混凝土面板堆石壩面板裂縫處理技術(shù)

邵明貴，何忠富，王立明

(1.遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院，沈陽110006;2.遼寧潤中供水有限責(zé)任公司，沈陽110179)

1 前言

我國修建混凝土面板堆石壩已有幾十年的歷史，很多早期建成的大壩混凝土面板經(jīng)過多年的運行后表面都或多或少地產(chǎn)生了裂縫，有些裂縫比較嚴(yán)重。由于混凝土面板為大壩防滲的重要部位，如果面板裂縫貫穿，發(fā)生滲漏將會危機(jī)大壩的安全，因此必須對裂縫進(jìn)行出處理。對混凝土裂縫的處理有很多方法，其中無損貼嘴法低壓灌漿是近年來處理混凝土面板裂縫的主要方法，很多大壩混凝土面板采用這種方法處理后都取得了令人滿意的效果。

2 混凝土裂縫處理方法

國內(nèi)外對混凝土表面裂縫的處理方法很多，歸納起來主要有三大類:開槽法修補(bǔ)裂縫、低壓注漿法修補(bǔ)裂縫、表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫。

2.1 開槽法修補(bǔ)裂縫

開槽法適合于修補(bǔ)縫寬＞1 mm的裂縫，騎縫開槽，采用改性環(huán)氧樹脂砂漿嵌縫。改性環(huán)氧樹脂砂漿的配比為環(huán)氧樹脂:10，聚硫橡膠:3，水泥:12.5，砂:28。嵌縫結(jié)束后，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。該法對原結(jié)構(gòu)有一定的破壞，對裂縫的修補(bǔ)難以達(dá)到裂縫深處。

2.2 低壓注漿法

低壓注漿法為低壓化學(xué)灌漿，適合于修補(bǔ)縫寬＞0.5 mm的裂縫，采用恰當(dāng)?shù)氖┕すに嚌{液可以深入裂縫深處，對裂縫處理效果好。低壓注漿裂縫處理方法主要有開槽埋管法、打斜孔埋管法和無損貼嘴法。開槽埋管法由于對原混凝土結(jié)構(gòu)破壞較大，漿材損耗大，開槽處難以修復(fù)好等問題已普遍不再采用;打斜孔埋管法能解決開槽法的諸多不利，但存在管容耗漿大，微細(xì)粉塵易堵塞縫面影響灌漿質(zhì)量，由于該方法施工簡單現(xiàn)仍被采用;無損貼嘴法是目前處理裂縫最先進(jìn)的方法，具有工藝簡單、無鉆孔、無孔容耗漿、易找準(zhǔn)裂縫、對混凝土無損傷、成本低等優(yōu)點值得大力推廣，無損貼嘴法處理裂縫的難點是滲水縫的貼嘴，采用ECH水下黏結(jié)膠進(jìn)行滲水縫的貼嘴能最大承受1.3 MPa的壓力，為貼嘴法處理滲水裂縫提供了條件。

2.3 表面覆蓋法

表面覆蓋法是一種在微細(xì)裂縫(一般寬度＜0.5 mm)的表面上涂膜，以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法，這種方法的缺點是修補(bǔ)工作無法深入到裂縫內(nèi)部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。

3 堆石壩混凝土面板裂縫處理方法

由于鋼筋混凝土面板的裂縫主要為分散型裂縫和大面積龜裂縫，因此綜上分析，對鋼筋混凝土面板的分散型裂縫(縫寬≥0.5 mm)可采用無破損貼嘴法低壓灌漿修補(bǔ)，而對大面積龜裂縫(縫寬＜0.5 mm)可采用全部表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫。本文主要介紹無損貼嘴法低壓灌漿處理裂縫的方法。

4 低壓灌漿化學(xué)漿材的選取

化學(xué)漿材選擇應(yīng)掌握的原則:一是漿材的可灌性，所選化學(xué)漿材必須能夠灌入裂縫，充填飽滿，灌入后能凝結(jié)固化，以達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)和防滲加固的目的;二是漿材的耐久性，所選用材料在使用環(huán)境條件下性能穩(wěn)定，不易起化學(xué)變化，并且與混凝土裂縫有足夠的黏接強(qiáng)度，不易脫開。針對以上的原則要求，化學(xué)漿材采用LPL活性稀釋劑改性系列。LPL漿材屬活性稀釋劑改性系列具有親水性、凝固時間快、脆性小、漿材本身不收縮的優(yōu)點，但黏度大，可用于縫寬≥0.5 mm，材料性能見表1。

