水利工程也面臨著老化的問題，這些老化問題如果不能得到及時的修復會對整個工程造成嚴重的影響，本文主要總結(jié)了常見的水工建筑的老化病害評估和處理方法。

　　《廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學院學報》(季刊)創(chuàng)刊于2003年，由廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學院主辦。主要設(shè)有高等教育研究、教學研究與改革、科學技術(shù)研究與推廣、工程實踐、信息化建設(shè)等欄目。歡迎廣大科研工作者、教育工作者及相關(guān)領(lǐng)域的專家學者就以上方面的研究賜稿。本編輯部將嚴格審閱制度，對來稿實行匿名審稿，公正公平地避選稿件。文稿一經(jīng)采用，即致稿酬，并贈該期學報兩份。

　　水工建筑的老化是指水工建筑在使用的過程中，隨使用時間的變長，受各種自然因素的影響，導致結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和適用性降低的現(xiàn)象。導致水工建筑混凝土老化的因素有很多，包括二氧化碳的侵入會造成的混凝土碳化，空氣和混凝土中的酸性離子導致鋼筋銹蝕，土壤的凍融、冰蝕會導致表層混凝土的剝落等。在這些破壞中，由于各種因素導致的混凝土的裂縫起到了很大的作用。裂縫形成的原因包括加載、溫度變化、混凝土體積收縮等，混凝土表面裂縫越多，寬度越大，這些老化因素的作用會大大加強，且大幅加快，嚴重減少水工建筑的使用壽命，影響構(gòu)筑物的正常使用。

　　1.混凝土老化評價

　　1.1水工混凝土老化評價體系內(nèi)容

　　1.1.1工程環(huán)境調(diào)查

　　結(jié)構(gòu)物所處的環(huán)境條件是影響結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素之一。由于工程所處環(huán)境不同，在對水工混凝土劣化情況進行檢測與評價時，必須對工程所處的環(huán)境進行詳細調(diào)查，初步分析可能造成混凝土耐久性侵蝕的各種不利因素，調(diào)查內(nèi)容包括空氣質(zhì)量、水質(zhì)情況、凍融條件及使用狀況等。

　　1.1.2混凝土外觀檢查及現(xiàn)場試驗

　　外觀檢查和現(xiàn)場試驗是檢驗混凝土質(zhì)量和評價其耐久性的最直觀有效的手段。外觀檢查主要是對混凝土的裂縫開展情況、腐蝕狀態(tài)、特征、部位等進行詳細描述;現(xiàn)場試驗的項目包括混凝土強度檢測、混凝土保護層厚度和碳化深度測試、裂縫檢測與分析及混凝土化學成分變化、水質(zhì)和生物分析等。

　　1.1.3混凝土劣化機理研究及耐久性試驗

　　根據(jù)工程環(huán)境調(diào)查及現(xiàn)場試驗結(jié)果，選擇其中的若干主要因素(如混凝土碳化、氯離子侵蝕、硫酸鹽侵蝕等)，分析混凝土耐久性的劣化主因，模擬現(xiàn)場環(huán)境，研究多因素作用下混凝土耐久性劣化規(guī)律。

　　1.1.4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性評估

　　混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性損傷，如鋼筋銹脹截面損失、混凝土裂縫、混凝土表面磨損剝落等，對構(gòu)件本身以及整體結(jié)構(gòu)安全都有一定的影響。目前，已有一些較成熟的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評估模型，其中較為值得關(guān)注的是混凝土劣化整體模型。

　　1.1.5提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的技術(shù)措施

　　在研究混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷和劣化機理的同時，有必要從改進設(shè)計、加強施工管理和防止繼續(xù)劣化等方面探求提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的技術(shù)措施。

