摘 要：公伯峽右岸旋流泄洪洞工程在過水實(shí)驗(yàn)受到高速水流沖刷破壞后，修補(bǔ)采用的型環(huán)氧砂漿材料及其工藝的成功應(yīng)用，將對(duì)于水工建筑物混凝土過流面的抗沖磨損、抗氣蝕與抗凍融保護(hù)，以及破壞后的修復(fù)在國(guó)內(nèi)其它類似工程施工積累了較為寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

　　關(guān)鍵詞：旋流泄洪洞,高速水流沖刷,修補(bǔ)

　　一、概述

　　公伯峽右岸旋流泄洪洞工程位于公伯峽水利樞紐右岸，由導(dǎo)流洞改建而成。該工程包含右岸旋流泄洪洞工程、導(dǎo)流洞下閘蓄水及導(dǎo)流洞封堵工程三部分組成。泄洪洞由開敞式進(jìn)水口、交通橋、豎井、起旋器、水平旋流消能洞段、通氣孔、水墊塘消能段、退水洞及其擴(kuò)散段和其出口挑流鼻坎等部位組成。

　　公伯峽水電站右岸水平旋流式泄洪洞是我國(guó)建成的第一個(gè)大規(guī)模的水平旋流洞。泄洪洞總水頭110m，校核洪水位和設(shè)計(jì)洪水位工況下的泄流量分別為1090m3/s和1060m3/s，泄洪功率較高，技術(shù)難度大。工程于2003年4月22日開工，于2006年5月13日完工。完工后經(jīng)過專家驗(yàn)收，于2006年8月12日～8月18日進(jìn)行了3次過流試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)庫水位在2003.4-2004.0m，對(duì)應(yīng)下泄流量1100-1130m3/s，庫水位接近于設(shè)計(jì)洪水位。

　　在試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主及施工單位聯(lián)合對(duì)旋流泄洪洞過流后的砼面進(jìn)行了仔細(xì)認(rèn)真的檢查。檢查完成后，由施工單位完成沖刷、破壞素描圖，經(jīng)監(jiān)理復(fù)核后，上報(bào)至業(yè)主及設(shè)計(jì)。檢查發(fā)現(xiàn)，過水試驗(yàn)后，過流面多處發(fā)生不同程度的沖刷破壞，破壞區(qū)域均為先前缺陷處理部位(共計(jì)38處)。缺陷具體情況詳見《右岸旋流泄洪洞第三次過水試驗(yàn)后缺陷普查平面展開示意圖》。

　　2006年11月設(shè)計(jì)提出用NE-II型環(huán)氧砂漿處理方案，2007年5月施工單位上報(bào)施工方案后組織施工。

　　二、材料性能

　　2.1材料主要性能指標(biāo)

　　材料主要性能指標(biāo)見表1

　　2.2材料施工配比

　　NE-II型環(huán)氧砂漿由中國(guó)水利水電第十一工程局建筑材料廠生產(chǎn)，材料配比如下：

　　NE-II型環(huán)氧砂漿施工配比(質(zhì)量比)

　　A組份：B組份=12.4：1

　　NE-II型環(huán)氧砂漿基液施工配比(質(zhì)量比)

　　A組份：B組份=2.2：1

　　2.3材料主要特征

　　1、通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝、調(diào)整原材料等對(duì)E44環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性、改性后環(huán)氧樹脂的粘度大大降低，常溫下呈流動(dòng)性良好的液態(tài)，不需要加熱即可使用：另外，施工時(shí)其它各組分材料及施工器具均不需要加熱，常溫下易于施工操作。

　　2、為解決傳統(tǒng)環(huán)氧砂漿粘性大、粘黏工器具嚴(yán)重的弊端，摻加入一種高效內(nèi)脫粘劑在環(huán)氧砂漿中，它能夠有效降低環(huán)氧砂漿的黏性，使之不粘施工器具，類似于水泥砂漿施工方便，施工面平整、光潔，易于保證施工質(zhì)量。

　　3、NE-II型環(huán)氧砂漿的各項(xiàng)主要毒性成份的含量均遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合格值。

