龍門口水庫拱壩橫縫灌漿技術(shù)

張鶴云，梁信寶

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津 300250）

1 工程概況

龍門口水庫位于河北省遵化市西北部石門鎮(zhèn)鎮(zhèn)北，毗鄰世界文化遺產(chǎn)清東陵陵區(qū)，距遵化市26km，是灤河水系淋河中下游的中型水利樞紐工程，總庫容為2970萬m3，壩址以上控制流域面積123km2。水庫以防洪、供水、灌溉為主，兼顧旅游和養(yǎng)殖等綜合利用。水庫樞紐建筑物由主壩、副壩、泄洪洞、灌溉發(fā)電洞、小辛莊灌區(qū)引水洞組成。水庫始建于1976年5月，經(jīng)1981年、1998年續(xù)建，主壩加高到了高程57.4m，壩頂寬度為6m。水庫續(xù)建工程施工于2005年4月開始，主壩壩體采用混凝土加高至高程73.0m。

主壩為單曲拱壩，原壩體部分（57.4m高程以下）為砌石結(jié)構(gòu)，新接高部分為混凝土結(jié)構(gòu)，壩體加高后，壩頂高程73.0m，防浪墻頂高程74.2m，壩頂寬4.5m，壩頂上游圓弧長86.68m，最大中心角78.09°，上游壩面圓弧半徑為63.6m，在中間設(shè)表孔溢流堰9孔，每孔凈寬8m，中墩厚度0.6m，堰頂高程為67.0m，為自由跌落式曲線堰型。

左岸重力式推力墩頂寬10m，頂高程73.0m，頂部中心線長度21.5m。右岸推力墩頂高程73.0m，頂部中心線長度25.53m，中間設(shè)1條橫縫，縫內(nèi)設(shè)鍵槽并預(yù)留灌漿管路系統(tǒng)。分縫處上游設(shè)止水銅片，下游設(shè)1道橡膠止水帶。

拱壩壩段分為5塊，分塊長度為17.336m，縫內(nèi)設(shè)鍵槽并預(yù)留灌漿管路系統(tǒng)。待壩體溫度降到設(shè)計溫度時進行封拱灌漿，使壩體形成整體。拱壩與兩岸推力墩間及推力墩與岸邊巖體間設(shè)并縫灌漿系統(tǒng)。

2 橫縫布置

拱壩壩底最大寬度15.5m，只設(shè)置了橫縫。根據(jù)混凝土澆筑能力及冷卻散熱條件，設(shè)計中采用較小的橫縫間距，壩頂上游圓弧長度86.68m，劃分為5壩塊，整個大壩設(shè)6條橫縫，橫縫間距為17.336m，每個壩塊在灌漿前形成各自獨立的懸臂結(jié)構(gòu)。右岸推力墩長25.33m，中間設(shè)1條橫縫，橫縫間距為12.5m。在橫縫間埋設(shè)3支差動電阻式CF-12型測縫計（測量范圍拉伸12mm），其編號為J0～J20。每一橫縫劃分為1個灌漿層，高8～10m，一層單縫灌漿面積50～200m2，分層橫縫總數(shù)6條，總灌漿面積600m2，每個灌區(qū)用止?jié){片分割，上游采用紫銅片止水帶，下游采用654橡膠止水帶。壩體橫縫設(shè)置鍵槽，以增強整體性，鍵槽是在先澆塊垂直方向底寬15mm，頂寬55mm，深15mm的梯型槽。

3 灌漿系統(tǒng)管路布置

灌漿系統(tǒng)管路布置及鍵槽結(jié)構(gòu)見圖1。橫縫灌漿系統(tǒng)采用塑料拔管垂直升漿槽灌漿系統(tǒng)，灌漿管路及排氣槽均埋設(shè)在后澆塊混凝土，在灌漿層底部預(yù)埋管徑38mm的進漿回漿管路；在灌漿層頂部設(shè)排氣管2道，管徑25mm，采用塑料拔管方式；升漿管采用塑料拔管方式，間距1.5m，終止在排氣槽以下0.8m處。進漿管與升漿管采用三通連接。

圖1 灌漿系統(tǒng)管路布置及鍵槽結(jié)構(gòu)圖

為保證灌漿系統(tǒng)管路安裝穩(wěn)固可靠，在澆筑第一層混凝土前，將進、出漿管連接，彎管拼接完妥后，綁扎在鋼筋支座上；澆筑混凝土?xí)r注意保護，以確保灌漿管路循環(huán)和暢通，進、出漿管在壩外露出不小于30cm。根據(jù)布漿孔、排氣孔拔管長度，將軟管管口熱燙封好，并在出口處安裝氣嘴，充氣后放入圖示的位置，拉直后用鐵釘幫助固定，混凝土澆筑完成后，再放氣拔出成孔。排氣孔出口采用長60cm硬塑料管（準(zhǔn)>25mm）進行保護，外露30cm。

4 橫縫灌漿

4.1 灌漿技術(shù)要求

（1）每一灌區(qū)灌漿時對混凝土干縮要求必須滿足4個月齡期，本工程在2月底、3月初進行灌漿。

（2）為了避免各壩塊沿一個方向產(chǎn)生累計變形，橫縫灌漿不允許由一岸向另一岸推進的方法，而采用從壩中部分別向兩岸進展的灌漿順序。同一壩塊中，灌漿作業(yè)自下而上進行，逐層按順序向上部灌漿。每一條橫縫（即一個灌漿區(qū)）的灌漿工作必須一次進行完畢。同一灌漿層內(nèi)相鄰橫縫的灌漿間隔時間必須在3d以上。

