河北省岗南水库溢洪道闸墩裂缝修补加固措施

6.1.6.1　概述

河北省岗南水库正常溢洪道建于1962年，堰型为克—奥曲线形式的驼峰堰，堰顶净宽48.0m，分4孔，堰顶高程191m。经过多年运用，溢洪道闸墩圆锥铰上游扇形筋部位混凝土出现了多条竖向裂缝，影响了工程的正常运用和安全。

2004年5月，河北省水利基本建设工程质量检测中心对该部位混凝土裂缝进行了检测，发现闸墩锥铰部位附近混凝土垂直裂缝27条，裂缝长度0.94～10.29m，缝宽0.2～0.8mm，深度5～20cm。

闸墩裂缝的存在削弱了结构的整体性，由于年温差引起的热胀冷缩和冬季冻融具有周期性，裂缝会继续扩展，将削弱结构的耐久性，最终将影响闸墩的稳定和安全。因此对闸墩裂缝进行处理很有必要。

闸墩垂直裂缝均位于扇形筋范围，该部位闸墩混凝土处于受拉区。鉴于该部位结构的重要性，经过多种方案综合比较，考虑到裂缝不深，决定对裂缝进行凿槽嵌补丙乳砂浆、表面再粘贴碳纤维布进行补强。

6.1.6.2　施工

本工程采用的碳纤维片规格及性能见表6.9。

表6.9　碳纤维片的规格及性能

表6.9碳纤维配套采用碳纤维片粘结剂基本性能要求见表6.10。

碳纤维布修复、补强、加固混凝土结构施工，关键是将碳纤维片紧密、牢固粘贴在混凝土表面，与混凝土结构形成整体，达到变形协调，共同受力的目的。因此在施工中应使每道胶充分地渗入到碳纤维丝之间（细部空鼓处，可用针筒注射胶）。主要施工工序包括：准备工作、混凝土基底处理、底层涂料、残缺修补、贴碳纤维片、养护、涂装等。

表6.10　碳纤维片粘结剂的基本性能要求(www.xing528.com)

1）混凝土基底处理。混凝土基底处理质量的好坏直接影响到加固效果。因闸墩运用年久，混凝土表面老化碳化严重，因此，必须将混凝土裂缝缺陷等清除干净至完整、坚硬的新鲜混凝土面。对经过剔凿、清理和露筋的混凝土残缺、凸出部位，进行修补、打磨。

2）涂刷底层胶粘剂。为提高碳纤维片与混凝土表面的粘结力，用滚筒刷均匀地涂刷底层胶粘剂。固化后，表面上有凸起的部分用砂纸磨光。

3）粘贴碳纤维片。粘贴碳纤维片时，必须使浸渍胶充分浸透碳纤维片，使碳纤维丝形成整体。碳纤维片与混凝土表面之间粘贴的密实度是决定加固效果的关键。贴片前用滚筒刷均匀地涂刷粘结树脂，用专用工具沿纤维方向在碳纤维片上滚压多次，使树脂浸入碳纤维中，在碳纤维片、树脂、混凝土之间不允许有空气泡和漏胶现象。碳纤维片静置30分钟后，再用滚筒刷均匀涂刷树脂。

4）环境因素的影响。施工期间环境因素对施工质量有很大影响，它直接影响到粘结材料的固化性能。当气温在5℃以下、相对湿度大于85%、混凝土表面含水率在8%以上、有结露而无有效措施时，不得施工。

5）养护。在每道工序后树脂固化前，应采用塑料薄膜等遮挡，以防止风沙或雨水侵袭。碳纤维片粘贴后，可在自然条件下养护，防止贴片受到硬性冲击。

6）涂装。由于碳纤维片为黑色，因此粘贴施工完成后表层应喷涂防碳化涂料，使粘贴部位颜色与周围混凝土基本一致。

6.1.6.3　效果

碳纤维复合材料修复、补强、加固混凝土结构是一种新型的加固技术，在工业和民用建筑领域应用较为广泛，但在水利工程中应用尚少，尤其在河北省水利工程中的应用尚属首次。本工程闸墩混凝土裂缝处理取得了良好的效果，表明该技术对水工结构补强、加固十分有效，施工简便、效率高、工期短。