淺談水庫(kù)溢洪閘水庫(kù)溢洪閘裂縫控制

付培華

摘 要：混凝土中產(chǎn)生的各種裂縫不僅對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良的影響， 還可能對(duì)整個(gè)建筑物產(chǎn)生直接的危害。水工建筑物水下部分的裂縫， 會(huì)造成水沿裂縫滲漏， 水位線以上的裂縫， 則會(huì)由于氣溫的反復(fù)變化， 使裂縫中的毛細(xì)水對(duì)結(jié)構(gòu)物造成進(jìn)一步的損傷， 從而可能造成結(jié)構(gòu)物的破壞。本文就水庫(kù)溢洪閘混凝土施工裂縫控制進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)溢洪閘；水庫(kù)溢洪閘；裂縫控制

引言：

隨著建筑業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展、高質(zhì)量的塊石等不可再生資源的日益匱乏，混凝土替代漿砌塊石的現(xiàn)象越來(lái)越多，混凝土工程已成為水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的重點(diǎn)，也是水庫(kù)溢洪閘施工的關(guān)鍵，混凝土裂縫控制成為水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程必須高度重視的問(wèn)題。

一、工程概況及裂縫產(chǎn)生部位

某水庫(kù)集水面積154.8 km2， 總庫(kù)容1.12 億m3，需實(shí)施水庫(kù)除險(xiǎn)加固， 對(duì)原溢洪閘進(jìn)行了拆除重建， 將原五孔每孔凈寬2.5 m 的鋼筋混凝土平板閘門(mén)螺桿式啟閉的溢洪閘， 改建為三孔每孔凈寬4.6 m 的弧形鋼閘門(mén)液壓?jiǎn)㈤]的溢洪閘， 溢流堰由寬頂式改為駝峰堰， 溢流堰頂高程32 m。溢洪閘改建工程施工完成后， 在對(duì)溢洪閘混凝土工程進(jìn)行檢查觀測(cè)時(shí)， 先后在溢流堰體、陡槽及溢流堰體與閘墩之間發(fā)現(xiàn)了混凝土裂縫和滲水現(xiàn)象， 具體情況為：在階梯式陡槽16.2 m 高程平臺(tái)以下部位出現(xiàn)順?biāo)飨蛄芽p， 縫線走向基本位于陡槽中心軸線部位， 裂縫長(zhǎng)約20 m， 縫隙細(xì)小， 約0.1 mm（ 以下簡(jiǎn)稱(chēng)裂縫①） 。2 在三孔溢流堰體下游弧面中部向下部位各出現(xiàn)1條（ 中孔2 條）“Y”形裂縫， 裂縫部位和形狀基本相同， 裂縫寬度細(xì)微， 小于0.1 mm（ 以下簡(jiǎn)稱(chēng)裂縫②） 。發(fā)現(xiàn)溢洪閘閘墩與溢流堰體之間的豎向裂縫有輕微滲透漏現(xiàn)象（ 以下簡(jiǎn)稱(chēng)裂縫③） 。

二、裂縫產(chǎn)生原因分析

根據(jù)裂縫產(chǎn)生的位置、地質(zhì)條件和較長(zhǎng)一段時(shí)間的跟蹤觀察， 分析裂縫產(chǎn)生的成因?yàn)椋?在上述三種裂縫產(chǎn)生的情況中， 溢洪閘閘墩與溢流堰體之間的豎向裂縫為施工縫， 主要是由于堰體混凝土收縮， 致使施工縫張開(kāi)， 但縫的寬度不大， 所以?xún)H有輕微滲水現(xiàn)象。滲水的主要原因， 可能是施工縫預(yù)留止水銅片底部封漏砂漿不足造成。雖然該縫本身對(duì)于工程結(jié)構(gòu)的安全影響不大， 但由于該縫面直接與庫(kù)水相通， 在滲透水流的作用下， 可能對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)使用的耐久性有一定影響， 需進(jìn)行防滲加固處理。①②裂縫都為溫度應(yīng)力裂縫， 其產(chǎn)生的原因有二： 一是施工過(guò)程中， 基礎(chǔ)溫差和混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大； 二是混凝土收縮過(guò)程中受到基礎(chǔ)巖石或老混凝土約束， 應(yīng)力無(wú)法自然釋放， 溢洪閘陡槽裂縫的混凝土基礎(chǔ)為微風(fēng)化鞍山巖， 溢流堰體混凝土澆筑時(shí)，由于基礎(chǔ)灌漿工程的施工影響， 基礎(chǔ)塊混凝土的齡期已經(jīng)達(dá)到60 d 以上， 基礎(chǔ)對(duì)上部溢流堰體的混凝土約束作用明顯。加之上述兩個(gè)部位混凝土相對(duì)較?。?厚約50 cm） ， 對(duì)產(chǎn)生裂縫也有一定影響。從①②裂縫的特征分析， 縫②屬表面裂縫， 由于裂縫的寬度很小， 對(duì)結(jié)構(gòu)本身影響不大； 縫①屬深層裂縫， 但裂縫的混凝土基礎(chǔ)為大塊微風(fēng)化鞍山巖， 因此裂縫對(duì)陡槽底板的穩(wěn)定性影響也不大。但從混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和結(jié)構(gòu)表面情況來(lái)看， 必須對(duì)裂縫進(jìn)行必要的處理，以防止鋼筋銹蝕和混凝土繼續(xù)脹裂，影響混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性。

