陡山水庫溢洪閘底板裂縫原因及處理措施

滕金花，崔為勝，李國平

（1.莒南縣石泉湖水庫管理所，山東 莒南 276600；2.莒南縣陡山水庫管理處，山東 莒南 276600）

陡山水庫溢洪閘底板裂縫原因及處理措施

滕金花1，崔為勝2，李國平2

（1.莒南縣石泉湖水庫管理所，山東 莒南 276600；2.莒南縣陡山水庫管理處，山東 莒南 276600）

在陡山水庫除險(xiǎn)加固施工過程中，溢洪閘底板出現(xiàn)貫穿性裂縫，采用化學(xué)灌漿的方法進(jìn)行處理，經(jīng)多年運(yùn)行確認(rèn)裂縫處理效果良好。

陡山水庫；溢洪閘底板；裂縫；化學(xué)灌漿

陡山水庫位于莒南縣城北17km，大店鎮(zhèn)東8km處。1958年9月興建，1959年7月蓄水。流域面積431km2，總庫容2.9億m3，興利庫容1.7億m3，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧養(yǎng)殖、發(fā)電、供水和旅游等綜合利用的的大（2）型水庫。

2013年9月，水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固。2014年8月，通過了下閘蓄水驗(yàn)收。2015年12月，工程全部完工。溢洪閘拆除重建建設(shè)內(nèi)容：新建溢洪閘5孔，單孔凈寬10.0m,總凈寬50.0m，采用開敞式結(jié)構(gòu)，閘底板高程119.5m，上設(shè)高度為0.5m駝峰堰，駝峰堰中軸線偏底板中軸線上游4.46m，堰頂高程120.0m；閘底板厚1.6m，閘室底板上、下游設(shè)高1.0m的齒墻。

2013年12月4日，3#和5#閘底板澆筑完成。2013年12月15日，在3#閘底板駝峰堰下游離閘室軸中心線約0.68m處、5#閘底板駝峰堰下游離閘室軸中心線約1.35m處各發(fā)現(xiàn)一條平行于閘室橫向軸線的裂縫，裂縫長(zhǎng)度均為11.5m，3#閘底板裂縫寬度為0.9mm左右，5#閘底板裂縫寬度為2mm左右。通過對(duì)閘底板中心位置鉆孔取芯分析，混凝土裂縫上部較細(xì)，裂縫縫寬向下逐漸增大，形成貫穿性裂縫。

針對(duì)該問題，經(jīng)專家論證施工單位對(duì)裂縫進(jìn)行了加固處理。經(jīng)過兩個(gè)汛期的運(yùn)行考驗(yàn)，裂縫處理效果良好。

1 裂縫原因分析

通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析，施工過程中混凝土粗骨料粒徑偏小且用量偏少（現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土的配合比：水泥310kg，粉煤灰70kg，砂830kg，5～20mm石子305kg，20～40mm石子710kg，外加劑7.6kg，水162kg），使得混凝土的抗收縮性相對(duì)較低。在產(chǎn)生大量水化熱后，混凝土體積收縮過大，加之外部溫度較低（冬季施工），加劇了混凝土的收縮，在底部基巖的約束力下，產(chǎn)生的拉應(yīng)力超出混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，形成混凝土裂縫。

為了評(píng)價(jià)閘底板裂縫對(duì)閘室整體結(jié)構(gòu)的影響，施工單位委托了南京水利科學(xué)研究院進(jìn)行了裂縫影響分析。經(jīng)過分析計(jì)算，閘室底板裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響范圍小，但必須對(duì)貫穿裂縫進(jìn)行加固處理。