　　4、改進(jìn)E44環(huán)氧樹脂中的分子柔性鏈接比例上升，有利于提高固化結(jié)構(gòu)的柔韌性能。另外，新開發(fā)的一種新型活性增韌劑的分子兩端各有一個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)，能夠參與固化反應(yīng)，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加體系的柔韌性鏈接，提高固化體系的柔韌性和抗沖擊性能。

　　5、環(huán)氧砂漿與混凝土的匹配性和相性以及抗老化等性能較高。其線性熱膨脹系數(shù)(9.2×10-6/℃)較傳統(tǒng)環(huán)氧砂漿(一般為[30-60]×10-6/℃)大大降低，與混凝土的溫度變形基本一致、有利于提高環(huán)氧砂漿的使用耐久性能。

　　6、主要力學(xué)性能優(yōu)良，與混凝土粘結(jié)牢固，不易在粘結(jié)面開裂。

　　7、產(chǎn)品按比例雙組分包裝，現(xiàn)場(chǎng)混合攪拌均勻即可施工應(yīng)用。

　　三、施工工藝

　　3.1施工程序

　　3.2基面處理

　　1、原則上混凝土施工完畢養(yǎng)護(hù)28天后才宜施工環(huán)氧砂漿。

　　2、用于混凝土缺陷修補(bǔ)時(shí)，需要先用切割機(jī)把不密實(shí)部位的混凝土切除掉，直至密實(shí)混凝土部位，切割出的混凝土邊線應(yīng)盡量規(guī)則。

　　3、基礎(chǔ)混凝土表面的預(yù)留孔洞，先用切割機(jī)將其切成規(guī)則的凹槽，再用補(bǔ)強(qiáng)材料回填修補(bǔ)。

　　4、基礎(chǔ)表面上的油污，用明火噴烤、鑿出或有機(jī)溶劑(如丙酮、酒精等)擦拭等方法處理干凈。

　　5、基礎(chǔ)表面為鋼板等金屬構(gòu)件時(shí)，應(yīng)除凈銹蝕，露出新鮮表面。

　　6、用噴砂法或其它機(jī)械方式(如鋼釬鑿等)對(duì)混凝土基礎(chǔ)面進(jìn)行糙化處理，清除表面上的松動(dòng)顆粒和薄弱層等。

　　7、基礎(chǔ)糙化處理后，大面積區(qū)域可用電動(dòng)工具或高壓風(fēng)清除干凈混凝土上的松動(dòng)顆粒和粉塵，小面積修補(bǔ)區(qū)域可采用鋼絲刷和棕毛刷進(jìn)行潔凈處理。

　　8、環(huán)氧砂漿施工之前，混凝土基面需保持干燥狀態(tài)，對(duì)局部潮濕的基面可用噴燈烘干或自然風(fēng)干，如果大面積為潮濕面基面建議采用潮濕面環(huán)氧砂漿。

　　9、基面處理完畢后，應(yīng)檢驗(yàn)收合格(周邊混凝土密實(shí)，表明干燥，無松動(dòng)顆粒、粉塵、水泥凈漿層、如皮及其它污染物等)后才能進(jìn)行下道工序。

　　3.3底層基液拌制和涂刷

　　1、底層基液涂刷前，應(yīng)再次用棕刷清除混凝土基面上的浮塵，以確保基液的粘結(jié)性能。

　　2、基液的拌制——先將稱量好的A組分倒入廣口容器(如小盆)中，再按給定的配比將相應(yīng)量的B組分倒入容器中進(jìn)行攪拌，直至攪拌均勻(材料顏色均勻一致)后方可施工使用。為避免浪費(fèi)，基液每次不宜拌和太多，原則上一次拌和不能超過1.0kg，具體情況視施工速度及施工溫度而定，基液的耗材量為0.4~0.5kg/ m2

　　3、基液攪拌后，用毛刷均勻地涂在基面上，要求基液刷得盡可能薄而均勻、不流淌、不漏刷。

　　4、基液拌制應(yīng)現(xiàn)拌現(xiàn)用，以免因時(shí)間過長(zhǎng)而影響涂刷質(zhì)量，造成材料浪費(fèi)和粘結(jié)質(zhì)量降低。同時(shí)還應(yīng)堅(jiān)持涂刷基液和涂抹環(huán)氧砂漿交叉進(jìn)行的原則，以確保施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

