水庫砌石拱壩防滲補(bǔ)強(qiáng)灌漿施工工藝

柳大鴻

(福建省壽寧縣水利局，福建壽寧355500)

水庫砌石拱壩防滲補(bǔ)強(qiáng)灌漿施工工藝

柳大鴻

(福建省壽寧縣水利局，福建壽寧355500)

砌石拱壩是水庫擋水建筑物常用的結(jié)構(gòu)形式，憑借其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)性能得到廣泛應(yīng)用，為現(xiàn)代水利調(diào)度作業(yè)創(chuàng)造了有利條件。從水利建設(shè)多方面需求分析，對(duì)水庫砌石拱壩采取防滲補(bǔ)強(qiáng)措施，有助于提升水庫安全與水庫系統(tǒng)的綜合作業(yè)效率，維持區(qū)域水資源調(diào)度利用的高效率。灌漿施工技術(shù)是水利項(xiàng)目的常用工藝，采用灌漿法及相關(guān)材料對(duì)水庫結(jié)構(gòu)修補(bǔ)處理，起到了良好的防滲抗災(zāi)效果。文章分析了水庫砌石拱壩工程存在的病害問題，介紹了灌漿施工工藝在水庫防滲補(bǔ)強(qiáng)施工中的應(yīng)用方法。

水庫;砌石拱壩;防滲;灌漿工藝

1 水庫砌石拱壩

拱壩是指一種在平面上向上游彎曲，呈曲線形、能把一部分水平荷載傳給兩岸山體的擋水建筑，是一個(gè)空間殼體結(jié)構(gòu)。從實(shí)際應(yīng)用情況看，砌石拱壩具有良好的水利設(shè)施性能，維持著水庫內(nèi)部水資源調(diào)配工作的有序進(jìn)行。一方面，砌石拱壩具有擋水、蓄水功能，根據(jù)地區(qū)資源需求蓄積水資源，避免自然水流失過快造成的供應(yīng)問題;另一方面，砌石拱壩也具備了防洪抗災(zāi)作用，利用拱壩圍擋水流，防治水流沖刷對(duì)水工建筑區(qū)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損壞［1］。

2 砌石拱壩工存在問題及原因分析

2.1 滲漏

砌石拱壩最早應(yīng)用于中小型水庫工程，在農(nóng)村、山區(qū)等水庫建設(shè)中應(yīng)用較多。選擇砌石拱壩是由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料成本低，基本滿足了地區(qū)水資源蓄積存儲(chǔ)的工程要求。從目前水利工程結(jié)構(gòu)分析，石料是砌石工程所用的大宗材料，這類材料在面對(duì)水介質(zhì)沖刷時(shí)，沒有起到理想的抗害抗災(zāi)能力。例如，砌石拱壩結(jié)構(gòu)之間形成明顯的孔隙，砌石材料配合緊密性不足，長期使用之后會(huì)出現(xiàn)明顯的滲漏現(xiàn)象［2］。

2.2 開裂

用石材筑造水庫圍擋結(jié)構(gòu)，還將面臨結(jié)構(gòu)開裂問題，對(duì)水庫整體結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生較大的破壞作用。一般情況下，造成砌石拱壩開裂主要與材料、受力、氣溫等因素相關(guān)。其中，砌石拱壩在外力作用下，石材結(jié)構(gòu)本身會(huì)形成細(xì)小的裂隙，水庫某一個(gè)結(jié)構(gòu)部分有開裂現(xiàn)象，進(jìn)而影響到了整個(gè)水庫結(jié)構(gòu)的完整性。砌石拱壩開裂與氣候條件也有關(guān)聯(lián)，水庫區(qū)氣溫高低升降、冬季冰凍等，使拱壩工程的安全性、耐久性等標(biāo)準(zhǔn)面臨考驗(yàn)。

3 砌石拱壩防滲補(bǔ)強(qiáng)灌漿施工工藝

砌石拱壩施工質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響水庫系統(tǒng)的功能狀態(tài)，特別是砌石工程的安全性和耐久性。為了避免滲漏、裂縫等問題帶來的不利影響，施工單位需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，采取防滲補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)方案進(jìn)行處理，保障砌石拱壩結(jié)構(gòu)性能符合水利項(xiàng)目部的質(zhì)量要求。灌漿技術(shù)是當(dāng)代水利結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)處理常用的方法，主要步驟如圖1，對(duì)水利除險(xiǎn)加固、結(jié)構(gòu)病害處理等方面的應(yīng)用效果顯著。

