水工混凝土的裂缝处理工艺

摘要:裂缝是水工混凝土中最常见的缺陷之一，是造成混凝土被破坏的主要原因，处理难度较大。对水工混凝土的2类裂缝处理方法(表面处理和内部处理)的工艺进行了详细分析，为工程实践提供参考。

关键词:水工混凝土;裂缝;处理工艺

中图分类号:TB42 文献标识码:B 文章编号:1006－6446(2007)05一0022一02

0 引言

　　裂缝是水工混凝土中最常见的缺陷之一，由于水泥的一些固有的特性，以及各种辅助材料和施工方法等因素的影响，大体积水泥混凝土的裂缝一直难以避免，而且是造成混凝土被破坏的主要原因。其处理的难度很大，要根据裂缝在结构中的位置、裂缝的危害程度以及裂缝的物理尺寸等因素来确定处理方法。目前水工混凝土的裂缝处理方法大致分为2类，即表面处理(封闭防渗)和内部处理(指灌浆)。本文对这2类裂缝处理方法的工艺进行详细分析，为工程实践提供参考。

1 裂缝的表面处理方法及工艺

　　表面处理的目的是进行缝口封闭，以防止渗漏和钢筋锈蚀。对于有抗冲耐磨要求的过流面裂缝，表面处理可增强其抗冲耐磨能力。表面处理的方法包括沿缝口凿槽嵌缝、贴橡皮板、设置防渗层(浇沥青防渗层)、贴环氧玻璃丝布以及高分子聚合物缝口浸渍等。

　　(1) 缝口凿槽嵌缝。对平面上的表面浅层裂缝常用凿槽法处理，即在裂缝两侧用风镐、风钻或人工将混凝土凿除至看不到裂缝为止。对深度小于20cm的裂缝，可不再采用其他措施。当缝深超过20cm，可在凿槽内铺涂砂浆抹平，表面上再视情况铺设钢筋。缝面凿槽是一种较为简易的方法，由于能够消除缝端的应力集中，防止裂缝延伸，因此被广泛采用。

　　(2) 铺设钢筋。在缝面上铺设钢筋也是一种较为简易的裂缝处理方法。铺设钢筋除了用于处理裂缝和防止裂缝发展外，还用在可能产生裂缝的部位以预防裂缝的发生，如陡坡、并缝和分缝处。在己发生裂缝处铺设钢筋，一般放置一层Ø25－Ø32mm的钢筋，长度5－8m(大多采用5m长)，间距200mm左右。重要部位可铺设2层钢筋。钢筋的直径和长度最好按照裂缝的实际情况配备，这样不会造成浪费，但是施工会较为复杂。实践证明，铺设钢筋并不是一种完善的措施，不能制止混凝土初期裂缝的增加和延伸，但有利于保持结构后期运行时的受力完整性。

　　(3) 缝口粘贴橡皮板。缝口粘贴橡皮板主要用于处理挡水坝段迎水向裂缝，防渗效果好。由于橡皮弹性好且抗渗性能优越，宜用以修补尚未稳定的裂缝。常用橡皮板厚5mm ，橡皮表面应先用钢丝刷刷毛或以浓硫酸浸泡腐蚀，进行表面凿毛使粘贴牢固。我国许多大坝挡水面裂缝均用此法修补，如东江电站大坝、紧水滩电站大坝等。葛洲坝工程位于大江和二江电站厂房上游面的竖向裂缝也采用此法修补，获得了良好的效果。

　　(4) 缝口设置防渗层。此法适用于挡水大坝上游面裂缝防渗。如丰满大坝，为修补存在的大量裂缝等缺陷，防止混凝土继续发生渗漏破坏，在上游高程245－226cm部位外挂6cm厚混凝土预制板，内浇沥青混凝土防渗层。

　　(5) 缝口贴玻璃丝布。此法除用于缝口保护外，还用于嵌缝止漏。一般采用“三液两布”(即3层环氧基液和2层玻璃丝布)的“玻璃钢”，也可采用“两液一布”。

　　(6) 缝口浸渍处理。浸渍是高分子材料的复合单体聚合作用，对混凝土表层产生浸渍渗人，强化低强度混凝土表面，同时使表面浅层裂缝的缝口封堵粘合。由于高分子材料浸渍聚合后具有较高的强度，因此可提高混凝土表面的抗冲磨能力。如葛洲坝工程试验C50混凝土，浸渍后磨损率提高近3倍。一般浸渍的深度为2－3cm，这种处理方法不受季节的限制，但浸渍过程需要干燥环境，不宜在雨天进行。表面裂缝的浸渍处理方法是在经过清洗干燥的缝口，用铁丝圈罩住，形成一条沿裂缝走向密封管状纸罩，在纸罩内将浸渍基液浸人缝中，待基液固化后进行聚合。

