水工建筑物过流面混凝土外观质量控制及缺陷处理

水工建筑物过流面混凝土外观质量控制及缺陷处理

李瑶

李瑶

广东省水利水电第三工程局有限公司广东东莞523710

摘要：水工建筑物过流面混凝土外观质量将直接影响建筑物的使用功能和年限，本文根据实际施工中对过流面外观质量缺陷的控制和处理，总结了一些过流面混凝土外观质量控制方法和处理措施。

关键词：混凝土；外观质量；缺陷控制；处理

一、工程概况

清远市大燕河整治工程位于清远市区西南面，大燕河广清高速公路桥下游1.1km处，龙塘镇和高新开发区之间，是一座以改善水环境为主，兼顾发电等的综合性水利枢纽工程，工程总库容0.67亿m3，电站总装机容量960kW，工程等别为Ⅲ等，设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为100年一遇。本工程坝址河床宽约830m，枢纽从左至右总体布置为：左岸土坝连接段长347.044m；14孔平板门拦河闸，长200.72m；门库段长40.02m；厂房段长22.8m；安装间布置在厂房右侧，长11.6m；右岸土坝连接段长220.162m，工程累计浇筑混凝土75000m3，强度等级包括C30、C25、C20、C15。

二、施工过程中外观质量缺陷控制

2.1水工混凝土能否达到外观质量要求，首先取决于模板

模板的制作安装质量直接影响混凝土的平整度、光洁度，如模板不平顺，板缝不严密，发生渗水、漏浆，甚至支架松动，模板跑模、变形等都将引起混凝土质量不良或外观粗糙现象。模板宜采用优质大平面组合钢模板。模板在安装前，对模板清理打磨刨光后均匀涂刷脱模剂，避免使用废机油等不合格材料作为脱模剂，影响混凝土表面色泽。模板加固应牢固，接缝严密、尺寸准确，不因模板漏浆产生蜂窝麻面、错台及漏浆挂帘等缺陷，对模板从设计到安装，必须严密策划、细化实施，树立高标准、严要求的精品意识，制订内容明确、施工自控的质量标准。

2.2正确的混凝土浇筑工艺也是影响混凝土外观质量的一个重要因素

混凝土浇筑前对浇筑施工人员进行技术交底，对混凝土振捣人员专业培训，规范操作行为，依据振捣设备合理布设浇筑振点，振点梅花形布置，间排距不大于振捣设备作用半径1.5倍，按顺序振捣，防止漏振；严格遵循“快插慢拔”的振捣原则，掌握好振捣时间，一个振点用时约为25s；严格控制混凝土入仓落差（小于2m），仓号高于2m时应辅以串通、溜槽等导料设施，避免混凝土骨料与砂浆离析，形成蜂窝麻面；根据仓面面积、入仓强度及气温条件，进行仓面设计，合理分段分层浇筑，混凝土层虚铺厚度控制在40cm～50cm为宜，层与层接茬处需加强振捣，防止初凝，形成施工冷缝；安排专职模板工，在浇筑过程对模板全程控制，及时加固校正模板，防止跑模、涨模现象。

2.3混凝土原材料也是影响混凝土外观质量的一个因素混凝土拌合应选用检验合格的砂石骨料及外加剂；优化施工配合比，并选用粒径适宜的粗骨料；控制好水灰比，保证砂浆稠度；严格控制拌合时间，禁止擅自增加用水量，改变混凝土塌落度。

三、常见外观质量缺陷的形成原因及防治办法

（一）蜂窝麻面

1．形成原因：模板孔眼或接缝附近浆液在振捣时溢出，并形成空隙或泛砂；粗骨料粒径过大，导致混合料不能完全填充钢筋保护层；配比中砂率偏小，粗骨料含量偏大；漏浆部位上端掉浆，引起“月牙形”水浪缝；振捣半径过大、振时过短或漏振；浇筑高度太高、导料入仓措施不到位，引起粗骨料与砂浆离析。

2．防治办法：提高模板拼装精度，并宜将拼缝形式设计成企口；根据不同振捣设备合理布设浇筑振点，防止漏振，严格控制振捣时间；优化施工配合比，并选用粒径适宜的粗骨料；浇筑高度超过2m时，必须辅以串筒、溜槽等导料设施；控制好水灰比，保证砂浆稠度；采用大块件拼装模板，减少接缝数量。

（二）色泽不一

1．形成原因：混凝土强度较低、成型界面的隔离剂使用不到位，致使局部浅层砂浆薄层在拆模瞬间脱离母体，形成局部浅层剥落；模板隔离剂掺杂，涂抹厚度不一；模板表观糙率不一，反光效果不同；入仓混合料的骨料清洗不净，拌和质量控制不一。

2．防治办法：在保证拆模强度的基础上，适当延长拆模时间，并以混凝土表面乳化膜形成后且不粘模为宜；各类界面隔离剂必须纯净并涂抹均匀；改进模板制作方式，接触表面必须使用同类和同等加工条件的材料；严格控制拌和料的入仓配比及拌和时间；重视粗骨料的清洗和细骨料的筛滤工作。

（三）气泡偏多

1．形成原因：模板表面油性隔离剂配制过稠、涂抹过多，致使拌和料入仓振捣时，隔离剂在表面张力的作用下，沿接触模板的混合料表面出现浸润现象，并包裹其内的气体形成气泡。此部分气泡在振捣过程中大多逐渐溢出并变小，剩余部分因油性隔离剂的黏稠度较高而继续吸附于模板表面，较难溢出仓外的气泡，在混凝土凝结后形成气泡空隙；浇筑层厚度过大，气泡的溢出行程过长，也易引起气泡偏多的现象。

