专利名称：一种新老混凝土结合施工方法
技术领域：
本发明涉及一种用于新老混凝土界面进行结合的施工方法，主要适用于水利水电工程 混凝土大坝或其它混凝土建(构)筑物改扩建工程，包括混凝土的培厚加高。
背景技术：
混凝土大坝加高是在原有大坝的基础上，对其进行培厚和加高施工。在大坝加高施工 过程中，除受底部混凝土或基岩约束外，还受下游坝面及坝顶老混凝土的约束。由于新老 混凝土弹性模量相差较大，新老混凝土结合要求高，新浇混凝土防裂要求严，因此，大坝 加高施工中如何解决新老混凝土结合问题，是大坝加高工程的一个关键技术问题。
混凝土大坝加高施工中的新老混凝土结合问题，实际上是解决加高后的坝体整体性和 坝体各部位的应力满足设计要求的问题。主要包括以下三个方面(1)处理好新老混凝土 联合受力问题；(2)妥善解决加高后的坝体和坝基应力，满足大坝安全要求；(3)尽可能
减少新浇混凝土因温度应力而收縮对坝体应力产生的不利影响，避免或减少混凝土裂缝， 尤其是危害性裂缝。新老混凝土结合的关键是结合界面能否有效地传递和承担应力。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种在混凝土大坝或其它混凝土建(构)筑物改扩建工程中， 能够使新浇混凝土能更好的与老混凝土结合在一起，保证新老混凝土联合受力的新老混凝 土结合施工方法。
一种新老混凝土结合施工方法，
切割键槽在老混凝土上切割键槽，键槽为水平布置，键槽断面为不等边三角形，根 据键槽设置部位的结构体型，搭设简易操作平台和安全防护设施，安装钻孔导向器，采用 液压圆盘踞切割和钻孔静力膨胀相结合的方法成槽，为防止键槽突然脱落损坏新浇或原结 构混凝土表面，键槽切割前，结构表面应采用砂或细骨料等材料设柔性垫层保护；
老混凝土面碳化层凿除将老混凝土面碳化层部全部凿除，凿除后混凝土表面应显露 石子；
老混凝土面锚杆施工在新老混凝土结合面布设普通砂浆锚杆和锁口锚杆，坝体周边布置锁口锚杆，其余部分设置砂浆锚杆，向锚杆内灌注砂浆；
接缝灌浆系统设备安装在新老混凝土结合面布置接缝灌浆系统设备，新老混凝土结 合面的灌浆设备埋设在后浇混凝土内，在处理好的老混凝土面上钻孔布设出浆盒，采用止 浆片进行分区，止浆片在老混凝土内切槽埋设安装；
新老混凝土结合面密合剂施工在新的混凝土施工前，在清洗洁净的老混凝土面上涂 刷一层无机界面密合剂，增强新老混凝土结合力；
混凝土浇筑根据施工要求进行混凝土浇筑；
接缝灌浆通过预先设置好的灌浆系统设备进行接缝灌浆，完成新老混凝土的结合。
坝体周边距横缝30 cm 50cm布置锁口锚杆，孔距lm;其余部分设置砂浆锚杆，采 用梅花型布孔，间排距2mX2m。
砂浆锚杆注浆浆材为水泥砂浆，砂浆强度等级为C20;砂料采用最大粒径小于2.5皿
的中细砂，砂浆配合重量比为水泥砂=1:1 1:2，水灰比O. 38 0.45。
向锚杆内灌注砂浆施工温度在5 — 4(TC之间。 在新浇混凝土内埋设冷却水管进行温度控制。
本发明所提供的新老混凝土结合施工方法，针对新老混凝土结合面的联合受力问题， 采取老混凝土面碳化层凿除、增设键槽、周边布置锁口锚筋、内部布置砂浆锚杆、布设灌 浆系统、涂刷界面密合剂、混凝土浇筑温控、初期冷却及中期冷却等技术措施，有效改善 了新老坝体之间的传力条件和传力特性，调整工新老混凝土坝体联合受力状态，使新浇混 凝土能更好的与原坝体结合在一起。
下面结合附图和实施例对发明作进一步说明。 图1是本发明的止浆片埋设示意图。 图2是本发明出浆盒埋设示意图。
具体实施例方式
