混凝土壩養(yǎng)護修理規(guī)程 條文說明(一)

2005/11/11 00:00 來源:

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    SL230-98
    條文說明
    目次

    1 總則
    2 檢查
    3 養(yǎng)護
    4 裂縫修補
    5 滲漏處理
    6 剝蝕修補及處理
    7 水下修補
    附錄G 導(dǎo)管法澆筑水下混凝土技術(shù)要求

    1 總則

    1.0.1 混凝土壩的養(yǎng)護修理技術(shù)比較復(fù)雜,涉及結(jié)構(gòu)、材料、環(huán)境、管理等方面,不少工程由于養(yǎng)護修理不當,達不到預(yù)期效果。為了做好此項工作,并規(guī)范其程序和方法,保證工程安全、完整和延長其使用壽命,根據(jù)《水庫大壩安全管理條例》特制定本規(guī)程。

    1.0.2 四級壩的庫容為100萬m3以上,其鋇高一般在15m以上,垮壩失事后果也相當嚴重。同時《水庫大壩安全管理條例》和《混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的適用范圍也都包括四級壩。因此本規(guī)程的適用范圍確定為一、二、三、四級混凝土壩和同級土石壩的水工混凝土建筑物的養(yǎng)護修理?;炷翂魏瑝蔚妮敗⑿顾ㄖ?,過壩建筑物及電廠等水工混凝土建筑物。

    1.0.3 混凝土壩的病害按現(xiàn)象可分為裂縫、滲漏、剝蝕。而水下修補為一特殊修補方法。因此本規(guī)程的修理內(nèi)容包括裂縫修補、滲漏處理、剝蝕的修補及處理和水下修補。

    1.0.4 為了保證養(yǎng)護修理的質(zhì)量,對養(yǎng)護修理原則、修理工作程序、修理工程的報批、修理工程的施工管理等共性要求作了基本規(guī)定。

    較大修理項目指修理工程量較多、投資較大的項目,重大修理項目指影響工程整體安全的項目。由大壩主管部門根據(jù)投資審批權(quán)很和對工程的安全影響程度確定。

    2 檢查

    2.1.1 檢查是養(yǎng)護修理的基礎(chǔ),是發(fā)現(xiàn)工程異常和損壞的重要手段,因此應(yīng)按照本規(guī)程和有關(guān)規(guī)范的規(guī)定對混凝土壩和同級土石壩等水工混凝土建筑物進行檢查。

    2.2.1~2.2.3 該條規(guī)定的檢查系大壩運行期的檢查。

    3 養(yǎng)護

    3.1.1 養(yǎng)護可分為經(jīng)?;蚨ㄆ趯炷翂芜M行各種維護功能性的保養(yǎng)和對可能發(fā)生的損壞進行防護。

    工程表面指大壩壩頂面、上下游坡面及廊道,溢洪道,輸、泄水洞(管),過壩建筑物,廠房,壩肩、岸坡等表面。

    3.1.3~3.1.6 混凝土壩的養(yǎng)護除應(yīng)消除建筑物本身的表面缺陷、維護正常功能外,還應(yīng)消除危害建筑物的社會行為或人為損害。3.1.3~3.1.6主要是指消除危害建筑物的社會行為或人為損害。

    3.2.3 易受冰壓損壞的部位,指溢洪道的胸墻、閘墩、閘門等。

    易受凍融損壞的部位,指壩面易積水處、溢流面、放空后的輸、泄水洞(管)等。

    3.2.4 碳化引起鋼筋銹蝕,指碳化深度達到或超過鋼筋保護層厚度,導(dǎo)致鋼筋銹蝕。丹江口工程采用環(huán)氧厚漿涂料、防水工程采用水泥色漿防碳化,效果良好。