2．防治办法：采用稀释剂如柴油等，降低隔离剂稠度，相应减少封闭气泡的吸附力；减小涂抹厚度，并以润湿模板表面为宜，由此减少浸润气泡数量及浸润膜厚度，便于其内气体在振捣时破膜而出；适当延长模板附近振点的振捣时间，以帮助此类气泡溢出；调减浇筑层厚度，以缩短模板表面气泡的溢出行程；使用适量的减水剂，增大和易性，提高气泡的振升速率。

四、常见缺陷处理措施

针对本工程水下部分施工过程中在闸底板表面、闸墩侧表及消力池表面等部位产生的质量缺陷，结合本工程现场实际情况，制定了如下相应的处理措施。

（1）蜂窝、麻面处理

蜂窝、麻面按深浅度不同，采用凿除填补或打磨涂抹方式处理。对于深度大于5mm的蜂窝、麻面，先确定需凿除混凝土的范围，用砂轮切割边界，切除深度应比凿除深度略浅，再凿除边界内的混凝土，修补深度按2～3cm控制。凿除面平面形状应是一个四边形或多边形，修补面周边凿成鱼尾形，顶角70°～80°［1］。修补面清洗干净，待其干燥后回填环氧砂浆。对于深度小于5mm的蜂窝、麻面，主要以打磨为主，磨除厚度应不小于5mm，打磨后应满足平整度要求，打磨后的混凝土面采用环氧胶泥涂刮二遍。

（2）错台、挂帘、砂线处理

错台、挂帘、砂线的处理按“高磨低补”的原则进行处理。先确定处理部位，铲除挂帘，对超出平整度的范围进行打磨处理。对于凹陷区深度较大，或砂线深度超过5mm，打磨后不能满足平整流度要求的部位，采用2m直尺测量高差并确定需填补区域，再采取切槽凿除凹陷区混凝土，最低部位凿除深度不小于5mm。将修补面冲洗干净，待其干燥后回填环氧砂浆。

（3）气泡处理

气泡采用涂刮环氧胶泥处理。过流面上的气泡主要分布在闸墩侧面，直径小于2mm的不需要进行修补［2］。对于直径大于2mm的气泡，先用尖头铁钉将气泡膜造毛，扩大气泡外露面，然后用高压水枪将气泡内外乳皮冲洗干净，直至微毛，修补面干燥后用铁钉在气泡内从多方向蘸环氧胶泥挤入气泡内，对每一个气泡孔需多次来回刮和挤压，以利气体排出，保证孔内填充密实，对于较大的气泡，应分层多次填刮，直至与过流面平齐，待环氧胶泥完成收缩后再进行一次涂刮处理。对于气泡较多的部位，为保证过流面光滑度，要求对侧墙进行满刮胶泥处理，满刮作业一般进行二遍。

（4）大面积凿除修补处理

对于左岸第一段消力池光面后，由于突降大雨，部分区域来不急覆盖，被雨水冲刷，造成起砂及毛面的部位，修补厚度按不超过10cm控制，采用回填环氧砂浆［1］，同时增设结构措施进行处理。首先沿处理范围线切割成鱼尾状，顶角70°～80°，并凿除缺陷混凝土。修补范围内布置T形锚杆［2］，间距30cm，呈梅花形布置。锚杆采用φ12mm的I级钢筋，长22～23cm，植入深度不小于15cm，锚杆外端焊接长25cm，φ10mm的水平钢筋。锚杆孔采用手提电钻配φ16mm钻头造孔，孔内注入约2/3段长的环氧胶泥，锚杆插入后2小时内不允许外力碰撞。孔内环氧胶泥达到龄期后，将修补面冲洗干净，待修补面干燥后按条带状分层回填环氧砂浆，条带宽度40～50cm，环氧砂浆分层厚度2cm左右。

（5）表面开裂

对于闸底板由于光面时间掌握不准造成的表面开裂，采取表面封闭处理方式。沿裂缝两侧5cm范围打磨平整，并对裂缝周边采用高压水枪冲洗干净，干燥后沿裂缝两侧5cm宽范围均匀涂刷一道环氧基液，再用环氧胶泥抹平收光。

（6）外漏拉筋处理

拉筋头采用砂轮切割，与混凝土表面平齐，严禁采用电弧烧割，也不允许采用重锤砸断。用取芯钻沿钢筋头周边钻深2～3cm深、直径5～6cm的圆柱体，凿除圆柱体混凝土，将钢筋头用气割切割距修补面不少于2cm，再用取芯钻扫孔加深2cm，并凿除烧伤混凝土，边缘破损处应凿成方形槽。孔口用高压水清洗干净，干燥后分层回填环氧砂浆。

五、处理效果

2014年枯水期内，工程业主及监理要求对所有混凝土过流面进行检查，检查发现：混凝土过流面未出现空蚀现象，环氧砂浆及环氧胶泥修补面无脱落现象，实践证明所采取的处理措施达到了预期的效果，保证了工程的安全运行。

六、总结

混凝土过流面缺陷处理时应尽量少损伤原结构混凝土，尽可能避免大面积凿除原结构混凝土而回填修补材料，以“宁磨不凿，多磨少补”为处理原则。

通过本工程的实践证明，对水工建筑物过流面常见的质量缺陷处理措施是科学、合理、可行的，为今后水利水电工程中同类问题的处理提供了宝贵的经验，值得在行业中推广。

参考文献：

[1]《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范》DL/T-5207-2005.北京：中国电力出版社，2005年

[2]中国葛洲坝集团公司编《三峡工程施工技术.二期工程卷》.北京：中国水利水电出版社，2003年