混凝土壩和漿砌石壩的養(yǎng)護維修探討

趙環(huán)宇，王 琦，孫 震

（1.遼寧省康平縣水利局，遼寧 康平 110500；2.遼寧省法庫縣水利局，遼寧 法庫 110400；3.遼寧省沈陽市東林區(qū)水利局，遼寧 沈陽 110015）

0 引言

水庫建成后,在長期運用過程中，受自然和人為因素的影響，各種建筑物會受到不同程度的損壞。如不及時進行養(yǎng)護維修，就會影響建筑物的正常運行，嚴重的會使建筑物遭受破壞，失去作用，甚至導致潰壩事故，給國家和人民生命財產帶來不可彌補的損失。因此,必須對水庫建筑物進行經常性的養(yǎng)護和維修。

我國已建成水庫85 000 多座， 在水庫大壩中，相當大的一部分是混凝土壩和砌石壩，而這些水庫建成時間又較長，需要養(yǎng)護和維修。 因此，對混凝土壩、砌石壩進行風險評價后，如何進行養(yǎng)護維修就顯得極為重要。

1 混凝土壩和漿砌石壩的日常養(yǎng)護

（1）經常保持壩體和溢流壩面的清潔完整，隨時清除雜草和積水。 在壩頂、防浪墻、廊道和壩坡等處，不要隨意堆放雜物，以免影響管理工作。 對溢流面被砂石磨損或水流沖毀的部位，應及時用混凝土或砂漿修補。

（2）保持壩基、廊道和表面排水溝等排水系統(tǒng)的暢通，經常進行人工清洗。

（3）在汛期或冬季應避免、防止漂浮物和流冰對壩體的沖擊。

（4）混凝土壩、漿砌石壩常見的病害是裂縫，管理人員每年應仔細認真地檢查。 當發(fā)現(xiàn)裂縫時，應用紅漆標示出裂縫兩端標記，注明日期，并作出書面記錄，以后定期檢查裂縫是否延伸發(fā)展，查明形成原因后及時修理。 一般表面裂縫待其表皮剝落后鑿毛清洗，用水泥砂漿修補。 如發(fā)現(xiàn)嚴重的裂縫情況，應加強觀測，待裂縫穩(wěn)定、不再擴大時，做徹底處理，絕不可留下未經堵塞的大裂縫過冬。

（5）定期檢查伸縮縫、止水是否完整無損，有無滲水及其工作情況是否正常。 對瀝青井出流管、蓋板等應經常保養(yǎng)。 如發(fā)現(xiàn)瀝青不足或止水損壞時，應及時修補。 對瀝青井每5～10 年加熱一次，瀝青不足時應補灌，瀝青老化應及時更換，老瀝青應回收處理。

（6）定期對壩體進行觀測，并及時整理和分析觀測資料，對壩體工作情況作出判斷。

（7）當壩體有滲水現(xiàn)象時，應首先對上游面進行勾縫處理，必要時再研究專門的處理措施。

（8）經常保持溢流壩頂閘門的啟閉靈活。 溢流時應觀察水流形態(tài)是否正常，溢流后應檢查溢流表面和消能設備有無沖刷損壞、下游河床有否沖淤變化等，防止造成局部沖刷。

（9）平時不要在消力池內堆積塊石、樹木等阻礙消能的物料。

（10）在大壩附近嚴禁開石爆破和炸魚等行為。

2 常見病害的處理

必須保證混凝土壩、砌石壩在各種外力組合作用下有足夠的穩(wěn)定性。 通過復核計算，達不到穩(wěn)定性要求的，應進行加固改造。

2.1 局部松動或脫落的維修

由于碰撞、超限制受壓、冰凍或施工質量差，會使壩體局部松動、脫落，如不及時修理，會逐步擴大、惡化，甚至危及整體安全。 修補方法是，首先將松動和破碎的部分清除掉、沖洗干凈，然后用水泥沙漿、混凝土重新砌（填）筑，使壩體恢復原狀。 例如：2000 年， 沈陽市法庫縣七家子水庫大壩就有局部松動現(xiàn)象，后經灌注水泥沙漿后，效果良好，至今仍在安全運行。

