喷砂技术在老混凝土表面处理中的运用

1、喷砂技术在老混凝土表面处理中的运用王建慧 曾迎峰 田长连 韩加安摘 要 赞比亚慕松达水电站始建于1960年，安装了5台1.0 MW的涡轮发电机组，总发电量为5.0 MW。1#5#机组由1.0MW扩容至1.1MW；并新增两台2.25MW机组，装机扩容后达到10MW。本工程通过对明渠和溢洪道改造的方式实现扩容，采取保留一侧边墙和底板，扩宽底板和加高边墙，在渠道内重新衬砌混凝土的方式。混凝土表面发生了碳化腐蚀，且表面沉积附着一层水藻，清理十分困难，因电站运行达55年，需要清理混凝土面积约为10000m2，工程量大。采用喷砂技术进行老混凝土面清理，达到了速度快、成本低，表面附着物清理干净的良好效果，本

2、文对此工艺进行总结。关键词 老混凝土 表面清理 喷砂施工 工艺总结1 概述1.1 工程概况穆松达瀑布水电站项目位于距离卢阿普拉省曼萨镇以北约56 km的隆戈河流域。该项目最初是赞比亚农村电气工程的一部分，为曼萨镇和该地区其他小村落供电。该项目始建于1960年，安装2台1.0 MW涡轮发电机。1971年进行二期扩建，增加1台1.0 MW涡轮发电机，同时在上游9 km处新建一座水库。1974年和1985年分两次再次扩建，又增加2台1.0 MW的涡轮发电机，总发电容量达5.0 MW。我公司承担新建和扩建工程，工程为EPC模式，包括设计、采购、施工、安装调试，向业主交付10MW水电站。即将1#5#机组

3、从1.0MW扩容至1.1MW；新增6#、7#机组各装机2.25MW，总计装机容量10MW。1.2 引水构筑物改造、施工范围及内容原设计引水明渠总长980m，明渠断面为倒梯形，底板宽度3.5m，高度4.0m，采用混凝土衬砌。我公司新建扩建工程为引水明渠改造，要求将原设计明渠底板扩宽至4.5m，明渠高度为5.5m，并在原衬砌混凝土的基础上内衬10cm厚混凝土。为充分利用原有结构，并结合现场地形，采用保留左侧边墙和底板，扩宽底板宽度并对边墙进行加高的方式。断面图见图1。图1 明渠改造及混凝土衬砌典型断面图2 施工中存在的主要工程难点该电站已建成55年，混凝土经过长时间风吹日晒，表面发生风化、侵蚀、碳

4、化，引水构筑物表面经河水浸泡、腐蚀，混凝土表面附着一层水苔，结合十分牢固。引水构筑物采取内衬砌时，老混凝土表面必须进行清理，要求将风化，附着物，水苔等彻底清除。明渠总长980m，边墙高度为4m，老混凝土表面积为8050m2，溢洪道总长204m（清理610m2），加上前池，老进水口等部位，需要清理的混凝土面积约为10000m2，工程量大且清除工作任务艰巨。3 表面清理方案选择3.1 方案比较目前针对老混凝土表面清理，通常采取如下两种方法：一种为人工用手锤或者用凿毛机凿毛；另一种为冲毛枪。用凿毛机凿毛时，效率较低，且表面易留有残留；采用冲毛枪效果较好，但设备成本高，重量大，耗水量也大。3.2 方案

5、选择通过对凿毛方式进行分析，对比，并结合现场情况，最后选择采用喷砂法进行施工，借鉴钢结构除锈用的喷砂枪工作原理，对喷砂枪进行改造；工作原理简单，结构简单，容易制作，采用普通河砂或者人工砂作为喷料，采用压缩空气作为动力。4 喷砂枪原理及结构形式4.1 基本原理选用负压式喷砂枪头，负压式喷砂枪也就箱式喷砂机所用喷沙枪，有一个进气接口，一个进砂接口。由气体在喷砂枪内产气负压将砂材吸进喷砂内然后被气体带动冲出喷砂枪。具体形状见图2。4.2 改造方案为满足现场喷混凝土表面需要，需要对喷砂头进行改造，改造后喷砂枪指标如下： 适用范围：抗压强度32MPa以内混凝土表面冲 图2 负压式喷砂抢毛处理；工作风压：

6、58MPa；需风量：45m3/min；冲毛效率：4050m2/h；用于金属结构表面除锈的喷砂枪枪头出砂量小，喷砂范围及效率都比较低，为满足现场喷混凝土表面需要，对喷砂头进行了改造，加大进砂管管径，增大储砂管容积，同时加大进风量，提高工作风压，增加了枪头的工作半径，改造后枪头结构见图3。图3 喷砂枪结构图4.3 系统构成分别由喷砂喷枪头、进砂管、进风管、砂箱、空压机构成。喷砂枪：由钢管加工，由于喷砂管磨损较大，采用0.5mm以上厚壁钢管或者无缝钢管，可以增加使用寿命。进风管、进砂管：采用普通喷锚管；储砂罐：自制铁皮容器即可。空压机：采用20m3/min中风压空压机。5 施工效果采用该套喷砂系统，

7、操作简单，劳动强度大大降低，一套喷砂枪2人即可操作；制作成本低，喷砂枪头采用普通钢管制作，成本几乎可以不计；维护简单，一般都是钢管管壁磨透，重新补焊或者更换钢管即可；喷砂枪重量轻，移动方便，适合底板、边墙，以及各种狭小的工作面，喷砂效率高，可达4560m2/h。详见图4。喷砂前后效果对比图4 混凝土表面喷砂前后对比经过检查，喷砂处理后，老混凝土表面水苔，风化层等清理干净，表面露出石子，表面呈现粗砂状，满足质量要求。6 操作要点及注意事项为防止超径颗粒进入喷砂枪造成堵塞，在使用前，需将砂子过筛处理（小于8mm），采用人工砂或者河砂都可以。喷砂枪各部位必须焊接牢固，在喷砂时枪头与混凝土面距离在10cm左右，与混凝土面夹角在75°左右。在喷砂作业时，首先对喷砂枪进行检查，焊缝是否牢固，是否有孔洞，进风管、进砂管是否畅通，然后再开始作业。喷砂时操作人员持紧枪头，将枪口对准喷砂部位（严禁瞄对人），操作人员集中精力，按照射流与混凝土表面接触的轨迹（宽带状），自左向右或者自上而下进行扫射，每排扫射要有少量重叠，以免打花或者遗漏。高压胶管应保持平顺，禁止弯折，不得转急弯，转小弯不得受压，应经常检查，若有损伤应及时更换，更换时应注意接头连接牢固。操作人员应戴耳塞