2 裂缝的灌浆处理方法工艺[Page]

　　灌浆是混凝土裂缝内部补强最重要的方法，应用范围最广，主要用于深层及贯穿裂缝修补。实践证明，只要选材得当、工艺合理，通过灌浆除能填塞裂缝达到防渗目的外，还可恢复结构的整体性。常用的灌浆处理方法有水泥灌浆和化学灌浆，由于化学灌浆具有水泥灌浆所无法比拟的优越性，水泥灌浆已较少应用，而化学灌浆应用日益广泛，浆材品种也逐渐增多。

2.1 水泥灌浆

　　由于水泥是一种颗粒性材料，经水搅拌后的水泥浆是一种悬浊液体，在其凝固过程中体积发生收缩，硬化后在缝内会留下一条细缝。较细的裂缝，水泥颗粒无法灌人，故水泥浆仅用于灌注宽度≥2mm的裂缝。水泥浆的起始水灰比一般采用1:1－3:1，不宜过稀，因浆液越稀其干缩后产生的缝隙越大。水泥灌浆之所以用得比较普遍，主要是因这种材料比较易取且价廉，适用于大面积处理工作。由于水泥系脆性材料，故水泥灌浆更适用于“死缝”;又因水泥自身强度较低，灌人裂缝后，在温度应力作用下，反复承受拉力和压力，以至发生解体或被渗水溶蚀。对己灌水泥浆的裂缝，数年后挖开观察，多呈粉末状，也无强度和粘结力可言。因此，为提高水泥灌浆的可灌性和耐久性，克服水泥浆凝结后体积收缩的缺陷，近年来国内外许多企业开展研究，旨在减小水泥粒径，使其能够灌人更细的缝隙，灌后体积不会收缩，并且能够改善力学性能，提高抗拉和抗压强度。

2.2 化学灌浆

　　灌浆补漏目的不同，对灌浆材料的要求也有不同。以堵漏为目的，常选用丙凝、水玻璃以及水溶性聚氨醋等材料。这些材料的抗渗性能极好，有的还具有失水干缩或遇水膨胀等特性，能在静水中和动水中凝固;有的能在极短的时间里凝结;有的弹性好，能适应裂缝活动和变化。以恢复结构整体性为目的，则常选用粘结强度高的环氧、甲凝类浆材。

　　化学灌浆布孔方式分为骑缝孔和穿缝斜孔2种，前者适用于缝深1一2cm以内的浅层裂缝，后者适用于深层裂缝。目前，国内外比较成熟的裂缝化学灌浆的主要工艺流程是:钻孔~清缝一埋管(或贴灌浆嘴、灌浆盒)一嵌缝~试漏(用风、水或浆)一灌浆一拔管封孔一效果检查。

　　裂缝化学灌浆由于浆液耗量不多，一般不必使用化学灌浆专用泵，而用手掀泵即可。这种泵虽为纯压式，但可经过一定的改造，可变纯压式为孔口循环式。骑缝孔可采用手持式电钻钻孔，孔径20mm左右，孔深10一15cm，孔距80一l00cm。对深层裂缝灌浆，经常2种钻孔并用。骑缝孔先作排水和排气用，待穿缝斜孔灌浆后，再灌骑缝孔。一般斜扎单孔控制面积为4一6cm²。清缝时必须吹净孔内粉末。骑缝埋管应注意的是:为避免钻孔底部偏离缝面，管底距孔底要保留1/3孔深距离，即灌浆管仅进入孔深的2/3左右，并防止砂浆堵孔。

　　在结构允许的前提下，灌浆压力宜尽量大，常用0.3一0.5MPa。进浆孔应选用漏量大并与缝面畅通的孔，并预留排水和排气孔。进浆程序由低到高，由1侧向另1侧依次推进。一般宜选用2泵同时灌注。当第1孔进浆时，邻孔作排水和排气孔，待该孔内水、气排尽出浆后，接上另1泵，2泵同时灌注。依此类推，直至最后1孔。若邻孔不出浆，则表明其中至少1孔与缝面不通，须按标准结束灌浆。结束标准是:本孔或不出浆孔在15一30min内连续吸浆率小于10耐/min且压力不下降。为使浆液在有压下固化，提高固化物密实度及其与缝面的粘结强度，应在灌浆结束前，将孔口皮管反握并用铁丝绑扎。

3 结束语

　　在裂缝处理过程中，一般采用由简入繁的办法，对易处理的表面裂缝及早进行处理，以免进一步发展;对难以处理的裂缝，要对其产生的原因进行分析，确定相应的处理方法，然后，找出具有代表性的裂缝，预先进行处理试验，试验成功后，选取恰当的时机，统一处理。

　　[2]JTJ268－96.水运工程混凝士施工规范[5].

　　[3]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建工出版社 ，197 .