邓红艳，王荣华

(陕西咸阳市水利水电规划勘测设计研究院，陕西 咸阳712000)

三峡三期工程大坝混凝土过流面，分高速水流区和低速水流区。高速水流区最大流速可达35 m/s，在如此高速水流下，混凝土过流面承受冲刷、磨损和撞击时，由于其表面存在小缺陷和局部轻微的不平整，极易产生气蚀破坏，因此对过流面型态要求很高，过流面的缺陷必须予以处理，以确保建筑物的安全运行。

混凝土表面处理分为平整度处理、麻面及砂线处理、定位锥孔处理、裂缝处理、气泡修补、渗水点处理、外露钢筋头处理、表面架空处理等。根据不同的性质的缺陷，选用不同的修补材料和方法。

1 修补材料的选择

1.1 表层缺陷修补材料的选择

在高流速区混凝土过流面存在一些表层缺陷，一般深度在5 mm～20 mm之间，对此类缺陷修补材料，设计要求其力学指标为:抗压强度≥60 MPa，与混凝土面粘结强度≥2.5 MPa。要满足上述指标环氧砂浆是首选材料，环氧砂浆应用于水利水电工程过流面缺陷处理历史悠久，它的热膨胀系数和弹性模量与混凝土接近。参加比选的材料有四种:NE—II型双组份环氧砂浆、KSF双组份环氧砂浆、CONCRESIVE 1438型和2525型双组份环氧砂浆。现场试验工序为:混凝土基面处理、涂刷基液(厂家推荐2525环氧砂浆不需涂基液)，填补环氧砂浆、压实抹光和自然养护。现场试验主要作粘结强度拉拔检测，处理的项目有修补前对缺陷混凝土面:将缺陷范围划出方形或多边形轮廓线待切割，轮廓内角在70°～250°之间，不允许有锐角、切割深度略小于凿除深度，用钢钎将缺陷轮廓线内混凝土凿除，不留切痕，用高压风水冲洗造毛混凝土基面，使凿松未脱的混凝土块全部除去，露出坚实干净的基面，待基面干燥后涂刷环氧基液，不得遗漏要均匀，约30 min后能抽丝时，即可将配制好的双组份环氧砂浆填补，并用泥抹边挤边压，使之密实紧贴于基面之上，若分层修补则每层补前要对修补面进行清理，干燥再涂环氧基液，进行填补环氧砂浆。

参选的四种环氧材料，在现场修补经自然养护后，采用50 mm内径空心钻，钻出深度超过修补层厚度的孔，再将特制的φ50 mm钢拉拔头用504胶粘贴在空心钻钻出的芯柱体表面，在干燥条件下养护24 h即可用轴拉仪进行拉拔，检测环氧砂浆与混凝土基面间的粘结强度，检测结果见表1。

表1 环氧砂浆与混凝土粘结强度检测成果

通过比选，决定NE—II和KSF用于高流速过流面表层缺陷修补，后来在实施修补过程中，发现KSF材料可操作性较差，使用量很少，实际用于修补的主要是NE—II型环氧砂浆，该材料具有较高的力学性能和与混凝土的粘结强度，环氧基液和环氧砂浆都是双组份配制，NE—II型环氧基液配比(重量比)是A组份:B组份 =1∶0.248。NE—II型环氧砂浆配比(重量比)是A组份:B组份=1∶0.0476。

1.2 混凝土表面保护和浅层修补材料的选择

对混凝土表面气泡≥5 mm等浅层缺陷处理，宜选择强度高，可操作性好的材料。在选择环氧砂浆时，发现CONCRESIVE 1438双组份环氧基材可调配性好，经有关各方研究选择水泥作为胶泥掺合料，对气泡、砂线、浅表低洼部位进行刮补填平。1438环氧胶泥厂家建议基材与掺合料的比例是基材:水泥=1∶0.5～0.8，实际施工按此配比拌制胶泥过干很难操作，经多次试拌认为满刮墙面配比，基材:水泥=1∶0.27为佳，嵌补气泡和砂线的配比，基材:水泥=1∶0.32为佳，所以最后确定配比(重量比)基材:水泥 =1∶0.27～0.32。环氧胶泥分层刮补，层间粘结是否可靠，经室内试验1 438胶泥层间抗拉强度超过9.1Mpa。

