化學(xué)灌漿在龍灘電站碾壓混凝土大壩裂縫修補(bǔ)施工中的運(yùn)用

漆巨彬

(中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司，成都，611130)

?

化學(xué)灌漿在龍灘電站碾壓混凝土大壩裂縫修補(bǔ)施工中的運(yùn)用

漆巨彬

(中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司，成都，611130)

介紹龍灘水電站碾壓混凝土大壩局部裂縫的化學(xué)灌漿修補(bǔ)工藝，通過有效的檢測手段對裂縫成因、性狀做出精準(zhǔn)判斷，實(shí)施有針對性的修補(bǔ)方案，驗(yàn)證了“灌漿法”、“噴涂法”在裂縫修補(bǔ)中的適宜性，成功解決了裂縫修補(bǔ)施工難題，為類似工程拓寬了視野，積累了施工經(jīng)驗(yàn)。

裂縫修補(bǔ) 化學(xué)灌漿 灌漿法 噴涂法 龍灘水電站 碾壓混凝土

1 工程概況

龍灘水電站大壩壩頂高程406.5m，最大壩高216.5m，是目前世界上最高的碾壓混凝土重力壩。大壩壩頂長849.44m，共由34個(gè)壩段組成。即6個(gè)溢流壩段，2個(gè)底孔壩段，1個(gè)電梯井壩段，1個(gè)轉(zhuǎn)彎壩段，9個(gè)進(jìn)水口壩段，1個(gè)通航壩段，6個(gè)河床擋水壩段和8個(gè)岸邊擋水壩段。壩體除結(jié)構(gòu)和布置上要求采用常態(tài)混凝土的部位外，凡具備碾壓混凝土施工條件的部位均為碾壓混凝土。大壩混凝土總量740萬m3，其中碾壓混凝土480萬m3，約占壩體混凝土總量的65%。

13#～18#壩段為溢流壩段，泄洪全部由表孔溢洪道承擔(dān)，最大泄量27692m3/s，下游消能采用高低坎差動式挑流消能。在下閘蓄水后，溢流壩段和底孔壩段個(gè)別部位出現(xiàn)了不同程度的混凝土裂縫，為保證大壩安全，需對混凝土裂縫進(jìn)行防滲補(bǔ)強(qiáng)處理。

2 裂縫檢查與危害分析

裂縫檢查主要是通過聲波探測和裂縫測寬儀等方式，對裂縫縫深、縫寬及走向進(jìn)行檢測分析。根據(jù)聲波檢測數(shù)據(jù)分析，分布在12#壩段底孔明渠右導(dǎo)墻的裂縫主要為貫穿裂縫，分布在13#壩段迎水面的裂縫主要為深層裂縫和表層裂縫，均屬于溫度裂縫。

12#壩段底孔明渠右導(dǎo)墻的裂縫位于高速水流區(qū)，13#壩段的裂縫處于迎水面，這些裂縫都會受到水的侵蝕作用，因此僅僅進(jìn)行表面鑿槽封閉處理是不夠的。封閉材料在高速水流等外界條件影響下，極易產(chǎn)生裂縫或者脫落失效，壩體內(nèi)部仍將有鋼筋銹蝕、混凝土炭化等風(fēng)險(xiǎn)，這將對壩體的耐久性和安全性產(chǎn)生極大的危害。

3 處理方案與工藝

3.1 表層裂縫處理

表層裂縫采用“噴涂法”進(jìn)行處理：(1)首先用鋼絲刷清除表面附著物和污垢，并鑿毛、沖洗干凈；(2)用環(huán)氧膠泥材料直接將裂縫面部填實(shí)抹平，環(huán)氧膠泥噴涂長度應(yīng)沿裂縫兩端順勢各延長0.3m。

3.2 深層裂縫及貫穿裂縫處理

深層裂縫采用“灌漿法”進(jìn)行處理，其施工工藝為：灌漿孔布置→灌漿孔鉆孔→預(yù)埋灌漿管→應(yīng)力釋放孔鉆孔及回填→鑿槽閉縫→壓水試驗(yàn)→化學(xué)灌漿→質(zhì)量檢查。

3.2.1 灌漿孔布置與鉆孔

(1)裂縫縫深小于或等于1m時(shí)，灌漿孔沿裂縫騎縫鉆孔，孔徑16mm，孔深0.10m,孔距為0.50m，遇裂縫分叉時(shí)，在交匯處加設(shè)一孔，裂縫兩端部位均應(yīng)設(shè)在離裂縫端頭0.2m處；

(2)裂縫縫深大于1m時(shí)，灌漿孔按梅花型交錯(cuò)布置在裂縫兩側(cè)，通過氣腿式手風(fēng)鉆按一定夾角鉆斜孔(傾向裂縫)，同側(cè)孔孔距為1.0m，孔徑為φ42mm，鉆孔與裂縫交匯處距裂縫底部距離不大于0.50m。

3.2.2 預(yù)埋灌漿管

為使化學(xué)灌漿材料能順利進(jìn)占裂縫并減少孔內(nèi)占漿，化學(xué)灌漿前需埋設(shè)φ8mm的塑料灌漿管，灌漿管與鉆孔間隙應(yīng)封填密實(shí)。騎縫孔灌漿管埋設(shè)時(shí)，灌漿管應(yīng)深入裂縫0.05m；斜孔灌漿管與裂縫間距應(yīng)控制在0.1m～0.2m范圍。