2 裂縫處理

2.1 處理方法

裂縫處理方法采用化學(xué)灌漿。沿裂縫鉆斜交孔與縫相交，再使用適當(dāng)?shù)墓酀{壓力灌注化學(xué)漿液?；瘜W(xué)灌漿材料采用水溶性聚氨酯漿液，漿液膨脹性好，包水量大，具有良好的親水性和可灌性，遇水后自行分散、乳化、發(fā)泡，與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成不透水的彈性膠狀固結(jié)體，固結(jié)體具有良好的延伸性、彈性、抗?jié)B性和耐低溫性，無毒、無污染，在水中永久保持原形。由于此化學(xué)灌漿漿材的黏度小、可灌性高，因而能夠很容易灌入混凝土裂縫部位，從而達(dá)到止水目的。

2.2 化學(xué)灌漿工藝流程

1）施工場(chǎng)地清理：為裂縫兩側(cè)各5cm的范圍內(nèi)清理干凈，無浮塵、油污、青苔等。

2）布孔、鉆孔：鉆孔前采用鋼筋位置測(cè)定儀在裂縫兩側(cè)對(duì)裂縫兩側(cè)鋼筋進(jìn)行定位，以避免鉆孔時(shí)對(duì)鋼筋造成破壞。從裂縫最邊處開始，于裂縫兩側(cè)5～10cm處傾斜鉆孔至混凝土內(nèi)部與裂縫斜交，順序?yàn)橐贿叺搅硪贿?。鉆孔布置在裂縫兩側(cè)，交叉布置，孔徑為13mm，斜孔孔深40～50cm，兩孔間距約為50cm。由于混凝土裂縫呈不規(guī)則狀，所以需要特別注意鉆孔時(shí)須與裂縫面斜交。在滲水集中的裂縫漏水處鉆騎縫孔2～5個(gè)。

3）洗孔：鉆孔帶出的混凝土粉末采用高壓氣（0.5MPa左右）、水進(jìn)行清理至孔口冒清水為止。

4）灌漿嘴安裝:孔內(nèi)清洗干凈后安裝灌漿嘴，安裝順序自裂縫一邊至另一邊。安裝完成后檢查混凝土裂縫處滲水情況。

5）裂縫清洗：采用灌漿機(jī)自裂縫一邊向另一邊往灌漿嘴注裂縫清洗劑，灌注壓力控制在0.2～0.4MPa，待持續(xù)灌注清洗劑壓力恒定且停機(jī)后壓力為0時(shí)灌注下一個(gè)灌漿嘴，直至清洗完整條裂縫。

6）裂縫表面封閉：用磨光機(jī)對(duì)裂縫表面兩側(cè)進(jìn)行清理，并拭去裂縫表面滲水后，在裂縫表面涂抹環(huán)氧膠泥封縫材料。對(duì)裂縫滲水情況較多時(shí)，應(yīng)在裂縫上預(yù)留排氣、排水孔。在環(huán)氧膠泥外側(cè)涂刷硬水泥以提高封縫效果。冬季封縫膠泥完全固化時(shí)間約為15h。

7）化學(xué)灌漿：自上而下，從一側(cè)到另一側(cè)開始灌注水溶性聚氨酯灌漿材料，灌漿壓力控制在0.3～0.5MPa，待環(huán)氧膠泥上留排水孔或騎縫孔滲出灌漿材料后，根據(jù)《混凝土壩養(yǎng)護(hù)修理規(guī)程》（SL230-98）灌漿量小于0.02L/min時(shí)停灌，直至灌注完成整條裂縫。

8）清理：冬季聚氨酯灌漿材料完全固化時(shí)間約為2～3d。待水溶性聚氨酯完全固化后，拆除灌漿嘴并清理縫面，裂縫處理完成。

3 結(jié)語

在陡山水庫溢洪閘底板裂縫處理中，采用化學(xué)灌漿方法對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿處理。經(jīng)過兩年的運(yùn)行，處理效果良好，未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象?？梢?，所采用化學(xué)灌漿處理混凝土裂縫是一種非常有效的方法，與其他處理方法對(duì)比，不僅省工省時(shí)，處理費(fèi)用也較少，關(guān)鍵是保證裂縫處理的質(zhì)量。

（責(zé)任編輯遲明春）

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2016-09-01

滕金花（1975—），女，助理工程師