　　5、拌好的基液如出現(xiàn)暴聚，凝膠等現(xiàn)象時(shí)，不能繼續(xù)使用，應(yīng)廢棄重新拌制。

　　6、基液涂刷后靜停至手觸有拉絲現(xiàn)象，方可涂抹環(huán)氧砂漿。

　　7、涂刷后的基液出現(xiàn)固化現(xiàn)象(不粘手)時(shí)，需要再次涂刷基液后才能涂抹環(huán)氧砂漿。

　　3.4環(huán)氧砂漿的拌制和涂抹

　　1、環(huán)氧砂漿的拌制——先把稱量好的環(huán)氧砂漿A組分放入廣口低身容器中，再把按給定的配比稱量出的B組分也倒入容器中，混合攪拌均勻(顏色均勻一致)后即可施工使用(大規(guī)模攪拌和也可采用專用拌和機(jī)進(jìn)行拌和)。

　　2、環(huán)氧砂漿應(yīng)現(xiàn)拌現(xiàn)用，當(dāng)拌和好的環(huán)氧砂漿出現(xiàn)發(fā)硬、凝膠等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)廢棄重新拌制。

　　3、每次拌和的環(huán)氧砂漿的量不宜太多，具體拌和量視施工速度以及施工溫度而定。

　　4、環(huán)氧砂漿的涂抹——用于混凝土表層修補(bǔ)時(shí)，如水泥砂漿的施工方法，將環(huán)氧砂漿涂抹到刷好基液的基面上，并用力壓實(shí)，尤其是邊角接縫處要反復(fù)壓實(shí)，避免出現(xiàn)空洞或縫隙。

　　5、環(huán)氧砂漿的涂抹厚度一般每層不超過15mm，對(duì)于后層修補(bǔ)，需分層施工，層與層施工時(shí)間間隔以12~72小時(shí)為宜，再次涂抹環(huán)氧砂漿之前還需要涂刷基液，

　　6、養(yǎng)護(hù)：環(huán)氧砂漿涂抹完畢后，需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期一般為3~7天，養(yǎng)護(hù)期間要防止入浸、人踏、車壓、硬物撞擊等。

　　3.5材料的適用時(shí)間

　　3.6安全防護(hù)

　　1、材料不慎粘到皮膚或衣服等上時(shí)，首先擦去，然后再用丙酮或酒精等有機(jī)溶劑擦拭干凈。

　　2、如果不慎將材料濺入眼中，應(yīng)小心擦拭，嚴(yán)重者送醫(yī)院治療。

　　3、每班次的工器具使用完畢后要及時(shí)清理，并用有機(jī)溶劑(如丙酮、酒精等)清洗干凈。

　　四、結(jié)束語

　　公伯峽右岸旋流泄洪洞工程在過水實(shí)驗(yàn)受到高速水流沖刷破壞后，修補(bǔ)采用的NE-II型環(huán)氧砂漿材料及其工藝的成功應(yīng)用，經(jīng)過業(yè)主、監(jiān)理及設(shè)計(jì)參加的施工驗(yàn)收檢查中受到上述各家普遍好評(píng)。總之，這將對(duì)于水工建筑物的混凝土過流面的抗沖磨損、抗氣蝕與抗凍融保護(hù)，以及破壞后的修復(fù)在國(guó)內(nèi)其它類似工程施工積累了較為寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

　　本文選自《中國(guó)水運(yùn)》。  《中國(guó)水運(yùn)》創(chuàng)刊于1979年，是中華人民共和國(guó)交通部主管、面向國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的水運(yùn)行業(yè)綜合性月刊、全國(guó)優(yōu)秀科技期刊、入編中國(guó)學(xué)術(shù)期刊光盤版和入選全國(guó)期刊方陣。

　　雜志以水運(yùn)和相關(guān)行業(yè)的企事業(yè)單位、高等院校、科研院所的決策層、管理層、科技人員為讀者對(duì)象，辟有視點(diǎn)、海事、管理、科技創(chuàng)新、港口經(jīng)濟(jì)、經(jīng)營(yíng)、船市、開發(fā)等特色專欄。逐步成為縱覽國(guó)內(nèi)外水運(yùn)最新經(jīng)濟(jì)、管理、科技信息與成果的首選窗口，相關(guān)業(yè)界了解水運(yùn)的重要渠道。