时间长或存放不规范等造成模板本身变形。

2.2.3 混凝土表面产生裂缝的原因

(1)使用收缩率较大的水泥、水泥用量过多或使用过量的粉砂。

(2)混凝土水灰比过大，模板、垫层过于干燥，导致在混凝土浇筑过程中模板和垫层吸水大。

(3)混凝土浇筑完成后，对其表面没有及时进行覆盖，受风吹日晒，表面游离水分蒸发过快而产生急剧的体积收缩，此时混凝土早期强度低、不能抵抗这种变形应力而产生裂缝。

(4)在混凝土硬化时，由于其内部温度与外界的温差过大而产生温度裂缝。

(5)浇筑在渠道斜坡上的混凝土由于重力作用有向下流动的倾向，也是导致裂缝出现的原因。

3 针对混凝土表面缺陷采取的处理措施

3.1 缺陷修补材料

3.1.1 预缩砂浆

水泥：中联P.O42.5水泥；砂子：竹园寺沙场中砂；水：生活用水。

根据《混凝土常见质量缺陷处理作业指导》(中线局工[2007]19号)文件中的相关要求，砂浆强度等级应高于同部位混凝土一个等级。施工时，施工人员要根据使用量控制拌和量(控制3 h内用完)，按照配比称量后人工干拌3遍，加水翻拌均匀，加盖塑料布堆放6～10 min后使用。该标段修补用M40砂浆配合比见表2。

表2 M40预缩砂浆配合比表 /kg

3.1.2 丙乳砂浆

M40丙乳水泥砂浆配合比亦选用《混凝土常见质量缺陷处理作业指导》(中线局工[2007]19号)文件中的砂浆配合比(表3)。

表3 M40丙乳水泥砂浆配合比表

3.1.3 修补用混凝土

水泥：中联P.O42.5水泥；粉煤灰：南阳鸭河口F类Ⅰ级粉煤灰；减水剂、引气剂：河北省外加剂厂；砂子：竹园寺沙场；碎石：牡丹垛石料厂；水：生活用水。

根据中线局《混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定》第7.2.2条的规定，“对于空径≥20 mm，深度≥50 mm的空洞，应浇筑高于母体一级标号的混凝土”。因此，该标段修补用混凝土配合比为经监理审批的备用配合比中选用(表4)。

表4 修补混凝土配合比表 /kg

3.1.4 水泥浆

水泥：P.O42.5水泥；水：饮用水；浓水泥浆：水灰比为0.4～0.45。

3.1.5 聚硫密封胶

采用与衬砌板分缝填充相同的密封胶，合理调整双组份胶，凝固后产生灰白色的颜色，与混凝土颜色相近。

3.2 缺陷修补措施

3.2.1 气泡修补

对于直径小于5 mm的气孔，先采用毛刷沾水清除孔内杂物后，再用毛刷沾水泥浆填充、铁抹子在有气泡的混凝土表面反复挤压，直到混凝土表面见不到气孔的痕迹。修补完成后用胶带粘贴、养护膜覆盖养护。当混凝土表面水泥浆出现风干现象后，及时采用干抹布将混凝土表面的水泥浆擦除，达到水泥浆充填密实、混凝土表面清洁的目的。

对于直径大于5 mm的气孔，先扩孔清洗，再采取填补的方式，用预缩砂浆将气孔填充密实，然后用干抹布将混凝土表面砂浆擦除。

3.2.2 蜂窝、麻面的修补

(1)凿除。

将缺陷部位松散混凝土凿除至密实面。采用墨斗将缺陷范围弹出，凿成规则形状，避免出现锐角部位。凿除蜂窝时，应垂直混凝土表面施工，避免修补砂浆与保留混凝土成尖角搭接，并控制周边修补厚度不小于1 cm。

(2)修补。

混凝土表面蜂窝采用水泥预缩砂浆修补。修补前，先将混凝土修补基面用水枪浇水湿润(基面混凝土处于饱和状态)，用抹布沾干内部积水，再用毛刷刷浓水泥浆，最后分层填塞预缩砂浆、橡皮锤夯实，然后采用铁抹子反复抹压收面，表面采用养护膜与棉被进行保湿、保温养护。