2.2 裂縫的維修

2.2.1 壩體裂縫產生的原因

（1）由于壩體外部氣溫變化引起壩體內外溫差過大、壩體的溫度應力超過砌體的抗拉極限強度，產生溫度裂縫。 （2）由于地基軟硬度不一致，受力后會產生不均勻沉陷，使砌體局部產生較大的拉應力和剪應力，造成壩體的沉陷裂縫。 （3）漿砌石壩由于壩體的石料強度不夠、沙漿強度等級過低、施工質量控制不嚴，當壩體受力后，因抗拉、抗壓和抗剪強度不夠會產生應力裂縫。（4）由于壩體結構形式或幾何尺寸不合理，以致壩體內產生局部應力集中，也可能會造成應力裂縫。

2.2.2 裂縫維修方法

常用的裂縫修理方法有：噴涂法、粘貼法、充填法和灌漿法。

1）噴涂法。 噴涂法適用于寬度小于0.3 mm 的表層裂縫，其所用涂料為環(huán)氧樹脂類、聚酯樹脂類、聚氨酯類、改性瀝青等。 施工時，先用鋼絲刷清除表面附著物和污垢，然后鑿毛、沖洗干凈，再噴涂或涂刷2～3 遍。 噴涂時，先用較稀的涂料，涂膜總厚度大于l mm。

在采用環(huán)氧樹脂等材料進行修補施工時，現(xiàn)場必須通風良好，施工人員要戴口罩和橡皮手套，嚴禁皮膚直接接觸，使用的工具、殘液不得棄置或投入水庫，防止水質污染。為確保修理質量，作業(yè)前，宜用噴燈烘干作業(yè)面。

2） 粘貼法。 粘貼法適用于不同深度的表層裂縫。 當裂縫寬度小于0.3 mm 時，可將裂縫表面污垢清除并沖洗干凈，然后在裂縫表面粘貼橡膠片材、聚氯乙烯片材等。 在粘貼時，先涂刷一層膠粘劑，再加壓粘貼刷有膠粘劑的片材。 當裂縫寬度大于0.3 mm時，操作步驟為：（1）沿裂縫開鑿寬18～20 cm、深2～4 cm、長度超過裂縫15 cm 的槽面，并清洗干凈。（2）在槽面涂刷一層樹脂基液，并用樹脂沙漿找平。 （3）沿縫鋪隔離膜5～6 cm，并在隔離膜兩側干燥基面上涂刷膠粘劑。（4）粘貼刷有膠粘劑的片材，用力壓實。（5） 在槽兩側面涂刷一層膠粘劑， 回填彈性樹脂沙漿，與原混凝表面齊平。

3）充填法。 充填法適用于縫寬大于0.3 mm 的表層裂縫。 對于死縫，充填水泥沙漿、樹脂沙漿，具體施工方法為：（1）沿裂縫鑿出槽寬、槽深均為5～6 cm 的V 形槽，并清洗干凈。 （2）在槽面涂刷基液。涂刷樹脂基液時，槽面應處于干燥狀態(tài)；涂刷聚合物水泥漿時，槽面應處于潮濕狀態(tài)。 （3）向槽內嵌填修補材料，壓實抹光。 對于活縫，充填水泥沙漿或彈性嵌縫材料。 施工時，應先沿裂縫鑿出U 形槽，槽寬、槽深均為5～6 cm，清洗干凈；槽底面用沙漿抹平，并鋪隔離膜，槽側面涂刷膠粘劑，再嵌填彈性材料，并用力夯實。 最后回填沙漿與原混凝土面齊平。

4）灌漿法。 對深層裂縫和貫穿性裂縫，可灌注水泥漿材料、環(huán)氧漿材、高強度水溶性聚氨酯漿材、彈性聚氨酯漿材等（根據(jù)裂縫是死縫或活縫分別確定漿材）。 一般應請專業(yè)技術人員做出技術設計、編制概預算，經上級批準后，由專業(yè)施工單位施工。如，2001 年， 沈陽市康平縣三臺子水庫經安全鑒定后，查處深層有裂縫，屬三類壩，需要進行加固處理。 經研究決定，采用灌漿法。2003 年施工結束，至今運行良好。