3.1 前期處理

砌石拱壩正式修補(bǔ)之前，需執(zhí)行前期施工處理方案，為后期工藝執(zhí)行做好充分的準(zhǔn)備。前期處理是對(duì)病險(xiǎn)水庫初步清理，對(duì)砌石拱壩采取有關(guān)清潔、清掃措施。通常，必須對(duì)拱壩表面應(yīng)進(jìn)行鑿毛處理，清潔表面時(shí)不得有碎石、浮漿、油污和脫模劑等雜物。此外，在灌漿前24 h對(duì)表面應(yīng)充分濕潤，灌漿前1 h清除積水，提前做好關(guān)鍵施工的有關(guān)準(zhǔn)備工作。

圖1 灌漿施工流程

3.2 支模操作

灌漿修補(bǔ)技術(shù)采用新型材料，按照一定比例配制特殊水泥漿材料，以保證灌漿砌石拱壩結(jié)構(gòu)快速凝固，增強(qiáng)了壩體結(jié)構(gòu)的綜合性能。支模是灌漿工藝的重要步驟，支模質(zhì)量保證了滲漏縫隙的密封性，決定著壩體防滲性能好壞。這一環(huán)節(jié)施工必須確保模板與基礎(chǔ)、模板與模板間的接縫處用水泥漿、膠帶等封縫，達(dá)到整體模板不漏水的程度。模板與設(shè)備底座四周的水平距離應(yīng)控制在100mm左右，模板頂部標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)備底座表面50 mm。

3.3 材料配制

灌漿材料是砌石拱壩施工的基本要素，配制灌漿材料按通用加固型按13%～14%的標(biāo)準(zhǔn)加水?dāng)嚢?，豆石加固型?% ～10%的標(biāo)準(zhǔn)加水?dāng)嚢?。推薦采用機(jī)械攪拌方式，攪拌時(shí)間一般為1～2 min。采用人工攪拌時(shí)，應(yīng)先加入2/3的用水量拌和2 min，其后加水剩余水量攪拌至均勻。每次攪拌量應(yīng)視使用量多少而定，以保證40 min以內(nèi)將料用完?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員要控制不同種灌漿材料標(biāo)準(zhǔn)，且避免長時(shí)間堆放而影響其建筑性能見表1。

表1 聚合物砂漿的技術(shù)性能指標(biāo)

3.4 灌漿施工

按照水庫砌石拱壩防滲補(bǔ)強(qiáng)要求，灌漿施工采用一次灌漿、二次灌漿等方案，通過兩次灌漿起到更好的修補(bǔ)、加固效果。本次工程一次灌漿應(yīng)采用分段施工，二次灌漿應(yīng)符合下列要求。具體灌漿施工方法:

①二次灌漿時(shí)，應(yīng)從一側(cè)或相鄰的兩側(cè)多點(diǎn)進(jìn)行灌漿，直至從另一側(cè)溢出為止，以利于灌漿過程中的排氣。不得從四側(cè)同時(shí)灌漿，這樣會(huì)損壞灌漿工藝的協(xié)調(diào)性，影響最終的修補(bǔ)防滲效果;②灌漿開始后，必須連續(xù)進(jìn)行，不能間斷。并盡可能縮短灌漿時(shí)間，維持灌漿材料凝固的最佳效果。

4 砌石拱壩補(bǔ)強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)

除了對(duì)砌石拱壩防滲補(bǔ)強(qiáng)處理外，施工期間也要配合相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施。灌漿完畢后30 min內(nèi)應(yīng)立即加蓋濕草或巖棉被，并保持濕潤。冬季施工時(shí)，養(yǎng)護(hù)措施還應(yīng)符合現(xiàn)行《鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204)的有關(guān)規(guī)定?？⒐ず?，要注重拱壩結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)管理，定期檢查拱壩結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)病害現(xiàn)象，提前做好修補(bǔ)加固處理工作。

5 結(jié)論

灌漿修補(bǔ)技術(shù)是砌石拱壩防滲補(bǔ)強(qiáng)的實(shí)用性技術(shù)，可從安全性、耐久性、抗害性等方面提升水利工程價(jià)值，解決了傳統(tǒng)拱壩結(jié)構(gòu)常見的病害問題。因此，施工單位要結(jié)合水庫砌石拱壩滲漏實(shí)況，擬定符合工程要求的防滲補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)方案。

［1］王旭，謝新生，戴文勝，冉從勇.砌石拱壩的病害整治措施探討［J］.水電站設(shè)計(jì)，2006，22(01):111-114.

［2］熊敬，舒仲英.預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)在思德水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用［J］.四川水力發(fā)電，2005，24(03):54-56.

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1007-7596(2014)07-0155-02

2014-05-27

柳大鴻(1967-)，男，福建壽寧人，工程師，研究方向?yàn)樗娫O(shè)計(jì)與施工。