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  作者：張毅

1  工程概況

  萬福閘位于揚(yáng)州市以東lOkm的廖家溝上，它是淮河入江水道的主要控制建筑物之一，也是淮河人江水道歸江控制工程中最大的口門，承擔(dān)著淮河中上游約65%的洪水入江任務(wù)。該工程興建于1959年，閘室共65孔，為開敞式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每孔凈寬6m，總凈寬390m，設(shè)計(jì)流量8270m3/s，屬大(1)型水閘、水工Ⅱ等建筑物。該工程自1962年建成以來，在防洪保安、引江灌溉、調(diào)蓄優(yōu)化通航環(huán)境、改善工業(yè)及生活用水條件等方面發(fā)揮了極其重要的作用，綜合效益十分顯著。萬福閘興建于“大躍進(jìn)”時(shí)期，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件的限制，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低。其中，閘墩原設(shè)計(jì)為C15少筋混凝土，粗骨料以鵝卵石為主，僅有少量的碎石。在1986-1994年對(duì)萬福閘進(jìn)行的較全面的除險(xiǎn)加固過程中，對(duì)排架下部的閘墩連同排架一起進(jìn)行了加固處理，具體做法是鑿除表層混凝土（約13cm），鋼筋除銹補(bǔ)強(qiáng)后噴高等級(jí)細(xì)石混凝土( C30)加固，但位于公路橋下部的下游側(cè)閘墩（高程-2.O~8.Om）未進(jìn)行處理。經(jīng)多年運(yùn)行，該部位閘墩混凝土病害已較為嚴(yán)重。經(jīng)檢測(cè)，閘墩混凝土強(qiáng)度不足Cl0，較為酥松。混凝土碳化深度：高程4.0~8. Om處為3.5~4cm左右；高程3. Sm處2.7~4cm;高程4.Sm處為8cm;高程-2.0~1.Om，總體在3.Ocm以內(nèi)，最大為3.2cm，其值均超過了鋼筋保護(hù)層厚度，水位變化區(qū)(高程1.0~4. Om)骨料外露現(xiàn)象較為嚴(yán)重（如圖1所示）。因此，在本次淮河入江水道整治萬福閘加固工程實(shí)施中，對(duì)該部位閘墩進(jìn)行防碳化處理，總體防碳化面積約19500m2。

2.1  聚合物抗裂砂漿抹面施工工藝試驗(yàn)情況

  2013年1月，施工單位在64號(hào)孑L閘墩下游側(cè)按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑氖┕すに囘M(jìn)行了閘墩表面人工鑿毛、CT203聚合物防水抗裂砂漿抹面處理試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)不少問題，主要表現(xiàn)在：

  a．由于閘墩粗骨料以鵝卵石為主，鑿除深度很難控制，且深淺差易太大，一般在3~ 7cm不等，局部更深：

  b．在鵝卵石混凝土中打鋼釘較為困難，鑿除后表面高低不平也導(dǎo)致鋼絲網(wǎng)布設(shè)困難。

  c．聚合物砂漿層過厚需多遍抹壓，施工困難，易下墜，局部與原混凝土表面結(jié)合不良，有空鼓現(xiàn)象。

  d．整個(gè)施工過程工序多，光砂漿就要分3～4遍涂刷，混凝土鑿除、砂漿涂刷及抹壓等工作效率低，施工周期長(zhǎng)。

  e．由于玻璃纖維網(wǎng)格布設(shè)網(wǎng)眼小而密，加劇了表層砂漿與底層砂漿的分層，在表層聚合物防水抗裂砂漿凝固過程中易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。

  f．施工成本過高。表層混凝土鑿除每個(gè)工人工資約200元／工日，砂漿厚度遠(yuǎn)大于3cm，材料價(jià)格超過100元／m2，再加上粉刷人工，初步測(cè)算其成本將達(dá)到200元／m2以上，而相應(yīng)投標(biāo)價(jià)格僅為85元／IIl2。總投資將達(dá)到350萬元，超出概算170萬元，將導(dǎo)致施工單

位虧損近200萬元；此外，水下部位用鋼圍堰施工十分困難，施工成本將更高。

  以上工藝試驗(yàn)結(jié)果表明，該施工設(shè)計(jì)方案雖然較原初步設(shè)計(jì)方案有所改進(jìn)，但工序仍較為復(fù)雜，加之原混凝土結(jié)構(gòu)材料較為特殊，施工工效不高，質(zhì)量控制較為困難，造價(jià)較高，因此，須作進(jìn)一步的優(yōu)化調(diào)整。