1.3 孔槽填补材料的选择

预缩砂浆与混凝土各种性能一致，实践证明预缩砂浆的强度与它的密实度有关，设计要求预缩砂浆力学指标:抗压强度≥45 MPa;抗拉强度≥2 MPa;与混凝土粘结强度≥1.5 MPa。室内试验选择了三种配比(重量比):水:水泥:砂=0.28∶1∶2、0.32∶1∶2.5 和 0.3:1:2。第二种配比龄期 7天抗压强度平均已达38.8MPa，28天能满足设计要求。现场试验在垂直侧墙面上切凿矩形槽中进行，槽型长×宽×深=40×20×2.5 cm，长宽而浅的槽内无法捣实预缩砂浆，只能勉强成型，28天后拉拔检测结果未能满足要求，故对该材料的使用作了限制，即不得用于大面积、浅层修补，对小孔洞和平面予留槽可以使用。

2 工艺优化

2.1 湿润养护工艺优化

预缩砂浆—水泥基材料的养护，要求湿润而不是流水，特别是分散小面积部位，实践证明洒水养护既浪费资源，增加排水任务，而且还存在不能及时和水压偏低喷洒不到位的不足，如定位锥孔补后的养护很难，因养护关系到质量，必须有一种简便稳妥的办法解决这事，提出在定位锥孔口贴附棉团，利用棉絮吸水作用的养护办法，一次洒水可维持4～8小时修补表面保持湿润状态。对大面积水泥基材料的湿润养护，难度更大，特别是在阳光直射的工作面上要不间断地洒水养护是很难的，实践证明采取喷洒氯偏(LP)的办法处理比较稳妥，喷LP的时间很重要，喷早了水泥基面可能受损，喷迟了失去利用水泥基修补体内水份进行自身养护的机会。

2.2 大面积修补工艺优化

高速过流面因受脉动压力的影响，修补材料即使粘结强度较高，达到设计指标，因修补面积过大，临界条件变得复杂和恶劣，如果修补体被揭损，对建筑物的危害性，有可能超出原先未修补过流面造成的后果，因此如何加强修补体的牢固度变得非常重要，质量检查专家和设计方面，提出“结构措施”，用锚杆加强结合面，锚杆布置;排距和行距为30 cm和50 cm，呈梅花型布孔，孔径φ16～20 mm深15 cm，锚杆用φ 12园钢长17～18 cm，外露端焊?10水平钢筋长度30 cm呈T字型，孔内注入锚固剂，将锚杆埋植入孔内外留2～3 cm，修补材料分两次填补，并分条状粉抹，条宽0.5 m，粉抹厚度每次2～3 cm，修补材料采用环氧砂浆，层间刷基液。

2.3 小孔洞填补工艺优化

在高流速过流混凝土面上，有很多水气泡，在混凝土浇筑时，虽采取了“二次振捣法”进行处理，但气泡含量仍有不少，气泡有密集和分散的，直径最大的超过10 mm，小的则有小于1 mm，因圆形气泡膜紧贴模板，在混凝土表面是很小圆孔，里面是大孔，直接用胶泥刮涂，泡内无法填实，就是将泡口扩大后刮补，也有刮补后是空洞，说明刮补工艺和工具需要改进。

分析原因主要是工具上存在缺点，常用的平口刮刀，很难将胶泥塞挤进气泡深处，反而将气泡口封死，内部形成小气泡，建议用尖头铁钉作工具。操作程序分两步，先用铁钉将胶泥在孔口从多方向蘸胶泥挤压入气泡，待气泡内确已挤满，再用刮刀将气泡表面与过流面刮平。

2.4 大孔洞填补工艺优化

高速过流面上较大孔洞虽属少数，必须认真处理，处理时将架空骨料全部除净，若混凝土内部受力筋外露可借用作锚固，同时凿除的形状应有利于修补，条件较差的部位，应设法利用周边条件增补锚固材料，使修补体与过流面结合更加牢固。另外尽量发挥预缩砂浆优越性和平面槽孔周边混凝土面对预缩砂浆夯实过程的制约力，使预缩砂浆夯得非常紧密，如底板上孔槽:冷却水管预留槽，质量检查机钻孔等孔槽，采用预缩砂浆填筑，成本低廉质量良好，实践证明是一种好的修补材料。

3 结语

三峡大坝三期工程所选用的混凝土表层缺陷修补材料、混凝土表面保护和浅层修补材料及混凝土孔槽填补材料，都经过室内、现场试验，进行了选择对比，实践证明能够满足过流断面形态修复的要求。施工过程中所采用的湿润养护、大面积修补、小孔洞填补、大孔洞填补等优化工艺，可以有效处理混凝土表面存在的缺陷，减少气蚀破坏，对提高施工质量、确保建筑物安全运行发挥了重要作用。