（3）灌漿前對每一灌區(qū)的管路和縫面必須用灌漿壓力的75%壓力水進行沖洗。如發(fā)現(xiàn)有堵塞或漏水時及時處理，直至管路暢通并回清水。同時在灌漿前24h內(nèi)，灌區(qū)應(yīng)充分濕潤，使縫面灌漿接觸良好。

（4）橫縫灌漿要求采用P.O42.5水泥。漿液濃度分別采用3∶1、1∶1及0.6∶1等3級，并盡可能用較濃漿液灌入縫內(nèi)。灌漿工作一般情況應(yīng)在白天光線清晰時進行，以便檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

（5）橫縫灌漿先以最低的進漿管灌入3∶1水泥漿，漿液更換按規(guī)范進行，壓力以排氣管管口壓力為標(biāo)準(zhǔn)，順灌時為2kg/cm2，進漿壓力按每級0.5kg/cm2遞增，當(dāng)進漿管壓力超過2kg/cm2或橫縫張開度及壩塊上下游向相對位移達0.5mm時，可減低排氣管壓力。當(dāng)漿液更換至0.6∶1，關(guān)閉回漿閥及排氣孔，當(dāng)注入率不大于0.4L/min，排氣管壓力達到2kg/cm2時，持續(xù)20min即可結(jié)束灌漿。順灌結(jié)束后，用0.6∶1漿液進行倒灌，當(dāng)回漿管壓力達到2kg/cm2，橫縫張開度為0.5mm時，保持10min即可結(jié)束倒灌。

（6）橫縫灌漿時，相鄰橫縫必須通壓力水，其壓力大小可取灌漿壓力的1/2，以平衡壩塊所受的部分灌漿壓力，不使壩塊造成過大的側(cè)向位移。此壓力要求持續(xù)到該灌區(qū)結(jié)束后18h才能解除。

（7）橫縫灌漿施工過程中必須正確詳細地做好原始記錄，如灌漿班報、沖洗、壓水、橫縫張開度等有關(guān)資料，待灌漿結(jié)束后進行成果分析。

4.2 灌漿壓力

水泥漿液按水灰比（重量比）3∶1、1∶1及0.6∶1逐級加濃。 灌漿開始時，將所有管路的管口閥門打開，從最低部進漿管灌入3∶1稀漿，以潤滑管路和縫面，擠出縫內(nèi)殘留空氣和水。根據(jù)漿液升高管口出漿次序逐一關(guān)閉管口閥門，待頂部排氣管出漿后可改用1∶1漿液灌入，按上述次序到排氣管出漿濃度達1∶1時即改用0.6∶1漿液灌入，最后直到排氣管出漿濃度達到0.6∶1，縫內(nèi)停止吸漿或吸漿量小于0.4L/min，灌漿壓力及縫面張開度符合要求再持續(xù)灌30min即可結(jié)束該縫灌漿。為盡量減少3∶1和1∶1漿液用量，也可將漿液各灌400L后加濃至0.6∶1，其效果也不錯。按理橫縫灌漿時的漿液濃度越濃質(zhì)量越好，但施工中應(yīng)視橫縫張開度，管路和縫面暢通情況及灌漿壓力而定。拱壩采用0.4∶1～0.6∶1漿液濃度結(jié)束灌漿。本工程采用進漿壓力2kg/cm2，排氣管回漿壓力2kg/cm2，橫縫張開度不超過0.5mm。

4.3 橫縫開度及進漿量

根據(jù)2006年1～2月主壩溫度計、測縫計、裂縫計測量資料，主壩壩體溫度已經(jīng)低于設(shè)計要求的灌漿溫度7℃，橫縫開度大于0.5mm，滿足封拱灌漿要求。測縫計測量橫縫開度統(tǒng)計見表1。

表1 測縫計測量橫縫開度統(tǒng)計表 單位：mm

灌漿時，0#、2#、4#縫吃漿量200L，1#、5#、6#縫由于排氣管拔管時，沒有完全拔出，不吃漿。通過在壩頂布置鉆孔，橫縫吃漿量達200L。灌漿完成灌漿結(jié)束28d后，在監(jiān)理現(xiàn)場監(jiān)督下鉆孔取樣時，發(fā)現(xiàn)灌漿質(zhì)量較好。

5 結(jié)語

（1）龍門口水庫主壩在橫縫灌漿中采用拔管灌漿管路布置工藝。水庫續(xù)建工程自2005年4月開工，2006年3月完成橫縫灌漿工程。竣工以來已運行3a，情況良好，沒有發(fā)現(xiàn)裂縫。

（2）在橫縫灌漿中采用拔管灌漿管路布置工藝，施工方便，費用低，管路暢通。

［1］SL282—2003，混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］DL/T5057—1996，水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］SL62—94，水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］歐陽建國.拱壩CADC的理論與實踐［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.

［5］朱伯芳.拱壩設(shè)計與研究［M］.北京：中國水利水電出版社，2002.

［6］黎展眉.拱壩的溫度荷載與溫度應(yīng)力［J］.水利水運工程學(xué)報，2001（2）：31-36.

［7］景書達，高建中.溫泉堡水庫碾壓混凝土拱壩橫縫設(shè)計與灌漿［J］.水利水電技術(shù)，1998（7）：19-21.

［8］孫新寧，張嘉曄.萬家寨水利樞紐大壩接縫灌漿施工問題處理［J］.中國水利，2002（5）：61-62.

［9］張小廳，翁永紅.三峽縱向圍堰碾壓混凝土壩身段接縫灌漿［J］.人民長江，2000（1）：16-18.

［10］董兆英，李光宗.泉水雙曲薄拱壩結(jié)構(gòu)縫灌漿及工作狀態(tài)［J］.拱壩技術(shù)，1981（1）.