2.2  丙乳砂漿抹面施工工藝試驗(yàn)情況

  鑒于聚合物抗裂砂漿抹面施工方案存在一些困難和不足，建設(shè)處會(huì)同設(shè)計(jì)單位進(jìn)一步開展了方案論證，在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)際情況，改進(jìn)了施工工藝，優(yōu)化了聚合物砂漿的施工方案。2013年9月，由施工單位和聚合物材料研制單位共同在64號(hào)孔左側(cè)閘墩水位變化區(qū)和水位變化區(qū)以上部位分別進(jìn)行了抹面處理試驗(yàn)，試驗(yàn)材料主要為丙乳溶液、黃沙以及P．042.5普通硅酸鹽水泥；閘墩表面鑿毛方法也經(jīng)過試驗(yàn)比選，采取電動(dòng)磨光機(jī)鑿毛：此次試驗(yàn)取得了較為理想的效果，相比第一次試驗(yàn)，施工工藝較為簡(jiǎn)單，施工成本有所下降，且更加省時(shí)省力，隨后對(duì)閘墩表面和抹面砂漿進(jìn)行了回彈，兩者未計(jì)入碳化深度的回彈強(qiáng)度均值都為20MPa，均符合規(guī)范要求。經(jīng)專家會(huì)論證決定，對(duì)萬福閘下游側(cè)閘墩采取表面輕微鑿毛、丙乳砂漿抹面的施工工藝。

3施工工藝流程

  萬福閘下游側(cè)閘墩表面鑿毛，丙乳砂漿抹面的施工工藝流程如圖2所示。

4主要施工過程

4.1施工準(zhǔn)備

  現(xiàn)場(chǎng)配備了兩臺(tái)小型立式砂漿攪拌機(jī)、4輛小推車進(jìn)行砂漿抹面施工，并制作搭設(shè)3孔水上作業(yè)平臺(tái)。

4.2基面處理

4.2.1  閘墩混凝土表面鑿毛

  由于萬福閘閘墩表面不僅碳化程度很深，而且還黏附著一層厚約2cm的水藻和貝殼遺體，再加上萬福閘建于特殊年代，由于受當(dāng)時(shí)物質(zhì)條件限制，成型的閘墩混凝土表面平整度偏差較大，表面凹凸不平，如果直接進(jìn)行丙乳砂漿抹面，效果會(huì)很不理想，起不到加固的作用。因此，必須對(duì)其表面進(jìn)行鑿毛處理，在實(shí)際施工過程中，閘墩表面采用電動(dòng)磨光機(jī)去除表面浮層后將裸露的光滑卵石表面鑿毛，并將松軟部分鑿除，平均鑿毛深度控制在1cm左右。

4.2.2鑿毛面清洗

  基面鑿毛后，先用鋼絲刷清除粉塵及松散、松動(dòng)顆粒，再用高壓水槍從上至下將其清洗干凈，使其表面無軟弱、松散附著物。

4.3  丙乳砂漿原材料和配合比

  a．原材料：水泥為P．042.5普通硅酸鹽水泥；黃沙為粒徑小于2. Smm標(biāo)準(zhǔn)的石英砂，細(xì)度模度1.6的過篩細(xì)沙；水為揚(yáng)州市自來水取水口附近廖家溝河水；聚丙烯酸酯乳液（以下簡(jiǎn)稱丙乳）為科研成果直接轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品，聚合物丙乳的固體含量為39%~41%。

  b．配合比：灰沙比1:1；水灰比0.4；丙乳凈漿配合比=丙乳：水泥=1:2；丙乳砂漿配合比=水泥：黃沙：丙乳=1：1：0.3。丙乳凈漿及丙乳砂漿配合比如表1所列。

  c．丙乳砂漿拌制：先將水泥、黃沙干拌均勻，再加入經(jīng)試拌確定的水量及丙乳，充分拌和均勻，材料必須稱量準(zhǔn)確，尤其是水和丙乳，拌和過程中不能隨意擴(kuò)大水灰比。每次拌制的砂漿，要求能在30~ 45 min內(nèi)使用完，不宜一次拌和過多。

