靈石縣石膏山水庫工程裂縫處理施工工藝

郭永峰

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西　太原　030024）

1　工程概況

石膏山水庫位于靈石縣仁義河干流上，壩址位于南關(guān)鎮(zhèn)峪口村上游1.5km的石膏山峽谷出口處，控制流域面積110km2。大壩采用混凝土拱壩，最大壩高68.0m，左岸擋水壩段長88m；右岸擋水壩段長52.9m，擋水壩頂寬6m，上游面為鉛直面，下游面為變坡組合面，坡度范圍1∶0.5～1∶0.178。溢流壩段布置在左右岸擋水壩的中間，樁號為0＋052.85～0＋081.12，總長28.2m，共兩個溢流孔，上游面為鉛直面，下游面挑流鼻坎以下壩坡為1∶0.27，壩基處底寬27.5m。

2　裂縫分布情況

2012年2月3日，對壩體迎水面、廊道及下游面進行了初步裂縫調(diào)查。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，裂縫主要分布在4號壩段，其中1083m高程廊道發(fā)現(xiàn)明顯裂縫3條以及滲水結(jié)構(gòu)縫數(shù)條，貫穿廊道頂拱和側(cè)墻，底板尚不清楚。其中滲水裂縫2條，寬度分別為1.7mm、0.8mm；干裂縫1條，寬度為0.7mm。1117m高程廊道發(fā)現(xiàn)裂縫1條，位于廊道上游側(cè)，寬度0.5mm，無滲水；迎水面裂縫為3號、4號壩段的接縫位置，從水面1090m高程向上延伸至現(xiàn)澆壩頂，寬度為0.7mm；壩頂發(fā)現(xiàn)裂縫由迎水面向下游面延伸至壩軸線位置，寬度為0.5mm。

3　裂縫處理原則

裂縫類型：一類縫，δ≤0.1mm；二類縫，0.1mm＜δ＜0.3mm；三類縫，δ≥0.3mm；深層或貫穿性裂縫。

1—3類淺表裂縫處理原則

一類縫沿裂縫20mm范圍內(nèi)，用鋼絲刷清理并刷毛，涂一道T1滲透結(jié)晶型材料或HK966彈性防滲涂料。二類縫順裂縫發(fā)展方向，鑿一條寬80mm，深50mm的“V”形槽，槽兩端超出裂縫長度50cm，填補HK903防滲砂漿，表面涂刷一道T1材料或HK966彈性防滲涂料。三類縫采用HK-G系列低粘度型環(huán)氧灌漿材料或HK-WG-21無溶劑型環(huán)氧灌漿材料（δ≥1.5mm）進行補強灌漿，如以防滲為主的裂縫化學(xué)漿液宜采用LW和HW水溶性聚氨酯灌漿材料。灌漿結(jié)束后，表面粘貼SR防滲膠帶、涂刷HK彈性封邊劑或HK966彈性防滲涂料封閉保護。

深層或貫穿性裂縫處理原則

采用HK-G系列低粘度型環(huán)氧灌漿材料或HKWG-21無溶劑型環(huán)氧灌漿材料（δ≥1.5mm）進行灌漿，如以防滲為主的裂縫化學(xué)漿液宜采用LW和HW水溶性聚氨酯灌漿材料。灌漿結(jié)束后，表面粘貼SR防滲膠帶、涂刷HK-彈性封邊劑或HK966彈性防滲涂料封閉保護。

4　裂縫處理施工工藝

施工工藝：施工準(zhǔn)備，鉆孔，預(yù)埋灌漿管、回漿管，封縫，壓水（風(fēng)）試漏，裂縫清洗，裂縫化學(xué)灌漿，表面處理，檢驗方法。

4.1　施工準(zhǔn)備

作業(yè)面清理：施工前需要將壩前水排干凈，并將雜物和淤泥清除干凈，直至露出裂縫末端或者基礎(chǔ)部位。

4.2　鉆孔

鉆孔孔徑采用直徑14mm，間距大約300mm，以貫穿裂縫深度為孔深標(biāo)準(zhǔn)。沿裂縫面45°兩邊交叉布置鉆孔。高壓灌漿管設(shè)置在孔口，回漿管布置在間隔50cm交叉斜孔處。鉆孔形成之后，用清水將水管插入孔底不間斷沖洗直至溢出清水為止。

