現(xiàn)役大壩迎水面混凝土面板綜合修復(fù)技術(shù)研究

唐 楨，廖乾成，于五江

(四川港航建設(shè)工程有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

在大壩的長期運(yùn)行過程中，大壩迎水坡面面板可能出現(xiàn)面板中部擠壓破壞、周邊縫止水拉裂、部分區(qū)域出現(xiàn)坑洞、混凝土面板表面出現(xiàn)大面積裂縫等問題，由于重建大壩的費(fèi)用一般較高，為節(jié)約工程施工成本，往往需要對混凝土面板裂縫進(jìn)行修復(fù)，解決面板的裂縫和大壩滲漏偏大的問題。

金溪航電樞紐工程位于四川省南充市蓬安縣境內(nèi)，是經(jīng)國家審定的嘉陵江渠化開發(fā)十六級規(guī)劃的第八級，是“四江六港”水運(yùn)發(fā)展規(guī)劃中的一個(gè)重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，距南充市55 km，上游與已經(jīng)投入建成發(fā)電的新鎮(zhèn)電站尾水銜接，下游與已開工建設(shè)的馬回航電樞紐工程銜接。投入運(yùn)營之后，金溪航電樞紐工程部分區(qū)域出現(xiàn)坑洞、裂縫、坡腳淘刷嚴(yán)重等問題，在現(xiàn)場可以看到很多裂縫以及結(jié)構(gòu)縫之間生長一些植被，需人工連根進(jìn)行清除并回填混凝土加固，如圖1所示。為了保證金溪航電樞紐工程后期運(yùn)行的安全性，對金溪航電樞紐工程所出現(xiàn)的大壩面板混凝土出現(xiàn)的問題進(jìn)行了檢查，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，然后對金溪航電樞紐破壞區(qū)域進(jìn)行修復(fù)，主要修復(fù)內(nèi)容包括坑洞修復(fù)、裂縫修復(fù)、坡腳修復(fù)、護(hù)坡下部和護(hù)腳垮塌修復(fù)、檢查通道修復(fù)、坡腳及坡面維護(hù)等，最終集成現(xiàn)役大壩迎水坡面混凝土面板綜合修復(fù)施工技術(shù)，可為類似大壩迎水坡面混凝土面板修復(fù)工程提供參考。

圖1 金溪航電樞紐工程破壞區(qū)域情況

1 國內(nèi)外現(xiàn)有的技術(shù)存在的問題

為了保證金溪航電樞紐工程后期運(yùn)行的安全性，根據(jù)金溪航電樞紐工程原設(shè)計(jì)要求，對金溪航電樞紐工程所出現(xiàn)的大壩迎水面面板混凝土缺陷及滲水點(diǎn)進(jìn)行處理。工程上處理大壩迎水面面板大面積缺陷修復(fù)通常采用鑿槽封縫、埋管注漿、刷涂防水材料等方法。但大壩面板大面積缺陷修復(fù)加固時(shí)存在人工鑿槽封縫填充施工效率低、面板加固整體性提升、灌漿孔臨時(shí)封閉效果不佳等問題，影響混凝土面板堆石壩大面積缺陷修復(fù)的施工質(zhì)量和施工效率。針對上述施工問題，本項(xiàng)目在大壩面板滲水點(diǎn)采用多孔同封灌漿處理，灌漿孔采用可啟閉的臨時(shí)封閉裝置進(jìn)行臨時(shí)封閉，滲水條帶采用快速鋪填裝置鋪填塑性止水材料。大壩迎水坡面面板大面積缺陷區(qū)進(jìn)行化學(xué)植筋，刷防水砂漿封底，然后通過貼面框格鋼板將化學(xué)植筋連為整體，對面板進(jìn)行整體加固。貼面框格鋼板上設(shè)置鑲嵌槽板，鑲嵌微嵌式預(yù)制板快速封閉，微嵌式預(yù)制板與貼面框格鋼板之間空隙通過防水砂漿封縫。采用該技術(shù)可以提高大壩迎水坡面面板大面積缺陷修復(fù)的施工效率、降低施工難度，改善大壩迎水坡面面板的防滲性能，減少現(xiàn)場作業(yè)時(shí)間，提高工效。

2 工藝操作要點(diǎn)與流程

2.1 操作要點(diǎn)

1)基面清理。工程施工前，對大壩迎水面基面進(jìn)行清理，人工連根清除裂縫以及結(jié)構(gòu)縫之間生長的植被，并清除大壩壩面的碳化層和污垢，使大壩壩面混凝土表面潔凈。

2)鉆孔灌漿。對混凝土面板上的裂縫進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，記錄裂縫位置、裂縫長度、裂縫寬度、裂縫總條數(shù)并標(biāo)注裂縫編號，進(jìn)行分區(qū)處理。然后對大壩迎水坡面板大壩滲水點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，沿滲水條帶并向兩端順延50 cm鑿U型槽，U型槽寬5 cm、深5 cm。然后對滲水點(diǎn)進(jìn)行滲水深度檢查，根據(jù)檢測結(jié)果在大壩迎水坡面板裂縫上的大壩滲水點(diǎn)及滲水條帶兩側(cè)打孔布置多個(gè)灌漿孔進(jìn)行多孔同封灌漿施工，避免混凝土面板上的滲水點(diǎn)處繼續(xù)滲水。滲水點(diǎn)灌漿孔布置示意圖如圖2所示，集中滲水點(diǎn)處打灌漿孔可采用垂直滲水點(diǎn)的方式打孔。