(3)检查验收。

养护7 d后，用锤敲击修补材料表面，声音清脆者为合格，声音发哑者应凿除后重新修补。为辨别敲击声音，可采取敲击未修补混凝土面的方式与修补部位作对比，声音保持一致者为合格，验收合格后认真填写验收记录并签名。

3.2.3 错台、表面平整度超标的缺陷处理

(1)凿除。

采用砂轮机清除衬砌板表面的混凝土，直至露出密实的混凝土面。对局部混凝土高出设计表面引起的错台和突出先进行测量放样，确定需要凿除的深度，错台表面用砂轮机打磨光滑、平顺。

(2)修补。

为确保衬板厚度，对于局部凹陷部位的处理，采取补坡的方式形成与周边混凝土表面的顺接。其衔接坡应尽量平顺，但要求控制凿毛区外缘与周边混凝土表面形成高度不小于10 mm的台阶，防止衔接处填补厚度过小而容易造成脱落。修补前，先将混凝土修补基面用水湿润(基面混凝土处于饱和状态)，用抹布沾干内部积水，再用毛刷涂刷浓水泥浆，最后分层填塞预缩砂浆、木棒捣实，直至表面泛浆，铁抹子收面，表面采用养护膜进行保湿养护。

3.2.4 裂缝缺陷的处理

(1)非贯穿性裂缝的处理。

对普通混凝土面板非贯穿性裂缝不作处理；对于非贯穿性裂缝数量较多、外观质量较差的，可采取丙乳水泥浆将整块衬砌板涂刷，且颜色尽量与相邻衬砌面板一致，然后用湿毛巾将多余的浆体擦干净，用小块养护膜小心地将缝覆盖保湿。

(2)贯穿性裂缝的处理。

①凿槽：先用墨斗沿裂缝两侧弹线，两线间距离控制在1～1.5 cm，然后由工人用手砂轮机沿线切割，切割时砂轮机与衬砌面板成30°夹角、最终形成的槽为梯形，最后采用人工凿除缝内混凝土的方法，槽深不小于2 cm且凿痕尽量相对平顺(图1)。

图1 混凝土贯穿性裂缝凿槽图

②填充材料：填充材料选择与渠道嵌缝材料一致的双组份聚硫密封胶。施工时，要求厂家将双组份聚硫密封胶颜色尽量调成与渠道衬砌面板颜色一致的灰色。

③密封胶填充工艺。

清缝：检查缝的深度和宽度，看其底部平坦、宽度是否均匀，对于不符合要求的做补切缝处理；采用风机和水枪等清除缝内的浮浆、混凝土细渣、浮尘等杂质；缝壁应干净、干燥。

填充：为保证线条均一美观，注胶前先用纸质胶带在缝两侧贴出两条线以防污染基面。注胶完成后，再将胶带揭除；注胶饱满，用刮刀压紧刮平；压力注胶后及时检查，如有凹凸不平、气泡、粗糙外溢、表面脱胶、下垂等现象时应及时修补整齐；密封胶表面干燥及固化期间应注意保护，避免雨水等侵入缝内。

3.3 缺陷修补质量的控制

在每项缺陷修补施工前，作业队施工技术人员应配合质检人员对缺陷进行详细检查，认真做好缺陷记录。严格按“三检”制度对缺陷修补的每道工序进行检查，修补处理的每道工序应有相应的质量检查记录。只有当上一道工序经验收合格后方可进行下一道工序施工。若发现有一道工序未按工艺要求实施的，其缺陷修补视为不合格，必须返工，不留质量隐患。对重要部位的缺陷修补，应有质检员进行全过程跟踪检查以确保工程质量。对用于缺陷修补的材料必须进行严格控制，分批购进的材料应按要求进行质量检验，并将检验结果报送监理机构确认，只有经检验合格的材料才能用于缺陷修补。