3.2.3 應(yīng)力釋放孔鉆孔及回填

裂縫在壓水試驗(yàn)或化學(xué)灌漿前，須在裂縫兩端鉆應(yīng)力釋放孔，以防裂縫進(jìn)一步擴(kuò)張延伸或避免灌漿漿液滲漏。應(yīng)力釋放孔采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔，孔徑為φ110mm，鉆孔深度根據(jù)聲波檢測的裂縫深度確定，鉆孔終孔后采用0.5∶1的純水泥漿回填封孔。

3.2.4 鑿槽閉縫

為防止已灌入的漿液自縫的外表面逸出，需預(yù)先鑿槽閉縫，使灌漿漿液充填飽滿且進(jìn)入細(xì)小的縫內(nèi)，以達(dá)到良好的灌漿效果。即沿裂縫鑿寬、深5cm～6cm的U形槽，清洗干凈后，在槽內(nèi)噴涂環(huán)氧膠泥，并用環(huán)氧砂漿嵌填封堵。

3.2.5 壓水試驗(yàn)

為準(zhǔn)確獲取各受灌混凝土裂縫的原始透水性情況，以便準(zhǔn)確選用灌漿材料及確定灌漿順序，各灌漿孔灌前必須采用“單點(diǎn)法”通過孔口封閉的方式進(jìn)行正規(guī)壓水試驗(yàn)。壓水試驗(yàn)孔口壓力為0.2MPa～0.4MPa，壓水試驗(yàn)要求按《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》(DL/T5148-2001)附錄A條文執(zhí)行。即在穩(wěn)定的壓力下，每5min測讀一次壓入流量，當(dāng)連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1.0L/min時(shí)，壓水即可結(jié)束。

3.2.6 化學(xué)灌漿

3.2.6.1 化學(xué)灌漿材料

本次混凝土裂縫處理化學(xué)灌漿材料選用具備“一低兩高”(低粘度、高滲透、高強(qiáng)度)的CW系環(huán)氧化學(xué)灌漿材料，其主要特點(diǎn)如下：CW系列環(huán)氧化學(xué)灌漿材料具有初始粘度低、滲透能力特強(qiáng)、固結(jié)體力學(xué)性能高、膠凝時(shí)間可調(diào)(多種型號備選)等特點(diǎn)，可在干燥、潮濕、水下(含流動有壓水)和常溫(0℃以上)條件下使用；現(xiàn)場配制簡單，固結(jié)體無毒，無環(huán)境污染，耐滲性、耐久性優(yōu)良。

3.2.6.2 化學(xué)灌漿施工

(1)灌漿順序。垂直裂縫和傾斜裂縫灌漿應(yīng)從深到淺、自下而上進(jìn)行；接近水平狀裂縫灌漿可從低端或吸漿量(根據(jù)灌前壓水試驗(yàn)資料確定)大的孔開始；

(2)灌漿壓力?；瘜W(xué)灌漿采用手動灌漿泵進(jìn)行灌漿，灌漿壓力控制范圍為0.2MPa～0.5MPa，當(dāng)進(jìn)漿順利時(shí)灌漿壓力取低值，反之取高值；

(3)灌漿控制標(biāo)準(zhǔn)。灌漿孔在最大設(shè)計(jì)壓力下，吸漿量小于0.02L/5min時(shí)，可結(jié)束灌漿。此時(shí)應(yīng)將塑料灌漿管扎緊，移至相鄰灌漿孔繼續(xù)灌漿；

(4)灌漿時(shí)段?；瘜W(xué)灌漿施工時(shí)，其環(huán)境溫度應(yīng)控制在5℃～25℃范圍內(nèi)，宜在低溫季節(jié)進(jìn)行施工。鑒于施工期處于夏季高溫天氣，因此，化學(xué)灌漿施工時(shí)段選在了夜晚或氣溫較低的天氣施工。

3.2.7質(zhì)量檢查成果

化學(xué)灌漿結(jié)束并待凝14d后，對修補(bǔ)的裂縫采取壓水試驗(yàn)、聲波檢測、鉆孔取芯等方式進(jìn)行質(zhì)量檢查評定。根據(jù)質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)顯示，分布在12#壩段底孔明渠右導(dǎo)墻的貫穿裂縫及13#壩段的深層裂縫和表層裂縫，經(jīng)修補(bǔ)處理后其強(qiáng)度和防滲指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

針對龍灘水電站碾壓混凝土大壩產(chǎn)生的貫穿裂縫、深層裂縫和表層裂縫，通過有效的檢測手段對裂縫成因、性狀進(jìn)行了精準(zhǔn)判斷，實(shí)施針對性的修補(bǔ)方案。根據(jù)質(zhì)量檢查成果分析，本工程所采用的施工工藝是適宜的，選用的化學(xué)灌漿材料經(jīng)濟(jì)實(shí)用，為類似工程拓寬了視野，積累了施工經(jīng)驗(yàn)。

〔1〕熊 進(jìn)，祝 紅，董建軍等.長江三峽工程灌漿技術(shù)研究，北京：中國水利水電出版社，2003.

〔1〕孫 釗.大壩基礎(chǔ)灌漿.北京：中國水利水電出版社，2004.

■

TV698.231：TV543.2

B

2095-1809(2015)05-0108-02

漆巨彬(1970-)，男，重慶市江津區(qū)人，高級工程師，主要從事水利水電地基與基礎(chǔ)工程施工技術(shù)管理工作。