    3.2.5 溶出性侵蝕(俗稱“流白漿”),指滲漏水將混凝土中的氫氧化鈣析出,使混凝土強度不斷降低、滲漏量逐漸加大。

    軟微侵蝕,指化學(xué)侵蝕介質(zhì)已開始對表層面產(chǎn)生侵蝕或已對表層面產(chǎn)生侵蝕并有發(fā)展可能的。嚴重侵蝕,指采用涂層保護還不能阻止化學(xué)侵蝕繼續(xù)發(fā)展的。

    3.3.1 各類止水設(shè)施,指壩體橫縫,溢洪道,輸、泄水泥(管),廠房等伸縮縫止水設(shè)施。

    3.4.2 人工清理,指人工用鍬、鏟、勺或竹木、金屬桿(管)類簡單工具疏通。機械清理,指使用機鉆疏通,風(fēng)、水沖洗疏通等。

    3.6.2 定期監(jiān)測,指排沙、清淤前后監(jiān)測壩前及進水口淤積情況。

    4 裂縫修補

    4.1.1 裂縫調(diào)查是分析裂縫成因、判斷是否修補或補強加固,以及選擇修補或補強加固方法的基礎(chǔ),因此必須進行這項工作。

    由于裂縫成因復(fù)雜,為了做好裂縫調(diào)查工作,附錄C列出了調(diào)查的細目。調(diào)查原則上按所列的項目進行,如經(jīng)驗豐富的專家大體上能推斷出裂縫原因,可減少調(diào)查內(nèi)容。

    4.1.2 基本調(diào)查的目的是了解裂縫的基本資料,主要以目測為主,并調(diào)查以往有關(guān)資料,不需要進行試驗,計算分析。一般可根據(jù)基本調(diào)查取得的資料推斷出裂縫成因,判斷是否需要修補或補強加固,從而選定修補或補強加固的方法。

    4.1.3 補充調(diào)查的目的是進一步搜集有關(guān)資料,根據(jù)基本調(diào)查結(jié)果無法推斷裂縫原因,或發(fā)現(xiàn)數(shù)個可能引起裂縫的原因而無法確定開裂的主要原因時才有必要進行。

    4.1.4 經(jīng)補充調(diào)查仍不能確定裂縫發(fā)生原因以及是否需要修補或補強加固時,應(yīng)進行專題研究。

    4.2.1 死縫是指縫的寬度和長度不隨環(huán)境條件和荷載變化而變化的裂縫;活縫是指寬度隨外界環(huán)境條件、荷載變化而變化,長度不變或變化不大的裂縫;增長縫是指寬度、長度隨外界條件的變化而增長的裂縫。

    4.2.3 修補是指恢復(fù)建筑物耐久性、防水性等措施;補強加固是指恢復(fù)建筑物承載能力和抗滑穩(wěn)定等措施。

    當裂縫已威脅混凝土構(gòu)件的耐久性或防水性時,可根據(jù)裂縫寬度判斷是否需要修補。日本混凝土工程協(xié)會編制的《混凝土工程裂縫調(diào)查及補強加固技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,必需修補與無需修補的裂縫寬度見表4.2.3-1。

    我國SL/T191—96規(guī)定在四類環(huán)境條件下,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大裂縫寬度允許值見表4.2.3-2。

    表4.2.3-1 必須修補與無雷修補的裂縫寬度(日本)

區(qū)分
其他因素的影響
按耐久性要求
按防水性要求
環(huán)境
 
苛刻的
>0.4
緩和的
(A)需修補的裂縫寬度
>0.4
>0.6
>0.6
>0.2
>0.4
>0.8
>0.8
>0.6
<0.2
>1.0
(B)需修補的裂縫寬度
<0.1
<0.2
<0.2
<0.05
<0.1
<0.3
<0.3
<0.2
>0.4
<0.3

    注: 所謂其他因素的影響(大、中、?。┫抵噶芽p深度、形態(tài)、保護層厚度、混凝土表面有無涂層、原材料、配合比及施工縫等因素。主要應(yīng)著重于鋼筋銹蝕環(huán)境因素。