实施例本发明提供的新老混凝土结合施工方法，其主要施工过程如下 施工准备一人工切割键槽一老混凝土厘碳化层凿除一老混凝土面锚杆施工一接缝浆
灌系统埋设一涂刷界面密合剂一浇筑培厚加高混凝土并加强温控一初期和中期冷却通水
—接缝灌浆。
1施工准备根据键槽设置部位的结构体型，搭设简易操作平台和安全防护设施。为防止键槽突然 脱落损坏新浇或原结构混凝土表面，键槽切割前，结构表面应采用砂或细骨料等材料设柔 性垫层保护。
2新增键槽切割
新增键槽为水平布置，键槽断面为不等边三角形，采用液压盘锯切割与静态爆破剂分 离相结合的方法施工，静态爆破剂孔采取在简易平台安装专用的钻孔导向器成孔，本钻孔 导向器采用中国葛洲坝集团股份有限公司申请的专利申请号为200820066809.4的实用新 型专利。
3老混凝土碳化层凿除
3. 1由于原大坝混凝土已运行了几十年，其表面混凝土会产生不同程序的碳化层，为 保证新老结合面的质量，其碳化层部分须全部凿除。凿除后混凝土表面应显露石子。 3. 2凿除老混凝土面碳化层施工要求
3.2.1在原坝体斜坡面施工时，在新设键槽切割完成后，利用键槽切割形成的台阶作 为碳化层凿除的操作平台，在垂直面搭设施工排架。
3. 2. 2为了便于检査凿除的深度，在凿除碳化层之前在老混凝土表面按2mX2m的网 格设置面积为25m2检验墩，并用红色油漆标识。施工过程中，不得凿除，在凿除深度验 收合格后，昱将检验墩凿除。
3.2.3碳化层凿除检验釆用酚酞试剂检测，酚酞试剂采用1%的酚酞+99%的乙醇溶液， 其中乙醇溶液用80%的酒精+20%的蒸馏水配制，配制好的试剂无色透明用毛刷蘸试剂涂于 被检测混凝土表面，若试剂变为红紫色即为合格，不变色即为不合格，需重新对检测表面 补凿至合格。
3.2.4碳化层的凿除与键槽切割不得上、下同时作业，新增键槽应先于碳化层凿除， 错开施工形成流水作业。 4锚杆施工
4. 1新老混凝土结合面应根据结构体型布设普通砂浆锚杆和锁口锚杆。坝体周边距横 缝30 cm 50cm布置锁口锚杆，孔距lm;其余部分设置砂桨锚杆，采用梅花型布孔，间 排距2mX2m为宜。
4. 2锚杆施工要求
4. 2. 1钻孔孔位偏差不大于100mm，孔轴应沿结合面法线方向，偏斜偏差小于5° ，孔径50mm，孔深应符合设计要求，允许偏差应不大于50mm。
4. 2. 2砂浆锚杆注浆浆材为水泥砂浆，砂浆强度等级为C20;砂料采用最大粒径小于 2.5mm的中细砂，其质地坚硬、表面清洁，砂浆配合比为水泥砂=1: 1 1: 2，水灰比 0. 38 0. 45。
4.2.3桨材应拌制均匀，随拌随用，初凝前必须使用完毕，超过初凝时间的砂浆必须废弃。
4.2.4锚杆孔注浆前，应将孔内的灰渣和水吹洗干净，孔底内残渣厚度应小于3cm， 保持孔壁表面润湿。
4. 2. 5注浆施工环境温度可在5 4(TC，在环境温度低于5'C施工时应采取保温措施， 不允许在低于-2'C环境中施工。
4. 2. 6锚杆注浆应采用灌浆泵进行。对于水平面上的垂直孔可采用人工插管注浆。
4. 2. 7锚杆施工宜采用"先注桨后安装锚杆"的程序施工。若采用"先安锚杆后注浆" 的程序，钻头直径应比锚杆直径大25mm以上。
4.2.8对钻孔倾角大于15°的锚杆孔注浆时，应将注浆管插入到距孔底15 30cmm 的位置，自孔底开始注浆。当孔深小于300cmm时，可保持注浆管位置直至注浆结束；当 孔深大于300cmm时可边注浆边提注浆管，但注浆管管口应位于孔内浆面以下100 200c腿。对钻孔倾角小于15°的锚杆孔注浆时，应在孔口采用与孔内注浆同类，但流动 性小的材料封堵注浆管下方1/2范围内注浆管与孔壁之间的间隙。
