高趾墻頂部臺(tái)帽裂縫高壓化學(xué)灌漿防滲加固施工方案

昌已登

(新疆庫爾干水利樞紐工程建設(shè)管理局，新疆 阿克陶 845550)

1 引言

堆石壩是新疆地區(qū)一種極為常用水工大壩，其主要優(yōu)勢是工程造價(jià)低、變形適應(yīng)能力強(qiáng)等[1-2]。但在長期的使用過程中，不可避免出現(xiàn)裂縫，將會(huì)對大壩的蓄水能力產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)，任由裂縫發(fā)展，也將影響到大壩整體的安全，從而威脅到下游居民的安全[3-4]。因此，針對堆石壩出現(xiàn)的裂縫及時(shí)采取修補(bǔ)措施是十分重要的。目前，針對裂縫修復(fù)常用的措施主要為灌漿法。通過注入漿液，充填裂縫，減少滲漏，提高壩體穩(wěn)定性。施工質(zhì)量是影響注漿加固的一個(gè)重要因素，結(jié)合新疆吉音水利樞紐工程堆石壩裂縫修復(fù)工程，研究堆石壩裂縫注漿加固施工方案。

2 工程概況

新疆吉音水利樞紐工程面板堆石壩工程高趾墻2427.5 m～2429.1 m混凝土澆筑于2015年6月澆筑完成，澆筑后其橫截面出現(xiàn)裂縫21條，編號為1～21號，呈橫斷型且部分裂縫為貫通狀況，裂縫寬度均為δ≥0.2 mm。

灌漿材料采用長江科學(xué)院材料與結(jié)構(gòu)研究所CW510高滲透改性環(huán)氧樹脂灌漿材料。主要性能指標(biāo)見表1。

3 砼裂縫化學(xué)灌漿施工方法

3.1 裂縫描述及處理

結(jié)合現(xiàn)場情況，利用高壓水槍沖洗裂縫面，之后仔細(xì)描述裂縫走向、寬度、長度等特征。沿著裂縫兩側(cè)打磨水泥浮漿、沉淀物等無用雜質(zhì)[5]。

3.2 化學(xué)灌漿施工方法

3.2.1 清理縫面

裂縫表面存在鈣質(zhì)、析出物等雜質(zhì)，需對裂縫表面進(jìn)行打磨，寬度宜控制在15 cm～20 cm，打磨完成后，需用高壓水槍沖洗干凈。

表1 CW510主要性能指標(biāo)

3.2.2 布孔、開孔

利用開孔機(jī)成孔，孔距控制在0.3 m～0.5 m。側(cè)面鉆孔深度800 mm，頂面向下鉆孔深度500 mm。

裂縫騎縫鉆孔見圖1(a)，開孔見圖1(b)。

(a)裂縫騎縫鉆孔

(b)開孔圖

斜穿孔的鉆孔與裂縫45°相交，鉆孔必須穿過裂縫。裂縫鉆孔形成見圖2。

(a)裂縫斜孔布孔圖

(b)斜孔剖面圖

(c)布孔剖面圖

3.2.3 注漿嘴安裝

待鉆孔內(nèi)的積水完全干燥后安裝注漿嘴。注漿嘴在安裝過程中需要保持平穩(wěn)，之后使用環(huán)氧膠泥固定。對側(cè)墻施工時(shí)，應(yīng)先用快速堵漏劑固定注漿嘴，之后采用環(huán)氧膠泥再次加固。

3.2.4 縫面封閉

注漿嘴安裝完成后，可采用環(huán)氧膠泥封縫。膠泥的厚度宜在5 mm左右，寬度為200 mm(左右各100 mm)。膠泥批刮應(yīng)當(dāng)均勻、平整。

3.2.5 化學(xué)灌漿

1)注漿壓力：注漿壓力控制在0.4 MPa～0.6 MPa之間，注漿壓力不得超過此壓力范圍值。壓力由灌漿機(jī)自動(dòng)控制。

2)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：裂縫灌漿后，穩(wěn)壓5 min～10 min屏漿壓力不下降即可結(jié)束灌漿。

3)表面處理：注漿結(jié)束且材料凝固后需要拆除孔口管，磨平注漿嘴，之后采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行封閉并修補(bǔ)表面不平整的區(qū)域。修整后表面應(yīng)平齊無凸起。

4 化學(xué)灌漿施工程序及工藝

4.1 施工程序

裂縫描述-裂縫清理、布孔、鉆孔-安裝注漿嘴及封縫-壓風(fēng)測孔-注漿-表面修飾。

4.2 施工工藝

4.2.1 裂縫描述

1)描述：查找裂縫，測量裂縫寬度、長度、走向等基本特征。

2)裂縫分類：根據(jù)裂縫寬度按以下分類標(biāo)準(zhǔn)分為兩類：0.35 mm以上為Ⅲ類，0.35 mm以下為Ⅰ、Ⅱ類。根據(jù)滲水情況分為干縫和濕縫。

