水庫混凝土大壩壩基的裂縫處理

賈國東

（新疆吉音水利樞紐工程建設(shè)管理局 新疆 于田 848400）

1 工程概況

某水利樞紐工程是引額供水工程的水源工程之一，是一項(xiàng)以供水為主的大型水利樞紐工程，也是額河干流上具有不完全多年調(diào)節(jié)功能的控制性工程。由碾壓混凝土重力壩、溢流表孔、放水底孔、泄洪中孔、發(fā)電引水系統(tǒng)、電站廠房和副壩組成。碾壓混凝土重力壩壩高程為745.50m，壩頂寬10m，設(shè)高1.2m的安全護(hù)攔。壩頂總長1570.00m。壩基最低高程為624.0m，最大壩高121.50m。全壩共分為83個(gè)壩段，均采用永久橫縫，主河床及兩岸岸坡壩段橫縫間距15m，兩岸階地壩段橫縫間距20m。其水庫總?cè)?4.19億m3，調(diào)節(jié)庫容19.18億m3，工程等別為Ⅰ等工程，工程規(guī)模為大（一）型，大壩為1級(jí)建筑物。

2 裂縫情況

該大壩于2006年開始截流，2007年3月主體工程正式開始動(dòng)工，該工程共共分為2個(gè)標(biāo)段，分別由兩個(gè)施工單位共同施工；2009年9月完成主體工程的施工，開始蓄水。2009年5月發(fā)現(xiàn)29#、30#壩基混凝土因溫控措施不到位等各種原因出現(xiàn)裂縫，初步分析，因大體積碾壓混凝土溫控措施欠缺，水化熱過高造成的。根據(jù)裂縫的形狀及走向，將裂縫分為一號(hào)橫縫、二號(hào)橫縫，一號(hào)縱縫、二號(hào)縱縫、三號(hào)縱縫且裂縫寬度均大于0.5mm。

3 裂縫處理措施

采用綜合處理法，既先用人工鑿槽環(huán)氧砂漿處理，后用化學(xué)灌漿處理。裂縫化學(xué)灌漿材料均采用化灌HK-G-2低粘度環(huán)氧樹脂灌漿材料。

4 施工方法

本工程對混凝土廊道裂縫的處理均采用高壓無氣灌漿技術(shù)，采用將化學(xué)漿液灌注到混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的縫隙中，利用灌漿機(jī)產(chǎn)生的持續(xù)高壓，將縫隙中的殘?jiān)?、水和空氣完全擠走，將縫隙全部填滿，以提高混凝土的防滲效果。此種施工工藝不需要開槽、封縫，并且不小于3mm的縫及所灌注裂縫的側(cè)面只需要進(jìn)行簡單的封縫處理，防止?jié){液溢出過多造成不必要的成本浪費(fèi)。當(dāng)進(jìn)漿口注漿時(shí)，灌注漿液由裂縫深處到側(cè)縫面溢出，壓力也會(huì)降到零點(diǎn)。

具體施工工藝如下：清理縫面—埋管—封閉縫面—壓風(fēng)試漏—修補(bǔ)漏點(diǎn)—配漿（一般情況下A∶B=5∶1重量比）—灌漿—清洗灌漿泵及用具—48h后鑿除灌漿管，用高強(qiáng)砂漿裝飾平整。

4.1 灌注孔布孔、造孔

在混凝土裂縫上布孔前，應(yīng)先鉆先導(dǎo)孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，以確定所處理混凝土裂縫的深度、寬度、長度和是否存在貫穿性，以及縫隙吃漿量和灌漿壓力等技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)具體實(shí)際情況確定符合本工程的施工工藝。

如混凝土裂縫平均深度≤1m則可直接用電鉆鉆孔，孔位布設(shè)沿混凝土裂縫兩側(cè)斜向45°交叉布置，均在混凝土裂縫兩側(cè)10cm～15cm處鉆孔，孔位的間距根據(jù)混凝土裂縫的貫通情況而定，孔位間距以50cm～100cm布置為宜；鉆孔孔深（一般指垂直距離）大于混凝土裂縫深度的1/3為宜；布孔直徑為Φ14mm。如混凝土裂縫灌注孔的平均深度＞1m，則需用風(fēng)鉆造孔，鉆孔孔深（垂直距離）宜在混凝土裂縫深度的1/2～2/3處；布孔孔距可布置為1m；鉆孔孔直徑為Φ40mm。

以上布置的所有孔，均應(yīng)邊造孔、邊壓水，以了解所布設(shè)的灌漿孔與混凝土裂縫之間的的貫通情況及裂縫之間的串通情況，再根據(jù)實(shí)際的縫隙情況進(jìn)行相應(yīng)處理以達(dá)到混凝土的防滲效果。

4.2 灌注孔洗孔

混凝土裂縫鉆孔完成后，方法一：可采用清水將鉆孔中的粉塵和碎渣沖洗干凈以疏通鉆孔和混凝土裂縫之間形成的通道；方法二：可采用空壓機(jī)對所鑿好的灌注孔進(jìn)行清孔。

4.3 埋灌漿嘴

在混凝土裂縫處騎縫粘貼灌漿嘴，在裂縫縫張開度較大的部位貼灌漿嘴，間距為50cm～100cm，根據(jù)裂縫大小及貫通情況而異，使用環(huán)氧砂漿或其他高強(qiáng)度粘結(jié)材料進(jìn)行粘貼。采用此種貼嘴的好處是能有效的保持縫內(nèi)的原始狀態(tài)，且灌漿過程中漿液暢通性好，裂縫的處理質(zhì)量好，還能節(jié)省灌漿材料，節(jié)約成本。

