环氧材料在水利工程中的应用

1概述

环氧材料在水利工程金属结构专业中属于新兴的材料，以往极少采用，但由于其具有粘结力强、化学稳定性好、极强的抗水性、较高的强度，因此在水工土建专业得到了广泛的应用。比如：常用于修整混凝土表面的凹坑，修复泥沙磨损与空蚀破坏区、坝体裂缝、倒虹吸管裂缝、涵洞裂缝等。根据我省工程改造的实际情况，大胆尝试了环氧材料在水利工程的门槽改造部位的应用，下面结合实例作一些介绍。

2应用实例

2.1环氧材料在王家坎水库改造工程上的应用

2.1.1工程概述

王家坎水库修建于1958年，是大跃进年代边设计、边施工建设的中型综合利用水利工程，主要建筑物有拦河坝、溢洪道及输水洞。此次改造涉及金属结构的部分只有输水洞，原输水洞布置在河床右岸，为坝内埋管，断面型式为方型，断面尺寸为1．2m×1．2m，长63．10m，输水洞进口底高程为99m，最大过水流量6m³/S。原有输水洞进水塔只设一道木闸门，启闭设备为螺杆式启闭机。此次改造在进水塔处设一道拦污栅、一道检修闸门、一道工作闸门。闸门均为钢闸门，启闭设备为螺杆式启闭机。原有输水洞进水塔拆除重建。

2.1.2工程改造的特点及处理方法

本次改造，闸门、启闭设备全部更换，输水洞进水塔拆除重建，根据管理部门意见，为缩短工期，尽量利用输水洞原有底板，底板长8．12m，宽7．5m。如果利用原有底板，门槽底槛埋件的埋设成为关键技术，为此考虑了三个方案：

方案1：底槛高程不变，在底板上开槽400-500mm深，用于埋设门槽底槛埋件。根据现场勘探结果原底板只有250mm厚，之下就是沙石层。如果在这样的基础上进行施工，洞前是挡5-6m水深的围堰，堰前压力大，极有可能从开挖部位渗水，渗流严重就有可能发生不可预见的事故，为慎重起见，不采用此方案。

方案2：采用抬高底板高程的方法，把底板高程抬高400rnm，底板高程变为99.40m，这样带来不利的问题，新铺设的输水洞埋管与原坝内埋管不在一个高程上，势必采用斜坡渐变连接，但根据总体布置，为了满足斜坡连接坡度，必须对原坝内埋管再向坝内开挖，工程量极大，施工难度也大，不采用此方案。

方案3：采用在原底板上开挖50mm深的沟槽，利用钢板与环氧材料粘贴的方法补平原底板，作为底槛埋件，避免了采用方案1、2时带来的不利问题，经多方论证采用此方案。

2.1.3施工工序

(1)开挖50mm深的混凝土部位涂一层基液，再铺25iYlnl厚(分两层)的环氧砂浆，等7d后用砂轮打去5mm。

(2)将粘贴的30mm厚钢板涂一层基液，然后平铺在环氧砂浆表面上压紧，使钢板与环氧砂浆紧密相贴，不能有空隙。

(3)盖一层塑料布，塑料布上加重物压紧。

(4)待环氧砂浆硬化后拆除塑料布，在钢板边缘涂一层基液后用环氧砂浆封住。

2.2环氧材料在双台子河闸双绕进水闸改造工程上的应用

2.21工程概述

双台子河闸改建工程双绕进水闸共三孔，孔口尺寸为4．5m×3m，每孔原设置一扇钢筋混凝土平面定轮闸门，由2X80kN固定卷扬式启闭机启闭。进水闸闸门自安装到现在，尚未检修过，其闸门面板为钢丝网水泥面板，钢筋混凝土梁系。进水闸闸门原设计水位为3．8m，底槛高程为0．8m；现在的设计水位为4．3m，设计洪水位提高到8．29m，校核洪水位为9．27m。当上游水位达到7．9m时，要求闸门全部关闭，因此，最高挡水位可到9．27m；当水位在7．9m以下时，闸门有部分开启、调节流量的要求。