4.2.9注浆结束后，应立即安装锚杆。安装锚杆时，插入速度适当，不应自由下落， 防止锚杆插入过程中带入气囊。对于钻孔倾角小于15°的锚杆，注浆管外拔和锚杆插入 过程中应采取措施防止桨液外流。
4. 2. 10锚杆应按设计要求安装就位，锚固长度不应小于设计锚固段长度，锚杆就位 后应进行固定。在浆材终凝前不得敲击、碰撞或拉拔和悬挂重物，锚杆施工完毕7天内， 距锚杆作业区20m范围内不可进行爆破作业。锚杆施工完7天内，若需焊接施工，应采取 专门措施保护锚杆基础不受焊接高温影响。
5接缝灌浆系统埋设
5. 1在新老混凝土结合面设置接缝灌浆系统，是保证新老混凝土有良好结合的重要措 施之一。新老混凝土结合面的灌浆设备埋设在后浇混凝土内，在处理好的老混凝土坝体2 上钻出开孔1布设出浆盒5和灌浆管6，采用止浆片3进行分区，止浆片3在老混凝土坝体2内切槽4内埋设安装。灌桨管及止桨片和出浆埋设型式见图1和图2。 5. 2接缝灌浆系统施工要求
5. 2. 1灌桨设备埋设和分区应按设计图进行，并满足规范要求。 5. 2. 2分层安装的灌浆系统应逐层及时做好施工记录。
5.2.3灌浆管路连接完毕后应进行加固，防止在混凝土浇筑过程中管路移位、变形或 损坏。
5.2.4整个灌区形成后，应再次对灌浆系统通水复查，不合格者，应及时处理，并将 通水复查情况详细记录。
5. 2. 5灌浆系统的外露管口均应严密封堵，妥善保护。 6涂刷界面密合剂
在新老混凝土结合面涂刷一层界面密合剂，区别于常规界面材料，本发明使用的界面 密合剂为HTC型，是专门为水利水电工程混凝土大坝或其它混凝土建(构)筑物改扩建工 程新老混凝土结合而研制开发的，属无机水硬性材料，不会燃爆、对人和环境无毒害，施 工方便，使用时按规定加水拌合成均匀的浆体涂刷即可，可操作时间长，适用于各类混凝 土建筑结构的维修、加固，特别适于耐久性要求高和具有侵蚀性环境的混凝土建筑结构的 维修、加固。其技术指标28d抗压强度》80 MPa， 28d抗折强度》12 MPa; 28d粘结弯 拉强度》5. 5MPa。
本密合剂为无机粉剂，采用专利申请号为200710051814.8的新老混凝土结合界面密 合剂，该密合剂结石体的弹模、线胀系数与混凝土的弹模、线胀系数接近；使用时只需按 要求加水拌制成浆体，涂刷在湿水面干的老混凝土面上1 mm 3 mm即可；拌制好的浆体 尽量在45min内涂刷完，若超过45min浆体流动性稍有降低，可以加入少量水后搅拌使用， 对密合剂效果影响很小；浆体涂刷后，在无风、无阳光照射的条件下，在1.0h内覆盖新 混凝土均可。
7混凝土浇筑温度控制
大坝加高工程混凝土建筑物块体尺寸较大、施工期长、暴露面多，且环境气温变化大， 春季、冬季气温骤降频繁。因此在施工过程中，必须做好新混凝土的温控防裂工作，避免 因新老混凝土温度应力不同影响其结合。温度控制要点如下-
7. 1混凝土允许浇筑温度、分层厚度及浇筑间歇期应符合设计规定和规范要求。特别 是新老混凝土结合部约束区必须从严控制。7.2应根据混凝土施工配合比、气温资料、施工方法和设计允许最高温度确定浇筑块 所需的浇筑温度及出机口温度。低温季节采用自然入仓温度混凝土。高温季节或较高温季 节采用预冷措施拌制的低温混凝土，混凝土浇筑温度控制在12 14'C为宜。
7. 3降低混凝土浇筑温度的控制措施
7. 3. 1成品料仓骨料堆高不宜低于6m，并应有足够的储备。
7.3.2粗骨料可采用风冷、浸水、喷洒冷水等措施。采用风冷时，应采取措施防止骨 料冻仓。