4.4 灌注孔壓環(huán)氧樹脂灌漿材料

環(huán)氧樹脂種類很多，由于用途不同，牌號(hào)也不同，常溫下形態(tài)也不完全相同，有的是固體，有的是很粘稠的液體。HK—G系列就是屬于這一類灌漿材料。

表1 大壩裂縫處理施工數(shù)據(jù)表

(1)組成：A、B兩組份；

(2)特點(diǎn)：

①粘度小，可灌性好，25℃時(shí)，η=5cp～15cp，可以設(shè)0.2mm左右的裂縫；

②粘結(jié)強(qiáng)度高，與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度一般都大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度；

③漿液具有親水性，對潮濕基面的親和力好；

④凝固時(shí)間可以用固化劑B來調(diào)節(jié)，可以在幾十分鐘到幾十小時(shí)之內(nèi)調(diào)節(jié)；

⑤操作方便，只要將A、B兩組份混合均勻后，即可灌漿。

4.5 封縫

針對混凝土表面大于3mm的縫及所灌注裂縫的側(cè)面均需用環(huán)氧砂漿或其他高強(qiáng)度粘結(jié)材料進(jìn)行混凝土裂縫的封縫處理。

4.6 灌漿

通過混凝土裂縫的試驗(yàn)檢查，如果合格后即可配制漿液，按如下工序進(jìn)行灌漿：

（1）設(shè)備：對裂縫的處理，一般情況下進(jìn)漿量是較少的，可使用手撳泵或壓漿桶。手撳泵重輕，移動(dòng)方便，價(jià)格便宜。泵上的壓力表量程不要太大，用大盤面小量程（0MPa～1.5MPa）的壓力表進(jìn)行壓力控制。

（2）漿桶、管路要干燥，不能有水。

（3）灌漿：自下而上進(jìn)行。在灌漿過程中要注意：當(dāng)有孔出濃漿時(shí)，就扎緊孔口出漿管，繼續(xù)灌注，在規(guī)定的壓力下灌漿10min～20min，直到灌漿結(jié)束，對沒有出漿的孔要進(jìn)行補(bǔ)灌。

4.7 混凝土封孔修整

將配制好環(huán)氧砂漿或其他高強(qiáng)度粘結(jié)材料嵌填至灌注孔內(nèi)，封添密實(shí)，抹壓后約4h終凝，隨后使用噴霧器進(jìn)行縫面噴霧養(yǎng)護(hù)，確保砂漿面層始終保持潮濕狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7天。養(yǎng)護(hù)完成后，進(jìn)行表面清理干凈并恢復(fù)原狀。

4.8 效果檢測

（1）壓水孔布置

第一個(gè)壓水孔布置于一號(hào)橫縫的二號(hào)孔和三號(hào)孔中間且距裂縫50cm的位置，以60°為鉆孔角度與裂縫斜交，第二個(gè)壓水孔布置于一號(hào)橫縫的四號(hào)孔和五號(hào)孔中間且距裂縫50cm的位置，以60°為鉆孔角度與裂縫斜交，第三個(gè)壓水孔布置于樁號(hào)為縱0-004.95、壩0+547.8，以90°為鉆孔角度與裂縫垂直相交，第四個(gè)壓水孔布置于樁號(hào)為縱0-003.45、壩0+546.8，以90°為鉆孔角度與裂縫垂直相交。

四個(gè)壓水檢查孔在壓力0.4MPa并持續(xù)20min恒壓下，均無滲水現(xiàn)象。

（2）取芯位置布置及取芯結(jié)果

第一個(gè)取芯位置選在一號(hào)橫縫的上游一側(cè)，高程為627m，孔位中心騎在裂縫上并垂直，第二個(gè)取芯位置選在一號(hào)橫縫的三號(hào)孔和四號(hào)孔中間，高程為629m，孔位再距裂縫35cm的位置，布孔角度為75°，第三個(gè)取芯位置選在一號(hào)縱縫的4號(hào)孔和5號(hào)孔之間，高程為627.4m，第四個(gè)取芯位置選在二號(hào)縱縫的10號(hào)孔和11號(hào)孔之間，高程為628.4m。

一號(hào)芯樣長為30cm，裂縫大致平行于芯樣，芯樣裂縫被漿液充分填滿。二號(hào)芯樣共分三段取出，總長為80cm，芯樣第三段與裂縫相交，芯樣裂縫完全被漿液充滿。三號(hào)芯樣長為30cm，裂縫最深處在芯樣10cm處，芯樣裂縫充分被漿液填滿，裂縫很細(xì)。四號(hào)芯樣長為30cm，裂縫最深處在芯樣6cm處，芯樣1cm～3cm處表層裂縫不完全被漿液填滿，3cm～6cm處裂縫被漿液充滿。

經(jīng)檢測采用此種方法處理后的混凝土裂縫達(dá)到預(yù)期的防滲防漏的效果，很好地保證了水庫安全蓄水的需要。

5 結(jié)論

經(jīng)過化學(xué)灌漿的處理后，水庫的各項(xiàng)基本設(shè)施已經(jīng)施工完畢，水庫經(jīng)過相關(guān)部門的蓄水安全驗(yàn)收后，已經(jīng)蓄水發(fā)電，經(jīng)檢測其各項(xiàng)安全檢測項(xiàng)目均符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求，說明在處理大體積混凝土的建筑物因水化熱過大造成的裂縫時(shí)，通過化學(xué)灌漿的施工方法及措施可達(dá)到預(yù)定要求。大壩混凝土化學(xué)灌漿處理措施施工良好，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，工程質(zhì)量處于受控狀態(tài)。※