4.4涂刷丙乳凈漿和丙乳砂漿抹面

  待鑿毛面無積水達(dá)到干飽和狀態(tài)后，用硬毛刷全面涂刷一層丙乳凈漿，以增加層間黏結(jié)力，防止沿層滲水破壞，要求凈漿涂布均勻，不漏底，不流淌，在凹凸刷不到處用硬毛刷進(jìn)行垂直插搗。在凈漿未硬化前，攤鋪丙乳砂漿。砂漿攤鋪到位后，用力壓實(shí)，隨后立即抹面（如圖3所示），注意向一個(gè)方向抹平。由于老閘墩表面平整度較差，模板縫痕跡明顯，較多卵石裸露，表面高差可達(dá)15mm，故抹面砂漿厚度按5~15mm控制，結(jié)合基面情況，盡可能抹平，使抹面后的閘墩表面平順、光滑。抹面分兩次抹壓，以免重垂脫空。兩層砂漿抹壓的時(shí)間間隔為2h（視氣溫、濕度而定，以手指壓下無印痕為準(zhǔn)）。修補(bǔ)面積較大時(shí)，須跳塊施工。

4.5養(yǎng)護(hù)

  丙乳砂漿表面略干后，用噴壺噴水霧養(yǎng)護(hù)24h，再撒水養(yǎng)護(hù)7d，7d后自然干燥養(yǎng)護(hù)。

5  施工質(zhì)量控制及檢測(cè)

5.1施工質(zhì)量控制

  施工中質(zhì)檢人員嚴(yán)格按照施工工藝要求和施工流程對(duì)每道工序進(jìn)行質(zhì)量檢查，保證每道工序驗(yàn)收合格后方能進(jìn)行下一道工序施工。主要控制點(diǎn)如下：

  a．鑿毛面要均勻，裸露的光滑卵石表面配以人工鑿凹痕的方法進(jìn)行鑿毛處理，以保證鑿毛施工質(zhì)量；鑿毛完成后及時(shí)清理浮渣并用高壓水槍清洗干凈，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行丙乳砂漿抹面施工。

  b．丙乳凈漿、砂漿嚴(yán)格按照有關(guān)配合比進(jìn)行配制，由專職質(zhì)檢員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)、監(jiān)督實(shí)施。

  c．砂漿隨拌隨用，避免砂漿長(zhǎng)時(shí)間不用造成凝結(jié)浪費(fèi)或影響抹面施工質(zhì)量；對(duì)未及時(shí)使用或已硬化的砂漿，做廢品處理不得使用。

  d．按照有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，制作砂漿試塊，送材料試驗(yàn)室檢測(cè)。

  e．丙乳砂漿抹面完成后，派專人及時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d。

5.2檢測(cè)結(jié)果

  施工中先后對(duì)丙乳砂漿抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的測(cè)試取樣5組，抗拉強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試各取3組，送有相應(yīng)資質(zhì)的質(zhì)量檢測(cè)站檢測(cè)，檢測(cè)根據(jù)《抹灰砂漿技術(shù)規(guī)程》( JGJ/T 220-2010)進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)控制：抹灰層稠度70~ 80mm，抗壓強(qiáng)度不小于30MPa，抗折強(qiáng)度不小于8MPa，拉伸黏結(jié)強(qiáng)度不小于0.3MPa。檢測(cè)結(jié)果表明：丙乳砂漿抹面處理施工工藝均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)及規(guī)范要求，具體檢測(cè)結(jié)果如表2所列。

6結(jié)語

經(jīng)過2014年底至2015年汛前大流量開閘泄洪的嚴(yán)峻考驗(yàn)后，萬福閘下游側(cè)閘墩丙乳砂漿保護(hù)層表面完好，無剝落脫落現(xiàn)象，混凝土整體顏色均勻，無明顯色差，達(dá)到預(yù)期效果。實(shí)踐證明丙乳砂漿抹面處理具有施工方法簡(jiǎn)單、速度快、造價(jià)低、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，該施工體系的成功運(yùn)用不僅保證了萬福閘加固工程閘墩防碳化以及其他土建項(xiàng)目的順利實(shí)施，而且為類似水閘閘墩防碳化處理的設(shè)計(jì)和施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

7【摘要】  隨著水工建筑物混凝土表面碳化程度的不斷加深，防碳化處理技術(shù)成為水閘除險(xiǎn)加固施工的主要方法。本文以萬福閘下游側(cè)閘墩表面防碳化問題的處理為例，介紹了該項(xiàng)目施工方案的比選以及采用丙乳砂漿抹面處理的施工措施。實(shí)踐證明，丙乳砂漿抹面施工方法簡(jiǎn)單，速度較快，技術(shù)成熟，經(jīng)濟(jì)可靠，可作為類似工程施工之借鑒。