2.3 壩體滲漏的維修

混凝土壩、漿砌石壩漏水包括壩體和壩基滲漏。壩基漏水處理屬除險加固工程，應在滲透分析的基礎上，做好專門設計，并經報上級水利部門批準后實施。

2.3.1 壩體滲漏的原因分析

砌石壩下游壩面滲水處往往有乳白色碳酸鹽沉積物，這是壩體滲漏的明顯標志，如果不進行處理，壩體膠結材料將會不斷被滲水溶解而帶出壩體，從而削弱壩身砌體的強度，影響壩體安全。 除前述壩體裂縫引起漏水外， 其他引起滲漏的原因主要有：（1）由于施工質量差、分縫不當或施工冷縫而形成滲漏通道。（2）砌石壩砌筑時，砌縫中沙漿不夠密實，存有較多孔隙，或沙漿過稀，干縮后形成縫隙，以致形成漏水通道。 （3）因砌石壩砌體石料本身抗?jié)B強度低，致使庫水滲過石料而形成滲漏。

2.3.2 壩體滲漏處理

1）集中滲漏。 當滲水壓力小于0.1MPa(1kg/cm2）時，可用直接堵漏或導管堵漏法處理。 直接堵漏法是把孔壁鑿成口大內小的楔子形狀，沖洗干凈后，用特快凝止水沙漿做成與楔孔相近形狀體，將其迅速塞入孔內，堵住漏水。 導管堵漏法是清除漏水孔壁松動的混凝土，鑿成適合下管的孔洞，將導管插入孔中，導管四周用快凝止水沙漿封堵，凝固后拔出導管，最后用快凝止水沙漿封堵導管孔。 當滲水壓力大于0.1MPa(1kg/cm2）時，可采用灌漿堵漏法，即將孔口擴成喇叭狀，沖洗干凈后，用快凝沙漿埋設灌漿管，使漏水從管內導出， 再用高強沙漿回填管口四周至混凝土壩面。沙漿強度達到設計標準后，進行灌漿。灌漿壓力為滲水壓力的1～2 倍。 漏水封堵后，表面選用水泥防水沙漿、聚合物水泥沙漿或樹脂沙漿保護。

2）裂縫滲漏。 當裂縫己有滲漏時，應先進行導滲（用風鉆在縫的一側鉆孔，穿過縫后埋管導滲），再修補裂縫。 裂縫修補達到強度后，用灌漿法封閉導水管。

3）壩面散滲。 混凝土壩、漿砌石壩下游壩面易發(fā)生大面積散滲。 處理的辦法有：在迎水面進行表面涂抹（用防水涂料等）、噴射混凝土防滲層、重新澆筑混凝土防滲面板、 進行壩體灌漿等。 可按照SL230--98《混凝土壩養(yǎng)護修理規(guī)程》中的要求，做出設計，經上級審查批準后施工。

4）伸縮縫滲漏。 伸縮縫滲漏的處理可采用嵌填法、粘貼法和錨固法。

嵌填法的施工方法為：（1）沿裂縫鑿出寬、深均為5～6 cm 的V 形槽， 清除縫內雜物及失效止水材料，沖洗干凈。 （2）槽面涂刷膠粘劑，槽底縫口設隔離棒。（3）嵌填橡膠類、瀝青基類或樹脂類材料。（4）回填彈性樹脂沙漿，與原混凝土平。

粘貼法與普通混凝土裂縫粘貼法相同，其選用材料為厚3～6 mm 的橡膠片材。

用錨固法對伸縮縫迎水面局部修補的施工方法為：（1）在漏水縫處沿縫兩側鑿出寬35 cm、深8～10 cm 的槽，并各鉆一排錨栓孔（排距25 cm，孔徑22～25 mm，孔距5O cm、孔深30 cm），沖洗干凈，預埋錨栓。（2）清除縫內堵塞物，嵌入瀝青麻絲。（3）掛橡膠墊，再將金屬止水片套在錨栓上。 （4）安裝鋼墊板、擰緊螺母、壓實。 （5）在金屬止水片與縫面之間充填密封材料、止水片材，在壩面間充填彈性樹脂沙漿。

2003 年，沈陽市康平縣花古水庫經水庫安全鑒定后，查處壩體有漏水，屬三類壩，需要進行加固處理。 經研究，決定采用導管堵漏法維修，2004 年施工結束后，至今運行良好。

3 結語

壩體的養(yǎng)護和維修對大壩的安全有重要的作用。而大壩養(yǎng)護和修理的方法有多種，文中主要探討了混凝土壩、砌石壩幾種常用的養(yǎng)護修理技術。 在工程中，采用何種方法進行混凝土壩、砌石壩的養(yǎng)護維修應根據(jù)具體情況而定。 工作人員完全掌握混凝土壩、砌石壩的養(yǎng)護修理技術，才能靈活應用各種處理方法，達到既定目標。

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