基于雙曲混凝土拱壩灌漿在水利工程施工中的應(yīng)用

楊波

【摘要】文章重點(diǎn)對(duì)水利工程雙曲混凝土拱壩灌漿施工技術(shù)措施、灌漿特殊情況處理及接縫灌漿質(zhì)量檢查進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析研究。以供類似工程參考應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水利工程；雙曲混凝土；灌漿施工；特殊情況處理

一、工程簡(jiǎn)介

該水利工程主要是以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧發(fā)電與農(nóng)村人畜生活供水綜合利用的中型水利工程。混凝土雙曲拱壩最大壩高93m，壩頂厚10m，壩底厚27m，壩頂弧長(zhǎng)318.783m。根據(jù)橫縫設(shè)置原則和壩身泄洪等建筑物的布置要求，采用“一刀切”形式進(jìn)行垂直平面分縫，共設(shè)置2l道橫縫，將大壩分為22個(gè)壩段，每條橫縫間距約為15m，各灌區(qū)高度為9-12m，單個(gè)灌漿區(qū)面積在96-123m2之間。

二、灌漿分區(qū)及灌漿系統(tǒng)布置

（一）灌漿分區(qū)布置

壩體接縫灌漿分區(qū)布置原則為：接縫灌漿分區(qū)高度為9-12m；單個(gè)灌區(qū)面積不大于123m2；灌漿單層累計(jì)灌漿面積不大于400m2。根據(jù)上述原則進(jìn)行灌漿區(qū)布置，共分為112個(gè)灌漿區(qū)。

（二）灌漿系統(tǒng)組成布置

根據(jù)壩體橫縫設(shè)置灌區(qū)，每條橫縫內(nèi)根據(jù)灌區(qū)高度、灌區(qū)面積設(shè)置獨(dú)立的灌區(qū)，每個(gè)灌區(qū)的灌漿系統(tǒng)由進(jìn)漿管、回漿管、升漿管、出漿設(shè)施、排氣設(shè)施和止?jié){片組成。每個(gè)灌區(qū)的灌漿系統(tǒng)均采用預(yù)埋兩套管路灌漿系統(tǒng)，互為備用，以保證接縫灌漿質(zhì)量。預(yù)埋的管路系統(tǒng)布置為：預(yù)埋兩套水平鍍鋅鋼管并在其上連接升漿鋼管，進(jìn)、回漿管的進(jìn)口和出口都平行布設(shè)在各個(gè)相應(yīng)灌區(qū)的廊道內(nèi)，其中進(jìn)漿、回漿、水平灌漿管均采用3.8cm鍍鋅鋼管，與進(jìn)漿管連接的升漿配件支管采用2.54cm鍍鋅鋼管。水平進(jìn)、回漿管分別設(shè)置在各個(gè)灌區(qū)底部，升漿管采用Φ20mm軟塑料管并與升漿配件支管連接，各個(gè)灌區(qū)頂部設(shè)置預(yù)留水平排氣槽，達(dá)到完全排氣至漿液充滿橫縫面內(nèi)。

（三）灌漿管路安裝

為保證灌漿管路系統(tǒng)的通暢，灌漿管路的安裝按以下程序和要求進(jìn)行：（1）灌漿管路全部埋設(shè)在先澆筑塊混凝土中；（2）在先澆筑塊縫面上塑料拔管位置采用預(yù)埋半圓木條，要求上、下混凝土澆筑層間必須保證預(yù)埋的半圓木條位置準(zhǔn)確、平直、連續(xù)；（3）拔管采用塑料軟管，要求充氣24h，經(jīng)檢查無漏氣現(xiàn)象時(shí)，方可使用；（4）后澆筑塊安設(shè)的塑料軟管應(yīng)順直地固定在先澆筑塊的半圓槽內(nèi)，充氣后應(yīng)與進(jìn)漿管或升漿孔洞緊密連通。（5）在混凝土澆筑完24h后即可放氣拔管，拔管后對(duì)孔口進(jìn)行保護(hù)，以免石渣或其他雜物掉入孔內(nèi)造成管路堵塞。

三、灌漿施工技術(shù)

（一）灌漿準(zhǔn)備工作

（1）灌漿溫度監(jiān)測(cè)。設(shè)計(jì)灌漿溫度6-8℃，在實(shí)際中采用的灌漿溫度，有時(shí)因受其他因素影響略有改變。在灌漿時(shí)，灌區(qū)上部一般澆筑9m厚混凝土壓重層，其溫度亦要求達(dá)到設(shè)計(jì)灌漿溫度。（2）灌漿時(shí)間。接縫灌漿時(shí)間應(yīng)在低溫季節(jié)進(jìn)行。（3）灌區(qū)縫面張開度要求大于0.5mm。（4）各灌區(qū)周邊封閉良好，管路和縫面暢通。（5）灌漿壓力。灌漿過程中必須控制灌漿壓力和縫面增開度，灌漿壓力應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，若灌漿壓力尚未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而縫面增開度已達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值，應(yīng)以縫面增開度為準(zhǔn)限制灌漿壓力。

（二）灌漿施工

（1）灌漿程序應(yīng)按高程自下而上分層進(jìn)行，水平方向同一層內(nèi)的接縫灌漿宜由大壩中部灌漿區(qū)開始施灌，再依次向兩岸對(duì)稱推進(jìn)。