4.3　預(yù)埋灌漿管、回漿管

灌漿孔口安裝專用灌漿針頭或?qū)Ｓ霉酀{管即可。

4.4　封縫

待縫面沖洗干凈后，自灌漿管用壓縮空氣吹凈粉塵和殘留碎屑，風(fēng)壓控制在0.15～0.2MPa，孔內(nèi)及縫面處理干凈后在縫面部位涂刮一層HK-EQ-1環(huán)氧封縫膠進行縫面封閉。

4.5　壓水（風(fēng)）試漏

灌漿之前必須檢查裂縫通透性，一般方法有壓水（風(fēng)）試漏，壓力采用0.3～0.5MPa，逐孔檢查裂縫是否通暢，壓水時指定專人負責(zé)記錄，如發(fā)現(xiàn)回漿管不回水，說明灌漿管與裂縫之間不通暢，作出記錄、記號，處理修補之后再壓水一次確保灌漿時漿液不外漏。壓風(fēng)時發(fā)現(xiàn)氣泡外溢時待壓風(fēng)結(jié)束后做好記錄進行修補。

4.6　裂縫清洗

以上工序完成后，為保證灌漿材料與壩體的粘接強度，采用專用裂縫清洗劑HK-WA-1清洗液對裂縫進行清洗，裂縫清洗采用HY-1型手動化學(xué)灌漿泵，從灌漿嘴由低至高進行循環(huán)灌注，清洗時間控制在20～30min以內(nèi)，最后用清水將裂縫沖洗。

4.7　裂縫化學(xué)灌漿

4.7.1化學(xué)灌漿時間的選擇

裂縫化學(xué)灌漿一般避開高溫季節(jié)，灌漿時做好壩體溫度、室外溫度等溫度記錄。4.7.2灌漿材料

迎水面裂縫如位于壩段結(jié)合處，采用遇水膨脹型化學(xué)灌漿材料，建議采用LW/HW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料；如裂縫位于壩體，則采用HK-G系列低粘度型環(huán)氧灌漿材料或HK-WG-21無溶劑型環(huán)氧灌漿材料（δ≥1.5mm）進行處理。

4.7.3灌漿工藝

（1）準(zhǔn)備工作。

灌漿前，設(shè)定風(fēng)壓壓力為灌漿壓力的80%，然后打開孔嘴全部閥門，用空氣壓縮機把孔內(nèi)、裂縫處積水吹干凈。漿液如采用LW/HW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料可直接灌漿。

（2）配漿：

為了防止?jié){液浪費，配漿應(yīng)遵循少量多次的原則。

（3）灌漿

灌漿順序按照由深到淺、由一側(cè)向另一側(cè)、串通性好的灌漿孔順序進行灌漿。觀測回漿管返漿后封閉回漿管。

灌漿壓力選取0.5～0.8MPa之間，灌漿壓力需逐級升高，壓力從0.2MPa開始，按每級0.05MPa升壓。灌漿過程中根據(jù)灌入量多少可降低或提高灌漿壓力，但最大壓力不得超過0.8MPa。單孔吸漿率趨于零為灌漿結(jié)束，再繼續(xù)灌30min即可結(jié)束。然后將管口封堵24h。

灌漿采用單孔進漿，將其余孔口全部打開，待相鄰回漿孔冒出濃漿后關(guān)閉第一孔灌漿管閥門，進行下一孔灌漿。待第二回漿孔冒出濃漿后，則將灌漿泵接入第三孔，以此往復(fù)循環(huán)灌完為止。

4.8　表面處理

化學(xué)灌漿完畢后，待漿液待凝72h后拆除灌漿管（嘴），打磨表面，對水位變化區(qū)以下裂縫沿縫兩側(cè)各15cm涂刷SR底膠，施工SR防滲膠帶，涂刷HK-彈性封邊劑或HK966彈性防滲涂料；對水位變化區(qū)以上裂縫沿縫兩側(cè)各50cm涂刷T1滲透結(jié)晶型材料。

4.9　檢查

化學(xué)灌漿結(jié)束14d后進行質(zhì)量檢查，檢查方法如表1。

表1　化學(xué)灌漿結(jié)束后質(zhì)量檢查方法

5　結(jié)束語

通過現(xiàn)場抽樣檢測，采用的施工工藝是可行和有效的，滿足裂縫處理設(shè)計要求，可以消除水庫蓄水滲漏的隱患，達到水庫蓄水安全鑒定的標(biāo)準(zhǔn)。