    參照上述有關(guān)規(guī)定,本規(guī)程對按耐久性要求確定鋼筋混凝土構(gòu)件的最大裂縫寬度允許值,選用SL/T191—96《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。

    按防水性要求,一、二、三類鋼筋混凝土構(gòu)件的需修補裂縫寬度,表4.2.3-1規(guī)定為0.20mm,我國尚沒有資料可借鑒,為了保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防水性,將一、二、三類鋼筋混凝土構(gòu)件需修補裂縫寬度下限值定為0.10mm。

    交通部JTJ288—96《水運工程混凝土施工規(guī)程》規(guī)定,有抗?jié)B要求的港工混凝土建筑物的允許裂縫寬度為0.05mm,表4.2.3-l規(guī)定的無需修補裂縫寬度也是0.05mm。因此,按防水性要求四類鋼筋混凝土構(gòu)件需要修補的裂縫寬度下限值定為0.05mm。

    4.3.3 活縫修補鋪隔離膜的目的是使橡膠片材不與基底粘結(jié),能在5~6cm寬范圍內(nèi)自由變形。

    表4.2.3-2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大裂縫寬度允許值

環(huán)境條件類別
最大裂縫寬度允許值(mm)
短期組合
長期組合
0.40
0.35
0.30
0.25
0.25
0.20

    注:  1.當結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受水壓且水力梯度i>20時,表列數(shù)字宜減小0.05。

    2.結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土保護層厚度大于50mm時,表列數(shù)字可增加0.05。

    3.若結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面設(shè)有專門的防滲面層等防護措施時,最大裂縫寬度允許值可適當加大。

    4.環(huán)境條件類別:

    一類——室內(nèi)正常環(huán)境;
    二類——露天環(huán)境,長期處于地下或水下的環(huán)境;
    三類——水位變動區(qū),或有侵蝕性地下水的地下環(huán)境;
    四類——海水浪濺區(qū)及鹽霧作用區(qū),潮濕并有嚴重侵蝕性介質(zhì)作用的環(huán)境。

    1)大氣區(qū)與浪濺區(qū)的分界線為設(shè)計最高水位加1.5m;浪濺區(qū)與水位變動區(qū)的分界線為設(shè)計最高水位減1.0m;水位變動區(qū)與水下區(qū)的分界線為設(shè)計最低水位減1.0m,鹽霧作用區(qū)為離海岸線500m范圍內(nèi)的地區(qū);

    2)凍融比較嚴重的三類環(huán)境條件的建筑物,可將其環(huán)境類別提高為四類。

    橡膠片材有氯丁橡膠、三元乙丙橡膠等,橡膠具有良好的防滲性能、彈性、延伸性、耐老化性,可使用溫度范圍大,使用壽命可達幾十年,與混凝土等材料能良好的粘結(jié),能耐酸、堿、鹽,不受霉菌、細菌及海洋生物的侵害等。粘貼橡膠片材修補大壩上游面裂縫應(yīng)用較多,例如湖南東江混凝土雙曲拱壩上游面138.0~161.3m高程,粘貼氯丁橡膠片材面積達2190m2;浙江緊水灘大壩上游面103~111m高程裂縫處理,粘貼三元乙丙橡膠片材面積達1600m2。效果均良好。

    4.3.4 干燥基面涂刷樹脂類基液粘結(jié)強度高,因此涂刷樹脂基液時宜使槽面處于干燥狀態(tài);在潮濕基面涂刷聚合物水泥漿粘結(jié)強度高,因此涂刷聚合物水泥漿時應(yīng)使槽面處于潮濕狀態(tài)。

    4.3.5 化學(xué)灌漿是以不吸漿為結(jié)束標準,原則上以吸漿量小于0.01L/min,并延長適當時間或以基本不吸漿為結(jié)束標準,但在實際灌漿過程中往往難以控制。中國水科院結(jié)構(gòu)材料所在引大人秦盤道嶺隧洞裂縫化灌處理用吸漿量小于0.02L/5min作為灌漿結(jié)束標準,容易控制。因此本條選用吸漿量小于0.02L/5min作為化學(xué)灌漿結(jié)束標準。