7.3.3为防止温度回升，堆料场、至拌和楼运输线应采取隔热、保温措施。 7.3.4縮短混凝土运输和暴露时间，混凝土运输工具采取隔热措施，采用喷雾等方法 降低仓面温度，对平仓振捣后的混凝土，采用隔热材料及时覆盖。 7. 4降低混凝土水化热
7.4. l在满足混凝土各项指标的前提下，应采用水化热低的水泥，优化配合比。
7. 4. 2老混凝土约束部位浇筑层厚以lm 2m为宜，上下层浇筑间歇时间宜为5d 10d。
7.5在新浇混凝土内埋设冷却水管，进行初期和中期冷却。初期通水采用水温10 12
'C的制冷水或水库低温水。在混凝土浇筑收仓后12h内开始通水，黑铁管单根通水流量不
小于18L/min，塑料水管单根通水流量不小于20L/min。
7. 6根据相关规范要求和设计对混凝土表面保护标准确定不同部位、不同条件的混凝
土表面保温措施。并重点加强基础约束区、坝体上游混凝土面及其他重要结构部位的混凝
土表面保护，尤其是加强预防寒潮的冲击。
权利要求
1、一种新老混凝土结合施工方法，其特征在于切割键槽在老混凝土上切割键槽，键槽为水平布置，键槽断面为不等边三角形，根据键槽设置部位的结构体型，搭设简易操作平台和安全防护设施，安装钻孔导向器，采用液压圆盘踞切割和钻孔静力膨胀相结合的方法成槽，为防止键槽突然脱落损坏新浇或原结构混凝土表面，键槽切割前，结构表面应采用砂或细骨料等材料设柔性垫层保护；老混凝土面碳化层凿除将老混凝土面碳化层部全部凿除，凿除后混凝土表面应显露石子；老混凝土面锚杆施工在新老混凝土结合面布设普通砂浆锚杆和锁口锚杆，坝体周边布置锁口锚杆，其余部分设置砂浆锚杆，向锚杆内灌注砂浆；接缝灌浆系统设备安装在新老混凝土结合面布置接缝灌浆系统设备，新老混凝土结合面的灌浆设备埋设在后浇混凝土内，在处理好的老混凝土面上钻孔布设出浆盒，采用止浆片进行分区，止浆片在老混凝土内切槽埋设安装；新老混凝土结合面密合剂施工在新的混凝土施工前，在清洗洁净的老混凝土面上涂刷一层无机界面密合剂，增强新老混凝土结合力；混凝土浇筑根据施工要求进行混凝土浇筑；接缝灌浆通过预先设置好的灌浆系统设备进行接缝灌浆，完成新老混凝土的结合。
2、 根据权利要求1所述的新老混凝土结合施工方法，其特征在于坝体周边距横缝30cm 50cm布置锁口锚杆，孔距lm;其余部分设置砂浆锚杆，采用梅花型布孔，间排距 2mX2m。
3、 根据权利要求1所述的新老混凝土结合施工方法，其特征在于砂浆锚杆注浆桨 材为水泥砂浆，砂浆强度等级为C20;砂料采用最大粒径小于2.5mm的中细砂，砂浆配合 重量比为水泥砂=1:1 1:2，水灰比O. 38 0. 45。
4、 根据权利要求1所述的新老混凝土结合施工方法，其特征在于向锚杆内灌注砂浆施工温度在5 — 40'C之间。
5、 根据权利要求1所述的新老混凝土结合施工方法，其特征在于在新浇混凝土内埋设冷却水管进行温度控制。
全文摘要
本发明所提供的新老混凝土结合施工方法，主要适用于水利水电工程混凝土大坝或其它混凝土建(构)筑物改扩建工程。本方法采取老混凝土面碳化层凿除、增设键槽、周边布置锁口锚筋、内部布置砂浆锚杆、布设灌浆系统、涂刷界面密合剂、混凝土浇筑温控、初期冷却及中期冷却等技术措施，有效改善了新老坝体之间的传力条件和传力特性，调整了新老混凝土坝体联合受力状态，使新浇混凝土能更好的与原坝体结合在一起。
文档编号E02B3/00GK101435192SQ20081023669
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者丁新中, 周厚贵, 宋拥军, 曹生荣, 朱云飞, 熊刘斌, 程润喜, 程雪军, 谭恺炎, 谭明军, 马江权 申请人:中国葛洲坝集团股份有限公司;葛洲坝集团第二工程有限公司