表1 LPL化學(xué)漿材性能比較表

5 無損貼嘴法灌漿施工工藝

5.1 工藝流程

注漿嘴加工→打磨→沖洗→裂縫描述→貼嘴→封縫→壓風(fēng)檢查→灌漿→注漿嘴清除→質(zhì)量檢查。

5.2 重要工藝技術(shù)要求

1)注漿嘴加工:在外徑為6 mm、長度＞6 cm的銅管一端焊上邊長為3～4 cm、厚度為1.5 mm左右的方形鐵片，鐵片中間開直徑等于銅管外徑的進(jìn)漿孔，鐵片周邊鉆排列規(guī)則的小孔。

2)打磨:采用砂輪機(jī)沿裂縫的兩邊各打磨20 cm的寬度，除去混凝土表面雜物，以免影響注漿嘴的黏貼及封縫效果。

3)沖洗:是貼嘴法施工最重要的工序，用高壓沖毛機(jī)沿裂縫開口向兩邊沖洗，以保證縫口敞開無雜物。

4)裂縫描述:用刻度放大鏡測量裂縫寬度，并對裂縫走向及縫長進(jìn)行描述，用以調(diào)整布置注漿嘴間距及灌漿壓力。

5)貼嘴:按間距20 cm布嘴;不規(guī)則裂縫的交叉點及端部均布置注漿嘴。將ECH－Ⅰ型膠抹在注漿嘴底板上，貼嘴時用定位針穿過進(jìn)漿管，對準(zhǔn)縫口插上，然后將注漿嘴壓向混凝土表面抽出定位針，定位針未黏附膠認(rèn)定注漿嘴黏貼合格。

6)封縫:貼嘴3 h后用堵漏靈膠泥將滲水縫口封堵住，2 h后用碘鎢燈將混凝土表面烘干并用無水酒精洗抹一遍;待干后刮抹一層ECH－Ⅱ型黏膠;當(dāng)不黏手時再刮抹ECH－Ⅲ型面膠三遍，待ECH－Ⅲ型面膠基本固化后，用堵漏靈加固形成中間高，兩邊低的傘形封蓋。

7)壓風(fēng)檢查:封縫完成并養(yǎng)護(hù)2 h后即可進(jìn)行壓風(fēng)檢查各孔的貫通情況，壓風(fēng)壓力＜0.25 MPa;對于不串通的孔應(yīng)查明原因進(jìn)行分析和處理。

8)灌漿:采用多點同步灌注方式，從下至上，從寬至窄，逐步推進(jìn)，采用Lily CD－15雙組分注射泵灌注LPL漿材，施工中采用穩(wěn)壓慢灌，每孔純灌時間不少于90 min，以保證灌漿質(zhì)量。灌漿壓力見表2。

表2 裂縫寬度與灌漿壓力關(guān)系

9)注漿嘴的清除:灌漿結(jié)束48 h后鏟除注漿嘴，混凝土表面采用環(huán)氧膠泥封堵平整。

10)質(zhì)量檢查及驗收:灌后質(zhì)量檢查在注射樹脂LPL灌漿結(jié)束7 d后進(jìn)行。

壓水檢查:現(xiàn)場布騎縫孔，沖擊鉆造孔(孔徑 18～20 mm、孔深10～15 cm)后，采用單點法壓水，壓水檢查壓力為0.3 MPa。合格標(biāo)準(zhǔn):壓水檢查透水率q≤0.1 Lu。

鉆孔取芯:取芯直徑89 mm，并進(jìn)行巖芯鑒定、描述，繪制鉆孔柱狀圖。

6 工程應(yīng)用

關(guān)門山水庫大壩是我國最早建成的混凝土面板堆石壩，1988年10月建成蓄水，至今已運行20多年，近期對面板進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)面板表面產(chǎn)生很多裂縫，裂縫主要為分散型裂縫(縫寬＞0.5 mm)。在裂縫處理過程中對分散型裂縫采用無破損貼嘴法低壓灌漿修補(bǔ)。處理后，經(jīng)壓水試驗和蓄水運行表明，處理效果很好，達(dá)到預(yù)想的要求。

7 結(jié)束語

堆石壩上游面的鋼筋混凝土面板為薄型結(jié)構(gòu)，任何對面板進(jìn)行鉆孔或開槽的裂縫處理方法，都容易對面板的造成一定的損壞，有些損壞甚至是難以修補(bǔ)。因此，對混凝土面板的裂縫處理推廣貼嘴無損法施工。貼嘴無損法施工工藝簡單，既減少了鉆孔量，又減少了孔容、管容的漿材耗用量，降低了施工成本。很多堆石壩工程上游的混凝土面板裂縫采用貼嘴無損法灌漿均取得了良好的處理效果。

［1］邵明貴，等.本溪市關(guān)門山水庫除險加固工程初步設(shè)計報告［R］.沈陽:遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院，2008.