    采用灌漿法修補深層裂縫和貫穿裂縫應(yīng)用較多,效果良好。例如河北省大黑汀水庫大壩44號、45號壩段有貫穿上下游的深層裂縫,采用改性環(huán)氧漿材灌漿;青銅峽大壩29號壩段下游面豎向裂縫采用甲凝灌漿、參窩水庫大壩貫穿性裂縫采用水溶性聚氨酯漿材灌漿處理等。

    4.3.6 修補施工宜在5~25℃環(huán)境溫度下進行,按SDJ207—82規(guī)定,寒冷地區(qū)的日平均氣溫穩(wěn)定在5℃以下、溫和地區(qū)的日平均氣溫穩(wěn)定在3℃以下屬于冬季施工,考慮修補材料的凝固硬化、使用時間及強度增長等因素,將施工環(huán)境溫度下限定為日平均氣溫5℃,如果低于5℃,則必須采取保溫措施。溫度超過25℃使樹脂類材料固化速度加快,導(dǎo)致材料變脆,且高溫澆筑水泥混凝土必須采取溫控保濕措施。因此修補施工環(huán)境溫度上限定為25℃。  

    水泥類材料濕養(yǎng)護對混凝土強度發(fā)展的影響如圖4.3.6所示。形成不連續(xù)毛細孔所需潮濕養(yǎng)護時間,見表4.3.6。因此,從強度發(fā)展與形成不連續(xù)毛細孔所需時間來考慮,對水泥基修補材料必須濕養(yǎng)護14天以上。

    水泥水化、強度增長需濕養(yǎng)護,而聚合物起增強作用需干養(yǎng)護。因此,聚合物水泥砂漿及混凝土應(yīng)先濕養(yǎng)護7天,再干養(yǎng)護不少于14天。

    表4.3.6 形成不連續(xù)毛細管體系所需要的養(yǎng)護時間(悉尼·明德斯,1981年)

水灰比
養(yǎng)護時間(天)
0.40
3
0.45
7
0.50
28
0.60
180(6個月)
0.70
365(1年)
>0.70
不可能形成

    常用修補材料附錄F中的普通減水劑產(chǎn)品有木鈣、糖鈣、JG等;高效減水劑產(chǎn)品有荼系高效減水劑FDN、NB、NF、UNF、建~1、AF等;樹脂磺酸鹽類SM、JSM、CRS等;引氣劑產(chǎn)品有DH9、PC~2、SJ等;潮濕(或水下)環(huán)氧固化劑產(chǎn)品有酮亞胺、T31、810、MA等;環(huán)氧低溫固化劑產(chǎn)品有YH一82等;彈性環(huán)氧固化劑產(chǎn)品有CJ一915等。

    4.4.3 采用預(yù)應(yīng)力法進行補強加固的工程較多,例如豐滿大壩34號~36號壩段的壩基面因抗剪強度低,7號~49號壩段在220m高程以上混凝土質(zhì)量差,不能滿足抗滑穩(wěn)定要求。因此采用了大噸位預(yù)應(yīng)力錨索加固,取得了良好的加固效果。湖北省杜家臺分洪閘閘墩垂直向貫穿裂縫,縫長8m,最大縫寬1.25mm,采用在閘墩頂部布置2根預(yù)應(yīng)力錨索縱貫整個閘墩,進行預(yù)應(yīng)力加固,效果良好。

    4.4.4 采用玻璃鋼補強加固渡槽、水閘工作橋大梁、鋼絲網(wǎng)面板閘門等水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已很普遍。例如江蘇萬福閘工作橋大梁有10多條裂縫,縫寬0.27mm,采用粘貼玻璃鋼方法進行了補強加固;湖南望仙橋水庫新安網(wǎng)殼渡槽、桃花江水庫引水渡槽、山東喬店水庫北干渠渡槽等采用玻璃鋼補強加固,效果都很好。

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