（2）同一高程的接縫灌漿區(qū)，一個(gè)灌漿區(qū)灌漿結(jié)束3d后，其相鄰的接縫灌漿區(qū)方可開始灌漿。若相鄰壩塊灌漿區(qū)均已具備灌漿條件，可采用同時(shí)灌漿方式，也可采用按從中到邊順次逐區(qū)推進(jìn)的連續(xù)灌漿方式。當(dāng)采用連續(xù)灌漿時(shí)，前一灌漿區(qū)灌漿結(jié)束后8h以內(nèi)，必須開始后一灌漿區(qū)的灌漿，否則仍應(yīng)間隔3d后進(jìn)行灌漿。

（3）橫縫灌漿采用水灰比0.5：1的漿液，并加入0.25%的高效減水劑，只有在灌漿確有困難時(shí)可增大水灰比。要求漿液2h析水率2%～3%，粘度值37～39s，結(jié)石強(qiáng)度為36～37MPa（28d抗壓強(qiáng)度）。

（三）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)，可結(jié)束灌漿。（1）排氣管排漿濃度達(dá)到或接近最濃比級(jí)漿液濃度。（2）排氣管管口壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值或縫面增開度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值。（3）縫面吸漿率不大于0.4L/min時(shí)，壓力持續(xù)30min，灌漿即可結(jié)束。灌漿結(jié)束時(shí)，先關(guān)閉各管口閥門并扎好各管口皮管后再停機(jī)，灌區(qū)的閉漿時(shí)間不小于8h。

四、灌漿特殊情況處理

（一）漏漿和串漿的處理

灌漿過程中出現(xiàn)漿液外漏，應(yīng)先從外部進(jìn)行堵漏，若無效再采用灌漿措施，如加濃漿液、降低壓力等進(jìn)行處理，但不得采用間歇灌漿法。當(dāng)出現(xiàn)串漿，且串漿灌區(qū)已具備灌漿條件時(shí)，應(yīng)同時(shí)灌漿。否則應(yīng)采取以下措施：若開灌時(shí)間不長(zhǎng)，應(yīng)使用清水沖洗灌漿區(qū)和串區(qū)，直至灌、串區(qū)的排氣管出水潔凈時(shí)停止，待串區(qū)具備灌漿條件后再同時(shí)進(jìn)行灌漿；若灌漿時(shí)間已較長(zhǎng)且串漿輕微，可在串區(qū)通低壓水循環(huán)，直至灌漿結(jié)束，串區(qū)循環(huán)回水潔凈時(shí)停止。串漏灌漿區(qū)，表現(xiàn)形式多種，一般為止?jié){片失效、壩體排水管及廊道部位漏漿等，處理措施為：上層灌漿區(qū)串漏時(shí)，采用上層灌漿區(qū)通水循環(huán)沖洗、平壓措施，若串漏量過大可采用上下層灌漿區(qū)同灌；灌漿區(qū)與壩體廊道相串時(shí)，在廊道縫面處嵌縫堵漏；灌漿區(qū)與壩體排水管相串時(shí)，若漏漿嚴(yán)重可采用木塞阻塞壩體排水管，待漿液初凝后再予以疏通。

（二）灌漿區(qū)堵塞的處理

當(dāng)排氣管出漿不暢或被堵塞時(shí)，在控制變形的同時(shí)，盡量提高進(jìn)漿壓力達(dá)到灌漿結(jié)束條件。若無效，則在順灌結(jié)束后，應(yīng)立即從兩個(gè)排氣管中進(jìn)行倒灌。倒灌時(shí)應(yīng)使用最濃比級(jí)漿液，在設(shè)計(jì)規(guī)定的壓力下，縫面不再吸漿，壓力持續(xù)10min后結(jié)束灌漿。如出現(xiàn)管路堵塞應(yīng)疏通。埋管前須對(duì)下層灌漿區(qū)通水檢查，確保每層灌漿區(qū)通暢，及時(shí)檢查處理。每個(gè)橫縫灌漿區(qū)內(nèi)埋設(shè)2套灌漿系統(tǒng)，若一套管路堵塞，可采用另一套灌漿系統(tǒng)；若進(jìn)漿管堵塞，可使用回漿管倒灌處理；若排氣槽堵塞，可從下游壩面或廊道鉆孔疏通排氣槽。

五、接縫灌漿質(zhì)量檢查

（一）各個(gè)灌區(qū)的接縫灌漿質(zhì)量主要以分析灌漿資料為主，并結(jié)合鉆孔取芯、槽檢等質(zhì)檢成果。

（二）灌漿結(jié)果。該拱壩到目前為止已完成主河床壩段5條橫縫的15個(gè)灌漿區(qū)進(jìn)行接縫灌漿，根據(jù)灌漿結(jié)果可知，拱壩接縫灌漿施工技術(shù)可行，單位注入量控制較好，灌漿結(jié)果滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（三）質(zhì)量檢查。取芯檢查，鉆孔巖芯完整，呈短～中柱狀，縫面可見水泥結(jié)石充填，厚度0.5-3mm，最小0.2 mm，水泥結(jié)石呈灰黑色，充填飽滿。壓水檢查時(shí)，對(duì)檢查孔做單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)，壓力0.2MPa，透水率小于1Lu。

六、結(jié)論

（一）通過工程實(shí)踐以及相應(yīng)統(tǒng)計(jì)資料可以看出，接縫灌漿施工采用塑料拔管法，具有施工工藝簡(jiǎn)單，各環(huán)節(jié)施工緊湊、規(guī)范，焊接工程量少，施工速度快的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，塑料拔管具有可重復(fù)利用的特點(diǎn)，從而節(jié)約工程成本。

（二）混凝土壩體接縫灌漿工藝復(fù)雜、技術(shù)要求嚴(yán)格，為確保發(fā)電工期，應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，特別是灌區(qū)橫縫水平止?jié){片部位施工必須專人專管，確?；炷翝仓軐?shí)，避免灌漿區(qū)串漏。