圖2 滲水點(diǎn)灌漿孔布置示意圖

3)灌漿孔臨時(shí)封閉。灌漿孔鉆設(shè)完畢后，采用臨時(shí)封閉裝置對槽口進(jìn)行臨時(shí)封閉，灌漿孔臨時(shí)封閉裝置為兩片式，下蓋板為圓環(huán)形，環(huán)內(nèi)填充環(huán)氧膠，下蓋板與壩體接觸面涂抹環(huán)氧膠，下蓋板與上蓋板通過膨脹螺栓與壩面連接，安裝拆卸使用方便。灌漿孔臨時(shí)封閉完成24小時(shí)候進(jìn)行壓氣試驗(yàn)，漏氣部分需重新進(jìn)行封閉。

4)灌漿。壩迎水坡面面板裂縫灌漿材料采用LW/HW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，灌漿時(shí)從滲水條一端向另一端逐孔灌注水泥砂漿。

5)滲水條帶充填。清理槽內(nèi)雜質(zhì)，嵌填塑性止水材料，然后涂抹聚合物水泥砂漿和水泥基防滲材料。塑性止水材料通過塑性止水材料快速鋪填裝置填充。

6)化學(xué)植筋。在壩面按照一定間距布置化學(xué)植筋，鉆孔灌注植筋膠，在錨孔中埋入鋼筋。

7)貼面框格鋼板安裝。在壩面鋪設(shè)貼面框格鋼板，貼面框格鋼板與化學(xué)植筋通過螺母固定，化學(xué)植筋上裸露部分設(shè)混凝土保護(hù)層。在貼面框格鋼板上鑲嵌微嵌式混凝土預(yù)制塊，微嵌式混凝土預(yù)制塊與貼面框格鋼板之間縫隙填充防水砂漿。

2.2 施工工藝流程(見圖3)

圖3 現(xiàn)役大壩迎水坡面混凝土面板綜合修復(fù)施工工藝流程圖

3 大壩迎水坡面面板大面積缺陷修復(fù)結(jié)構(gòu)研究

本項(xiàng)目提出一種大壩迎水坡面面板大面積缺陷修復(fù)結(jié)構(gòu)，大壩面板裂縫滲水處采用多孔同封定型化灌漿，大壩滲水點(diǎn)兩側(cè)錯(cuò)距布置多個(gè)灌漿孔灌注水泥砂漿封閉，滲水條帶內(nèi)填充塑性止水材料，并涂抹聚合物水泥砂漿和水泥基防滲材料。大壩壩體進(jìn)行化學(xué)植筋，然后灌注植筋膠，在錨孔中埋入鋼筋，并在鋼筋端部設(shè)置螺母和墊片，化學(xué)植筋裸露部分設(shè)混凝土保護(hù)層。原大壩迎水面面板布置化學(xué)植筋后安裝貼面框格鋼板，化學(xué)植筋通過貼面框格鋼板連為整體。貼面框格鋼板設(shè)置鑲嵌槽板，鑲嵌槽板上擱置微嵌式混凝土預(yù)制塊，微嵌式混凝土預(yù)制塊和貼面框格板之間空隙填充防水砂漿。貼面框格鋼板上預(yù)留植筋孔，化學(xué)植筋穿過預(yù)留植筋孔拉固貼面框格鋼板。灌漿孔采用灌漿孔臨時(shí)封閉裝置臨時(shí)封閉，灌漿孔臨時(shí)封閉裝置為兩片式，下蓋板為圓環(huán)形，環(huán)內(nèi)填充環(huán)氧膠，下蓋板與壩體接觸面涂抹環(huán)氧膠，下蓋板與上蓋板通過膨脹螺栓與壩面連接。圖4為現(xiàn)役大壩迎水坡面混凝土面板綜合修復(fù)施工結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4 現(xiàn)役大壩迎水坡面混凝土面板綜合修復(fù)施工結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié) 論

本文結(jié)合金溪航電樞紐工程，提出了大壩迎水坡面面板大面積缺陷修復(fù)結(jié)構(gòu)，可以提高大壩迎水坡面面板大面積缺陷修復(fù)的施工效率、降低施工難度，改善大壩迎水坡面面板的防滲性能，減少現(xiàn)場作業(yè)時(shí)間，提高工效。該結(jié)構(gòu)具備以下效果。

1)該大壩迎水坡面面板大面積缺陷修復(fù)結(jié)構(gòu)及施工方法，通過對原大壩迎水面面板布置化學(xué)植筋，刷防水砂漿封底層，安裝貼面框格鋼板，化學(xué)植筋通過貼面框格鋼板連為整體，增強(qiáng)了化學(xué)植筋的整體性，具有較好的加固效果。

2)該大壩迎水坡面面板大面積缺陷修復(fù)結(jié)構(gòu)及施工方法，通過使灌漿孔采用兩片式臨時(shí)封閉裝置臨時(shí)封閉，下蓋板為圓環(huán)形，與壩體接觸面及環(huán)內(nèi)涂抹環(huán)氧膠，下蓋板與上蓋板通過膨脹螺栓與壩面連接，可對灌漿孔快速封閉，封閉效果較好。

3)該大壩迎水坡面面板大面積缺陷修復(fù)結(jié)構(gòu)及施工方法，通過快速鋪填裝置對塑性止水材料進(jìn)行填充，鋪填裝置頂部設(shè)置可調(diào)節(jié)的刮平板，用于塑性止水材料的刮平，塑性止水材料通過電動(dòng)推桿推動(dòng)填充，操作簡單，填充速度快。

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