　　2.水工建筑老化病害的評估方法

　　對水工建筑混凝土老化的評估建立在檢測的基礎(chǔ)上。對混凝土的質(zhì)量檢測包括了外觀檢查、表面混凝土質(zhì)量檢測和內(nèi)部混凝土質(zhì)量檢測。其宗外觀檢測通常都是通過目測或者鋼尺等簡單工具，來測量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的外形尺寸，表面蜂窩、孔洞、混凝土表面的裂縫、滲漏、剝落、鋼筋出露等狀態(tài)。而混凝土表面質(zhì)量的檢測可用表面硬度法、微破損法或幾種方法綜合的綜合法等，得出表面混凝土的抗壓強度。

　　除此之外，還要詳細記錄結(jié)構(gòu)各部位的裂縫狀態(tài)，檢測混凝土的碳化深度、氯離子濃度，鋼筋的銹蝕狀態(tài)等條件。在得到詳實的檢測記錄的基礎(chǔ)上，可以對建筑物進行老化病害評價。現(xiàn)在對水工建筑的老化的評價常通過三種方法進行。一種是請經(jīng)驗豐富的專家，進行現(xiàn)場勘測，對建筑物的耐久性進行估計。這種方法在系統(tǒng)的評估方式尚未建立起來之前曾是主流，在現(xiàn)在的工程實踐中也起著重要的參考作用。

　　現(xiàn)在最常用的方法是以調(diào)查和檢測得到的數(shù)據(jù)為主要依據(jù)，分析對照有關(guān)的標準，對各種指標的狀態(tài)進行分級，對多種指標進行綜合判斷，分級評定的實用鑒定方法。在使用這種方法之前，需要針對評估對象建立評估模型。常見的模型通常包括了對結(jié)構(gòu)耐久度有影響的諸項指標的分級標準，各個指標對結(jié)構(gòu)整體耐久度的影響權(quán)重。各種指標往往又同時受幾種因素影響，每種因素也需要給出自己的評級標準和對上一級指標的影響權(quán)重。各項因素的分級標準和權(quán)重的制定都需要參考已有經(jīng)驗和具體工程的特殊狀況。這樣通過建立一個層次分明的體系，從低層的因素，如不同部位的裂縫寬度，滲流狀態(tài)等因素逐項評估，再從下向上綜合，獲得整體的評估結(jié)果。對整個體系量化之后，得到體系的整體安全性數(shù)值，并由此判斷建筑物的安全性。同時也可以得到不同構(gòu)件的老化狀態(tài)和主要影響因素，為進行有針對性的處理提供依據(jù)。

　　上述使用鑒定方法屬于半經(jīng)驗半理論方法。對老化建筑的評估方法的進一步發(fā)展將走向理論性更強的可靠性統(tǒng)計分析方法。這種方法通過資料的統(tǒng)計分析，運用數(shù)學計算方法來分析結(jié)構(gòu)的可靠度指標，并利用可靠度理論和概率關(guān)系，計算結(jié)構(gòu)的失效概率，衡量結(jié)構(gòu)的可靠性。這種方法建立在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資料和大量實驗研究的基礎(chǔ)上，因而更精確。隨著可靠度理論的日益成熟、計算機技術(shù)的高速發(fā)展和相關(guān)實驗研究更加豐富，這個方法已經(jīng)越來越具備可操作性�，F(xiàn)在已經(jīng)有研究單位進行了相關(guān)研究并初步投入實踐，取得了不錯的效果。相信這種方法會成為日后的主流。

　　3.水工混凝土修復技術(shù)

　　3.1加大截面加固法

　　在周圍空間尺寸允許的情況下，在結(jié)構(gòu)外側(cè)包鋼筋混凝土圍套，并使其與基體起到協(xié)同作用以增大截面，提高承載力，適用于混凝土梁、板、柱等一般陸基混凝土裂縫修補。加固時，原混凝土表面應(yīng)鑿毛清基或鑿出主筋;若鋼筋銹蝕嚴重，應(yīng)鑿除保護層，鋼筋除銹。對于增配的鋼筋和錨植筋應(yīng)根據(jù)裂縫程度和外包鋼筋混凝土的體積計算確定。澆筑圍套混凝土前，模板與原結(jié)構(gòu)均應(yīng)充分濕潤，然后用細石混凝土澆搗密實并養(yǎng)護。加大截面加固法工藝簡單，適用面廣，但在一定程度上會減小建筑物的使用空間，增加結(jié)構(gòu)自重，而且在加固鋼筋混凝土構(gòu)件時，現(xiàn)場鑿除作業(yè)的工程量較大，養(yǎng)護期較長，施工期內(nèi)對建筑物的使用有一定影響。