3)記錄：根據(jù)裂縫特征，填寫《混凝土裂縫性狀描述表》。

4.2.2 裂縫清理

1)磨縫：使用打磨機(jī)沿著裂縫進(jìn)行打磨，打磨范圍為裂縫兩側(cè)各10 cm，打磨深度不宜小于2 mm，打磨完成后，使用高壓水槍沖洗打磨面。

2)清洗裂縫：保證裂縫內(nèi)無粉塵等雜質(zhì)。

3)布置孔位：間隔0.3 m～0.5 m布孔。

4)開孔及洗孔：根據(jù)布置孔位使用開孔機(jī)開孔，并使用高壓水洗孔。

5)記錄：填寫《混凝土裂縫清理檢查表》。

4.2.3 安裝注漿嘴及封縫

1)安裝注漿嘴：注漿嘴安裝時(shí)，其底座應(yīng)當(dāng)對準(zhǔn)縫孔，對準(zhǔn)后將注漿嘴壓入孔內(nèi)；之后采用快速堵漏劑初步固定注漿嘴，然后采用環(huán)氧膠泥再次加固注漿嘴，為避免注漿過程中出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，使用環(huán)氧膠泥封堵裂縫。

2)封堵裂縫：封堵材料主要為環(huán)氧膠泥。將環(huán)氧膠泥沿著裂縫左右兩側(cè)約5 cm范圍均勻涂抹，厚度控制在3 mm左右。完成該步驟后，按照順序給鉆孔編號。

4.2.4 注漿

1)注漿順序：按照從下往上的順序進(jìn)行注漿處理；

2)注漿壓力：注漿起始壓力控制在0.4 MPa，最大壓力應(yīng)小于0.6 MPa，屏漿壓力均為0.6 MPa。

3)注漿方法：先從低端1#孔展開，往上2#孔出漿并關(guān)閉結(jié)扎出漿管，繼續(xù)灌漿3#出漿同理一樣。

4)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：裂縫灌漿后，穩(wěn)壓5 min～10 min屏漿壓力不下降即可結(jié)束灌漿。

5)記錄：按照實(shí)際情況如實(shí)填寫《混凝土裂縫化學(xué)灌漿施工記錄表》。

4.2.5 特殊情況處理

1)灌漿過程中出現(xiàn)冒漿、外漏等情況時(shí)，可采用低壓、限流和調(diào)整配比灌注等措施加以處理，若處理后仍存在冒漿、外漏等情況，需要暫時(shí)停止灌漿，待漿液凝固后，方可重新進(jìn)行灌漿作業(yè)。

2)因各種意外造成灌漿中斷時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡快恢復(fù)灌漿作業(yè)，必要時(shí)需進(jìn)行補(bǔ)灌。

3)無法達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)或者注入量出現(xiàn)急劇變化時(shí)需要仔細(xì)分析造成這一現(xiàn)象的原因，并及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

4)當(dāng)堆石壩壩體裂縫與內(nèi)部預(yù)埋件之間發(fā)生連通現(xiàn)象時(shí)需要及時(shí)采用阻隔、限壓、限量措施，以避免情況進(jìn)一步惡化。

5 質(zhì)量檢查

1)采用灌漿法加固裂縫的質(zhì)量檢查方法主要為壓水試驗(yàn)和取芯檢驗(yàn)。檢查作業(yè)孔在注漿孔完成后的一周后進(jìn)行，采用壓水試驗(yàn)檢測時(shí)，水壓宜控制在0.3 MPa左右，穩(wěn)壓時(shí)間控制在10 min～20 min之間；壓水實(shí)驗(yàn)平均透水率小于0.1 Lu則表明裂縫注漿效果較好。取芯檢測法按照壓水試驗(yàn)鉆孔的一半進(jìn)行取芯檢查，取芯試樣的平均抗拉強(qiáng)度不小于1.5 MPa即表明注漿合格，需根據(jù)取芯成果繪制鉆孔柱狀圖。

檢查孔檢測完畢后，應(yīng)當(dāng)使用原材料回填并封閉，孔口應(yīng)當(dāng)磨平。

2)砼裂縫修補(bǔ)質(zhì)量控制、保證措施

混凝土材料對裂縫修補(bǔ)質(zhì)量具有較大的影響。因此，需要嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量。原材料必須檢測合格后方可入場。

材料配比需要嚴(yán)格按照試驗(yàn)結(jié)果確定，不得隨意更改配比。稱量偏差應(yīng)控制在±1%。

壩體裂縫修補(bǔ)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照混凝土修補(bǔ)規(guī)范以及設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁盲目施工。只有上道施工合格并經(jīng)過驗(yàn)收后，方可進(jìn)行下一步工序施工。

6 結(jié)論及建議

6.1 結(jié)論

新疆吉音水利樞紐工程面板堆石壩出現(xiàn)了多條裂縫，嚴(yán)重影響到大壩蓄水能力，同時(shí)也對下游居民生產(chǎn)生活產(chǎn)生了較大的威脅，結(jié)合工程概況，采用化學(xué)灌漿加固法加以處理。結(jié)合工程實(shí)際情況，詳細(xì)介紹了該方法的施工方法、施工工藝流程以及質(zhì)量控制措施，可為其他工程施工積累施工經(jīng)驗(yàn)。

6.2 建議

施工質(zhì)量是影響工程實(shí)施質(zhì)量的一個(gè)重要因素，新疆吉音水利樞紐工程趾墻海拔高度較大，位于2427.5 m～2429.1 m。工程施工難度較高。采用化學(xué)灌漿法加固壩體裂縫時(shí)應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，利用現(xiàn)場試驗(yàn)獲取最終的施工參數(shù)，在施工過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工方法、施工工藝流程進(jìn)行，在施工過程中各方責(zé)任主體應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)督力度，做好施工各項(xiàng)檢查工作，以保證工程施工質(zhì)量。