根据原闸门存在的问题及运用条件的变化，此次改造把原钢筋混凝土闸门改为平面定轮钢闸门，其孔口尺寸不变，利用原有底槛，启闭设备改为2×100kN固定卷扬式启闭机。

2.2.2工程改造的特点及处理方法

工程改造在冬季进行，利用原有底板，闸前修筑围堰。由于围堰前水位较高，如果对底板进行开挖有可能从底板底部向开挖部位渗水，经多方论证，决定利用原有混凝土底槛，不进行开挖，节省工期。原有底板经多年的运行，由于磨损、空蚀等原因，底槛凹凸不平，为提高闸门止水的密封性，采用环氧材料涂抹的方法，对底槛进行平整。

2.2.3施工工序

(1)对原混凝土底槛表面进行凿毛，并清洗、干燥，提高环氧材料与混凝土基面的粘结性能。

(2)用红外线灯对新混凝土表面进行照射加温，然后刷热环氧基液一层。

(3)涂抹环氧砂浆、压实，确保表面平整光滑。

3环氧材料的施工要求

环氧材料施工前，结构物表面应清洗干净，并进行加糙处理，以保证粘结质量；环氧材料施工时，环境温度以15～40℃为宜。

(1)为了使老混凝土表面充分被环氧树脂浆液所湿润，保持良好的粘结力，在涂抹环氧砂浆或环氧混凝土时，应先在表面涂一层环氧基液。

(2)在涂刷基液时，力求薄而均匀，对于凹凸不平难于涂刷的地方，应反复多刷几次，基液厚度应不超过1mm为宜。

(3)涂刷基液后须间隔一定时间，使基液中的气泡消除后，再涂抹环氧砂浆或浇环氧混凝土。间隔时间一般为30~60arin。

(4)涂刷方式：可用毛刷人工涂刷，将基液均匀刷在混凝土面上；用喷枪喷射，将基液直接喷射在混凝土面上(空气须经过滤)。为便于涂匀，可在基液中加入少量丙酮(3％～5％)。

(5)已涂刷基液表面，应注意保护，防止灰尘掉在上面。

3．2涂抹环氧砂浆工艺

(1)涂抹时应摊铺均匀，每层厚度不宜超过10～15mmm，底层厚度应在5～1mm，并用铁抹反复压抹，使表面翻出浆液，如有气泡必须刺破压紧。

(2)斜、立面涂抹时，由于浆液流淌，应用铁抹不断的压抹，并适当增加砂浆内的填料，使环氧砂浆稠度增大。厚度以5～10rllrif为宜，如过厚应分层涂抹，超过40mm时最好立模浇筑。采用立模浇筑时，每层模板高100mm，内侧贴聚氯乙烯薄膜，边立模、边浇筑，以保证密实。

(3)顶面涂抹时极易往下脱落，在涂刷底层时，可使用粘度较大的基液，并力求均匀。环氧砂浆涂层的厚度以5mm为宜，如超过5mm时，应分层涂抹，每层厚度可控制在3～5illm，每次涂抹均需用力压紧。

3．3浇筑环氧混凝土

环氧混凝土的工艺要求与普通混凝土基本相似，铺筑时应注意防止扰动已涂刷的环氧基液。平面浇筑时充分插捣，再用铁抹反复压抹；侧面及顶面浇筑时须架立模板，并插捣密实。

3．4环氧材料的养护

(1)环氧砂浆的养护与水泥砂浆不同，最重要的是控制温度。夏天工作面向阳的应设凉棚；冬天温度太低，应加温保暖。一般养护温度以20±5℃为宜，养护温差不宜超过5℃。

(2)养护期，夏天一般2d即可，冬季则须7d以上。

(3)养护期的前3d，不应有水浸泡或其它冲击。

4结语