　　3.2表面處理法

　　采用彈性涂膜防水材料、聚合物水泥膏及滲透性防水劑等，將其涂刷于裂縫表面，恢復其防水性和耐久性，適用于對結(jié)構(gòu)的強度影響不大，但會使鋼筋銹蝕且有損美觀的表面及深進微細裂縫的治理(裂縫寬度小于0.2 mm)。對于稀而少的裂縫，可騎縫涂覆修補;對于細而密的裂縫，應(yīng)采用全部涂覆修補。由于其涂層較薄，涂覆材料應(yīng)選用粘力強且不宜老化的材料。對于活動性裂縫應(yīng)采用延伸率較大的彈性材料。表面處理法施工簡單，但涂料無法深入到裂縫內(nèi)部，而且我國還缺少耐久性和防水性可靠、價格適中的涂抹材料。

　　3.3灌漿法

　　將樹脂漿液、水泥漿液或聚合物漿液等灌入裂縫內(nèi)部，以達到恢復結(jié)構(gòu)整體性、耐久性和防水性的目的，適用于寬度較大(大于3 mm)、深度較深的裂縫，尤其是受力裂縫。灌漿法按灌漿材料可以分為水泥灌漿法和化學灌漿法。當裂縫寬度

　　大于2 mm時常采用水泥灌漿法;裂縫寬度小于2mm時采用化學灌漿法，其中化學灌漿法具有粘度低、可灌性好、收縮小、粘結(jié)強度高及恢復效果好等優(yōu)點。灌漿法不損傷原有結(jié)構(gòu)，補后防水性和耐久性可靠，修補質(zhì)量良好，但是國內(nèi)目前尚無定型的化學灌漿設(shè)備，在一定程度上影響了該技術(shù)的推廣與普及。

　　3.4粘鋼加固法

　　在混凝土構(gòu)件表面用特制的粘結(jié)劑(建筑結(jié)構(gòu)膠)粘貼鋼板，以防止裂縫繼續(xù)擴大，提高結(jié)構(gòu)的承載力，適用于處理正常情況下一般受彎、受拉及中輕級作面的吊車梁等產(chǎn)生的裂縫。加固時，必須使用強度高、粘結(jié)力強、耐老化等性能良好的結(jié)構(gòu)膠，而且要重視粘結(jié)施工質(zhì)量。粘鋼加固法工藝簡便，加固施工所需的場地、空間都不很大，而且鋼板粘貼到構(gòu)件上一般3d即可受力使用，對生產(chǎn)和生活影響很小;粘鋼加固所用的鋼板厚度一般為2~6mm，加固后不影響結(jié)構(gòu)外觀，重量增加也不多，加固效果比較明顯，不僅補充了原構(gòu)件的鋼筋不足，而且還通過大面積的鋼板粘貼，有效保護了原構(gòu)件的混凝土不再產(chǎn)生裂縫或使己有的裂縫得到控制而不繼續(xù)擴展，從而加強了結(jié)構(gòu)的整體性，提高了原構(gòu)件的承載能力。

　　總結(jié)

　　總之，須加強對混凝土壩老化性狀的檢查監(jiān)測"尤其要重視大壩水下和壩基隱蔽部位的檢查分析"從設(shè)計、施工、運行全過程"探討混凝土壩的老化機理"研究防止或延緩老化的措施"針對老化病害程度及時進行修補或加固"保證安全運行"延長混凝土壩正常使用年限。

　　參考文獻

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