新老混凝土結(jié)合面處理措施
摘要：水工大壩加高工程中，新老混凝土粘結(jié)問題是大壩加高工程所面臨的主要技術(shù)難題之一。為確保大壩加高后安全運(yùn)行，改善加高后運(yùn)行期壩體及壩基應(yīng)力狀況，現(xiàn)階段新老混凝土結(jié)合面處理采取了以下施工措施：碳化層鑿除;切割新增鍵槽;施工錨桿;縫面處理;混凝土的溫控防裂。
關(guān)鍵詞：大壩加高;處理措施;靜態(tài)爆破;新老混凝土結(jié)合面
一、概述
某水電站由混凝土壩、土石壩、升船機(jī)等水工建筑物構(gòu)成，初期工程于十九世紀(jì)70年代建成，壩頂高程162m，正常蓄水位157m，擋水建筑物總長(zhǎng)2494m，其中混凝土壩長(zhǎng)1141m。
水利樞紐因作為調(diào)水工程的水源，需要對(duì)其進(jìn)行加高，加大庫容，抬高水位。大壩加高完成后，蓄水水位將提高到170m，大壩高程達(dá)到176.6m。該樞紐大壩的老壩體混凝土齡期已經(jīng)超過了30年，大壩經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，在澆筑新混凝土之前，必須采取有效措施對(duì)老混凝土表面的碳化表層和風(fēng)化層必須全部鑿除干凈，才能使新澆混凝土更好的與原壩體結(jié)合，避免產(chǎn)生危害性的裂縫。
由于建成時(shí)間很長(zhǎng)，老混凝土溫度已經(jīng)相對(duì)穩(wěn)定。在老混凝土上大面積澆筑新混凝土，為避免因溫度應(yīng)力影響新老混凝土的結(jié)合，產(chǎn)生溫度裂縫，必須采取有效的施工措施，減小老混凝土對(duì)新澆混凝土約束力，做好后澆筑的新混凝土的溫控防裂工作。另外，下游壩面除受側(cè)面老混凝土的約束外，同時(shí)受底部混凝土或基巖的約束，其對(duì)新老混凝土結(jié)合的影響更復(fù)雜，施工中必須避免或減少混凝土裂縫。因此，為使新澆混凝土能更好地與原壩體結(jié)合在一起，新老混凝土粘結(jié)問題是該大壩所面臨的主要技術(shù)難題。
二、新老混凝土結(jié)合面處理措施
為改善新老混凝土壩體聯(lián)合受力狀態(tài)，確保大壩加高后安全運(yùn)行，改善加高后運(yùn)行期壩體及壩基應(yīng)力狀況，現(xiàn)階段新老混凝土結(jié)合面處理采取了以下施工措施：
2.1 碳化層鑿除 老壩體鑿毛面積總共約6.9萬m2。壩頂鑿毛結(jié)合壩頂拆除，全部采用機(jī)械鑿毛。下游面及側(cè)面采用機(jī)械鑿毛結(jié)合人工鑿除：機(jī)械鑿毛主要選用了喜利得的TE905型混凝土鑿毛機(jī)，成本較高;人工鑿毛主要為人工手持風(fēng)鎬鑿除。最后采用高壓水沖毛方式。鑿毛深度：鑿除后的混凝土表面要求顯露出石子，老混凝土水平面及斜坡面鑿毛深度2cm到3cm，垂直面的鑿毛深度3cm到5cm，對(duì)于混凝土有損傷的局部部位，鑿除深度要相應(yīng)加大，保證碳化層被完全鑿除。
2.2 切割新增鍵槽 為了改善新老混凝土結(jié)合，在壩體表面切割出斷面為不等邊三角形的'抗剪V型鍵槽，其短邊與結(jié)合面呈水平或一定角度布置，考慮到該切除工程不能損傷大壩主體結(jié)構(gòu)，采用鋸割靜裂法施工與鉆孔靜力膨脹兩道工序交替作業(yè)的辦法來分段切割施工鍵槽。鍵槽長(zhǎng)邊采用喜利得公司的液壓盤鋸系統(tǒng)切割，短邊鉆孔采用Y-24或Y-18型手風(fēng)鉆施工，灌注靜態(tài)爆破劑進(jìn)行靜態(tài)爆破，分塊吊裝。
2.2.1 盤劇固定導(dǎo)軌安裝。軌道安裝要求穩(wěn)定，牢固。由于壩體表面切割的是V型鍵槽，鋸片與壩體表面呈一定的角度，需要使用HILTI專用軌道傾角墊塊來完成軌道傾角的安裝控制，采用喜利得高強(qiáng)度錨栓完成導(dǎo)軌固定;安裝過程中必須保證延長(zhǎng)軌道的直線性，使用激光定位儀測(cè)定來保證軌道的連接。
