石佛寺水庫閘墩裂縫處理研究

楊海若

（遼寧省石佛寺水庫管理局有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110055）

石佛寺水庫是遼河干流上唯一的一座大型控制性水利工程，壩址位于沈陽市沈北新區(qū)黃家街道和法庫縣依牛堡鄉(xiāng)之間，距沈陽市區(qū)47 km。壩址以上流域面積164 786 km2，其中遼寧省內(nèi)流域面積約16 000 km2。庫區(qū)淹沒覆蓋范圍實際為50.41 km2，回水長度21.17 km。

石佛寺水庫總庫容1.85億m3，其中防洪庫容1.60億m3。水庫樞紐為Ⅱ等工程，永久性主要水工建筑物：主壩、右副壩、左副壩、泄洪閘及相應(yīng)的過壩、穿壩建筑物為2級，工程按100年一遇洪水標準設(shè)計，閘前洪水位50.22 m，300年一遇洪水標準校核，閘前校核洪水位50.69 m。拉馬河左堤、勝利河左堤等次要建筑物為4級[1，2]。

1 問題提出

根據(jù)水庫安全鑒定及水庫運行管理過程中的檢查，對水庫泄洪閘閘墩出現(xiàn)的裂縫問題進行了統(tǒng)計匯總，結(jié)果見表1。

表1 閘墩裂縫統(tǒng)計表

根據(jù)DL/5251-2010《水工混凝土建筑物缺陷檢測和評估技術(shù)規(guī)程》，裂縫分類標準見表2[3]。

表2 混凝土裂縫分類表

2 裂縫處理

2.1 混凝土裂縫處理

上游閘墩、翼墻：裂縫寬度≥0.2 mm部位的B、C類裂縫采用化學(xué)灌漿（環(huán)氧樹脂）處理方案，裂縫寬度<0.2 mm部位的A類裂縫采用表面封閉（高彈性環(huán)氧雙組分膠）處理方案。

下游閘墩、排架柱、啟閉機室底梁、閘柱、梁中的A類裂縫采用表面封閉（高彈性環(huán)氧雙組分膠）處理方案。

2.2 混凝土表面缺陷處理

露筋處理：露筋部位鑿深25 mm后，將孔內(nèi)混凝土殘渣清洗干凈，采用高韌性環(huán)氧砂漿修補。蜂窩麻面處理：用手釬鑿除麻面內(nèi)混凝土渣，填高韌性環(huán)氧砂漿抹平。

3 工程標準

3.1 工程等級和標準

根據(jù)SL 252-2017《水利水電工程等級劃分及洪水標準》規(guī)定，石佛寺水庫工程等別為Ⅱ等，主要建筑物主壩、副壩及泄洪閘的級別為2級，永久性次要建筑物為3級。水庫按100年一遇洪水設(shè)計，300一遇洪水校核。水庫特征水位見表3。

3.2 合理使用年限和耐久性要求

根據(jù)規(guī)范SL 654-2014《水利水電工程合理使用年限及耐久性設(shè)計規(guī)范》，2級建筑物的合理性使用年限規(guī)定為100年，2級建筑物-閘門的合規(guī)使用年限規(guī)定為50年，3級建筑物-閘門的合規(guī)使用年限應(yīng)為50年。

水位以上為二類露天環(huán)境，水位以下為三類環(huán)境，根據(jù)要求，混凝土的指標規(guī)定為C25F200。按照GB 50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》4.2.1要求：根據(jù)實際來看，其強度等級應(yīng)比構(gòu)件、原結(jié)構(gòu)均提高一級，但是不得低于C20級。混凝土采用硅酸鹽水泥，混凝土中的氯離子含量不應(yīng)大于0.06%，不得使用堿活性骨料。

3.3 維修養(yǎng)護內(nèi)容

根據(jù)水庫安全鑒定及水庫運行管理過程中的檢查，對本次需維修項目和部位進行了統(tǒng)計匯總，結(jié)果見表4。

表4 維修項目統(tǒng)計表

4 裂縫處理方案

4.1 化學(xué)灌漿

4.1.1 主要材料選擇及材料性能指標

（1）具有良好的親水性能，因為水既是稀釋劑，又可作為固化劑。漿液遇水后可以先分散乳化，然后凝膠固結(jié)。

（2）可灌性好，黏度低，而且可在潮濕及涌水情況下進行灌漿。

（3）抗壓強度>45 MPa,黏結(jié)強度>3 MPa，收縮率<5%。

4.1.2 施工工藝

滲漏水情況檢查、清理→布孔、造孔→安裝灌漿塞→化學(xué)灌漿→灌后檢查→清理→清理結(jié)束。

（1）滲漏水情況檢查、清理

清除伸縮縫表面的石灰、乳皮、松散顆粒。

（2）布孔、造孔

鉆孔孔徑Φ16 mm，孔距視滲漏水的散布情況與縫寬而定，一般為0.3~0.5 m。自縫一側(cè)0.1~0.15 m開孔，孔深和孔斜以鉆孔和裂縫在距縫0.3~0.5 m處相交作為準則，孔深0.2~0.6 m，一般不少于0.3 m。注意：鉆孔時盡量使灌漿鉆孔和縫能夠相交。灌漿部位為止水帶到襯砌混凝土的內(nèi)表面。

造孔完畢后用熱風(fēng)槍或高壓風(fēng)吹孔，安裝灌漿塞，連接管路。

4.1.3 灌漿

采用純壓法鉆孔化學(xué)灌漿，利用高壓化學(xué)灌漿泵將環(huán)氧樹脂通過已鉆好的通道灌入裂縫中去，漿液與水反應(yīng)形成彈性固結(jié)體。

（1）灌漿壓力取設(shè)計壓力0.3 MPa，一般為0.2~0.5 MPa。

（2）灌漿豎縫：灌漿豎縫從低處向高處進行，兩端做保護層，而后深孔低壓慢灌，防止裂縫繼續(xù)發(fā)展。

（3）灌漿結(jié)束標準：每孔灌至裂縫表面無水或流濃漿或注漿小于0.1 L/min灌漿結(jié)束。

4.2 表面封閉

4.2.1 主要材料選擇及材料性能指標

表面封閉處理采用高彈性環(huán)氧雙組份膠，該膠由改性環(huán)氧、反應(yīng)型橡膠、改性固化劑、助劑等材料組成。固化產(chǎn)物具備了環(huán)氧特性，整體呈彈性、高伸長率狀，具有很好的耐沖擊、抗震動、耐老化、對混凝土體的表面修復(fù)和應(yīng)力裂縫修補有較好的黏接強度。高彈性環(huán)氧雙組份膠性能指標見表5[4]。

表5 高彈性環(huán)氧雙組份膠性能指標

4.2.2 施工工藝

（1）在施工前打磨被黏涂混凝土體表面后吹灰除塵，待粘。

（2）按現(xiàn)場試驗確定的重量比，分別用取膠工具在膠桶內(nèi)取膠、稱重后，迅速攪拌均勻立即刮涂。

4.3 混凝土表面缺陷處理

泄洪閘閘墩混凝土外觀上整體較好，部分位置存在混凝土破損和露筋情況，麻面及露筋部位處理采取高增韌性環(huán)氧砂漿，砂漿性能指標見表6[5]。

表6 高增韌性環(huán)氧砂漿性能指標表

5 結(jié)語

針對水庫日常巡查發(fā)現(xiàn)的閘墩裂縫問題進行分類并制定了相應(yīng)的處理方案，經(jīng)過維修后閘墩裂縫問題得到了處理，取得了良好的效果。對于北方寒區(qū)水閘裂縫處理具有一定的借鑒意義。