三、裂縫處理

根據(jù)裂縫處理的一般原則和水庫(kù)溢洪閘混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與裂縫特征， 為進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性， 防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋產(chǎn)生銹蝕， 影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度， 我們對(duì)橫山水庫(kù)溢洪閘混凝土裂縫采取了以下措施：

1. ①②裂縫處理： 一是鋼筋防銹； 二是裂縫處理。鋼筋防銹采用Sika FerroGard903 防銹浸漬劑， 其優(yōu)點(diǎn)為不改變混凝土表觀和水蒸氣的擴(kuò)散能力， 經(jīng)濟(jì)地延長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命， 施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。

2.對(duì)溢洪閘閘墩與溢流堰體之間的豎向裂縫， 即施工縫， 采用化學(xué)灌漿方法進(jìn)行處理。

a. 化學(xué)灌漿方法

沿施工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)灌漿材料選用SikaFix106 聚氨酯堵漏劑， 利用該堵漏劑遇水膨脹、固化的原理， 在施工縫間形成彈性充填墊， 以達(dá)到止水目的。由于此化學(xué)灌漿漿材的粘度小， 可灌性高， 因而能夠很容易地灌入混凝土缺陷部位。SikaFix106 聚氨酯堵漏劑特點(diǎn)： 柔韌、通用、擴(kuò)展型的注射灌漿； 無(wú)溶劑、無(wú)毒、適用于飲用水的環(huán)境； 親水、再次遇水又會(huì)膨脹、保持永久彈性； 優(yōu)異的粘結(jié)力、性能可調(diào)。

b. 化學(xué)灌漿工藝流程

施工準(zhǔn)備→查縫定位→布孔→鉆孔→清孔→安裝灌漿塞、連接灌漿泵→灌漿→清理施工現(xiàn)場(chǎng)→驗(yàn)收

（ a） 查縫定位： 首先根據(jù)裂縫發(fā)生的部位和情況， 確定裂縫類(lèi)別， 再檢查裂縫的深度， 為布孔提供第一手資料。

（ b） 布孔： 根據(jù)裂縫情況和所用灌漿材料的流動(dòng)性等性能進(jìn)行布孔。因裂縫③一側(cè)為閘墩， 只能采用單面布孔進(jìn)行灌漿處理， 布孔間距一般為30～50 cm。灌漿布孔由溢流堰頂起向下一直布至溢流堰體與底板連接處，布孔間距50 cm。

（ c） 鉆孔： 采用德國(guó)進(jìn)口電錘鉆孔， 最大孔深可達(dá)85 cm， 孔徑范圍Φ6～Φ20， 孔深以過(guò)縫3～5 cm 最佳，鉆45°斜孔。在30 m 高程以上裂縫灌漿鉆孔的深度采用80 cm， 鉆60°斜孔； 在30 m 高程以下裂縫灌漿鉆孔的深度采用50 cm， 鉆45°斜孔。

（ d） 清孔： 灌漿前應(yīng)對(duì)成形的孔進(jìn)行清理， 清除孔內(nèi)石粉等雜質(zhì)。

（ e） 安裝灌漿塞、連接灌漿泵： 利用膨脹原理加工而成的膨脹型灌漿塞， 并且在膨脹型灌漿塞內(nèi)部設(shè)有兩道單向閥， 灌漿結(jié)束后， 單向閥能夠有效的防止灌入的漿材倒溢， 保證了灌漿的質(zhì)量。灌漿塞經(jīng)獨(dú)特設(shè)計(jì)， 它由塞體和灌漿桿兩部分組成。塞體所鉆孔孔徑為Φ8 mm。

（ f） 灌漿：

灌漿順序自下而上、由低向高，逐一連續(xù)進(jìn)行。對(duì)施工縫和細(xì)微的裂縫采用較高的壓力進(jìn)行灌漿， 最大灌漿壓力約為混凝土抗壓強(qiáng)度的1 / 10。用SikaFix106 ∶水=1 ∶10 的漿液進(jìn)行灌注。對(duì)伸縮縫灌漿時(shí)， 利用上層止水片出漿， 灌漿開(kāi)始時(shí)控制壓力及進(jìn)漿率， 等繞過(guò)上層止水漏出的漿液初凝后， 提高灌漿壓力至1.0 MPa， 持續(xù)灌漿10 min 后即可結(jié)束灌漿。施工縫、細(xì)微裂縫灌漿開(kāi)始時(shí)控制壓力和進(jìn)漿速率， 逐漸提高灌漿壓力至縫面出漿后， 保持5 min 即可結(jié)束本孔灌漿， 改灌相鄰灌漿孔。當(dāng)相鄰孔灌漿后， 縫面出漿不能連通時(shí)， 應(yīng)在兩孔間補(bǔ)孔。所有孔灌漿結(jié)束后， 使用環(huán)氧沙漿進(jìn)行封孔。

結(jié)束語(yǔ)：

在水庫(kù)除險(xiǎn)加固溢洪閘施工中，要認(rèn)真分析混凝土施工中裂縫的成因，從設(shè)計(jì)開(kāi)始抓起，在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制，從材料選用、施工工藝、日常養(yǎng)護(hù)等方面及時(shí)采取保障措施，避免和減少裂縫的產(chǎn)生，確保工程建設(shè)質(zhì)量。

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