2.2.2 盤鋸靜力切割與靜態(tài)爆破。V型槽長(zhǎng)邊采用液壓盤鋸切割，由于鍵槽的設(shè)計(jì)尺寸不同，盤踞鋸片的直徑采用幾種直徑的組合。施工必須按小鋸盤在前，大鋸盤在后的原則，本工程鋸盤直徑分別采用的是800mm、1200mm、1600mm，在混凝土中的對(duì)應(yīng)切割深度分別是300mm、500mm、700mm，切割由淺到深，直至設(shè)計(jì)深度，保證了鍵槽的質(zhì)量。
短邊鉆孔采用Y-24或Y-18型手風(fēng)鉆施工，與切割作業(yè)交替進(jìn)行。鉆孔和切割完成后，人工灌注靜態(tài)爆破劑實(shí)施靜態(tài)爆破。
2.2.3 取芯。施工中將切下的長(zhǎng)條混凝土芯塊分解成段，分解過程中要注意不破壞基礎(chǔ)混凝土，同時(shí)保證芯塊與基礎(chǔ)分離，采用HILTI重型的化學(xué)錨栓并配置U形吊環(huán)現(xiàn)場(chǎng)起吊運(yùn)輸芯塊，每段芯體起吊需要兩個(gè)吊環(huán)，注意保持平衡。
切割完成的鍵槽，對(duì)其表面進(jìn)行人工鑿毛處理，沖洗等。
2.3 施工錨桿 壩體周邊距橫縫30～50cm布置鎖口錨桿，錨桿插入原壩體2m、3m長(zhǎng)短相間，錨桿總長(zhǎng)4.5m，間距為1m。其余采用普通砂漿錨桿，梅花型布置，間排距2m×2m為宜，周邊錨筋加密，錨桿材料采用Φ25mm的II級(jí)螺紋鋼筋，砂漿強(qiáng)度等級(jí)為C20。
2.4 縫面處理 在新混凝土澆筑前，先對(duì)老混凝土面進(jìn)行沖洗并充分潤(rùn)濕，然后鋪設(shè)一層砂漿作為墊層，保證新老混凝土之間的良好結(jié)合。
2.5 綜合的混凝土溫控防裂措施 加強(qiáng)混凝土溫控防裂，是新老混凝土結(jié)合處理的主要措施。實(shí)施過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的溫控標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)大壩加高工程的特點(diǎn)，結(jié)合壩址氣象條件，制定了詳細(xì)的溫控措施：
貼坡混凝土：在施工過程中必須做好貼坡澆混凝土的溫控防裂工作，減小新混凝土降溫收縮對(duì)老壩體的應(yīng)力影響，不能產(chǎn)生危害性裂縫。因此，嚴(yán)格按技術(shù)條款的要求施工，通過有效的施工方法控制貼坡混凝土最高溫度，將貼坡混凝土溫度在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)降到要求的溫度，保證施工質(zhì)量。
溢流面、閘墩等重要結(jié)構(gòu)部位：混凝土質(zhì)量要求高，水泥用量較大，水化熱溫升較高，嚴(yán)格控制混凝土溫度，并做好養(yǎng)護(hù)及保溫措施。
溢流面和閘墩之間的淺槽回填：在較低氣溫時(shí)進(jìn)行淺槽的回填，回填前將兩側(cè)混凝土冷卻至穩(wěn)定溫度，建議采用微膨脹混凝土，保證淺槽回填質(zhì)量。
加高混凝土：加高混凝土下部受到壩頂老混凝土約束，易產(chǎn)生裂縫，上游面為迎水面，防裂要求高，采用有效措施避免產(chǎn)生裂縫。
在能保證施工質(zhì)量的季節(jié)里施工。施工中，嚴(yán)格把握混凝土的施工工藝流程，采用合適的施工方法，按設(shè)計(jì)規(guī)定和規(guī)范要求控制分層厚度及澆筑間歇期，控制混凝土的入倉(cāng)溫度，加強(qiáng)澆筑后的養(yǎng)護(hù)，采取一系列有效的綜合溫控措施，確�；炷翝仓|(zhì)量，增加新老混凝土之間的結(jié)合力，防止產(chǎn)生溫度裂縫。
三、結(jié)束語
新老混凝土結(jié)合面處理施工是工程的技術(shù)難點(diǎn)之一，本文介紹的處理措施，是通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證后而制定的措施。由于新老混凝土結(jié)合面處理的復(fù)雜性，在今后工程施工的過程中，還需不斷地進(jìn)行研究和總結(jié)。
參考文獻(xiàn)：
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