圓滿貫水電站大壩裂縫處理方法

羅其明

摘要：圓滿貫水電站碾壓混凝土雙曲拱壩，在壩體填筑至37m高時，由于洪水壩體被動擋水和全斷面過流，導(dǎo)致壩軸線處和壩軸線左側(cè)約30m處出現(xiàn)2條性裂縫，需對裂縫進行處理。由于裂縫產(chǎn)生在不同部位以及裂縫的性狀不同，處理方式方法也存在著不同，有本文重點介紹圓滿貫水電站大壩貫穿裂縫的處理方法。

關(guān)鍵詞：碾壓混凝土雙曲拱壩 裂縫 化學(xué)灌漿 處理方法

中圖分類號：TV7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0096-02

圓滿貫水電站攔河大壩為碾壓混凝土雙曲拱壩，壩頂軸線長192.52m，最大壩高82.5m，壩頂高程519.50m，建基面高程437.00m；壩頂厚5m，壩底厚20m。溢流壩段常態(tài)混凝土迎水面起始澆筑高程為EL481m，背水面起始澆筑高程為E476m。

壩體碾壓混凝土填筑到上升至EL474.00m高程之后，于2008年7月由于遭遇特大洪水，大壩被動擋水，全斷面過流。2008年8月在大壩倉面清理的時，發(fā)現(xiàn)大壩壩軸線處和壩軸線左側(cè)約30m處出現(xiàn)2條性裂縫，兩條裂縫基本垂直于壩軸線方向。在壩體填筑上升壩頂工作面EL479.8m時，又遭遇洪水，雖未翻壩，但壩前最大水位已經(jīng)達EL478.46m高程。為讓壩體應(yīng)力釋放和裂縫的發(fā)展情況趨于穩(wěn)定，在大壩填筑到EL481m高程時，對裂縫進行了處理。處理的裂縫最大的為上游面EL443.2m～EL481m，縫豎向長37.8m，下游面EL440.4m～EL474.4m，縫豎向長34m，縫寬約0.5mm～2.5mm之間，為上、下游貫穿性裂縫。

1 裂縫成因情況分析

通過對裂縫產(chǎn)生時期、發(fā)展情況、裂縫位置進行分析，裂縫產(chǎn)生的原因為。

（1）在遭遇特大洪水情況下，由于導(dǎo)流洞的導(dǎo)流能力有限，大壩開始擋水，最終全段面過流，新澆混凝土強度未達到設(shè)計強度，混凝土塊體內(nèi)部溫度較高，外部水溫較低積聚溫差變化出現(xiàn)裂縫。另外，洪水水位的快速升降，壩體擋水受力，隨后洪水消退，荷載釋放，大壩壩體中部及拱端附近受力較大部位拉應(yīng)力出現(xiàn)造成裂縫。

（2）裂縫出現(xiàn)在6～7月的高溫季節(jié)，混凝土澆澆筑完成后，由于混凝土的溫升造成的內(nèi)外溫度的差異，產(chǎn)生拉應(yīng)力出現(xiàn)裂縫。

2 裂縫處理方法

根據(jù)裂縫不同部位以及裂縫的不同性狀，裂縫處理的方法有采用縫口封閉、化學(xué)灌漿及加設(shè)止水縫口封閉等。根據(jù)裂縫的類型，本工程采用鉆孔進行化學(xué)灌漿的處理方式，分上、下游工作面進行。

裂縫處理原則必須滿足壩體補強、防滲等技術(shù)要求，對壩體兩條裂縫采取表面騎縫灌漿和內(nèi)部鉆孔灌漿相結(jié)合處理方法來消除裂縫對壩體的危害。其具體工藝流程如圖1所示。

2.1布設(shè)灌漿盒及灌漿孔

根據(jù)裂縫表面張開度，在兩條裂縫上下游表面較寬處布設(shè)灌漿盒，原則上每一米左右布設(shè)一個灌漿盒。在兩條裂縫上下游均布設(shè)淺、深兩排灌漿孔。淺孔孔間距1m且沿裂縫交錯布設(shè)，深孔孔間距也為1m且沿裂縫交錯布設(shè)，淺孔和深孔之間間距為0.5m。灌漿盒與灌漿孔的布置見圖2。

2.2鑿縫鉆孔

沿裂縫鑿一條寬、深約3～5cm的“U”型槽（預(yù)留灌漿盒的部位不作處理），再用鋼絲刷將混凝土表面的灰塵、浮渣及松散層仔細清除，并清洗干凈。用鉆徑為Φ32的風(fēng)鉆鉆孔，鉆進角度分別為60°和80°，孔口離裂縫距離分別為0.5m和0.7m，孔深根據(jù)孔所在高程控制。

2.3沖洗與檢查

鉆孔結(jié)束后，用高壓風(fēng)水將鉆孔及“U”形槽沖洗干凈，吹凈孔內(nèi)（槽內(nèi)）粉末，確保進漿孔、回漿孔穿過裂縫縫面。在確定裂縫縫面通暢之后，用高壓風(fēng)將縫內(nèi)積水沖干。

2.4埋灌漿管和灌漿盒

鉆孔結(jié)束后，用風(fēng)水輪換將鉆孔及鉆孔周圍吹洗干凈，涂上環(huán)氧基液，然后將進漿管和排氣管一并用環(huán)氧砂漿封牢。將預(yù)留埋設(shè)灌漿盒處裂縫的混凝土表面清洗干凈，再用環(huán)氧砂漿將灌漿盒貼牢。

2.5封縫待凝

用風(fēng)、水輪換將裂縫吹洗干凈，然后用環(huán)氧砂漿將裂縫封堵，讓環(huán)氧砂漿固化達到一定強度，以防裂縫漏漿。

2.6配漿灌漿

環(huán)氧砂漿固化24h后，在施工現(xiàn)場配置漿液，用灌漿泵按自下而上原則逐孔逐盒進行灌漿，灌漿壓力一般不超過0.3MPa。灌漿技術(shù)要求如下。

（1）漿液配制：由專人負(fù)責(zé)現(xiàn)配現(xiàn)用，嚴(yán)格配料程序，用量杯天平稱量準(zhǔn)確，并攪拌均勻。

（2）灌漿：每條裂縫灌漿時，按由低至高順序進行灌漿，即先對灌漿孔進行灌注，待相鄰孔排出濃漿時，將該孔扎管，逐孔進行，至該縫最后一孔灌漿結(jié)束，迸漿30min，迸漿壓力0.3～0.4MPa。

（3）灌漿壓力：應(yīng)由由低至高，逐步升高，最高壓力不超過0.3～0.4MPa。

（4）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：正常情況下，在達到最高設(shè)計灌漿壓力下，如不吸漿或吸漿率≤0.01Lmin，持續(xù)迸漿30min，即可結(jié)束灌漿。

（5）特殊情況處理：如灌漿時發(fā)現(xiàn)明顯外漏，則應(yīng)將外漏處進行快速封閉處理，然后繼續(xù)進行灌漿處理。

2.7迎水面防滲材料涂刷

壩體迎水面裂縫處采用涂刷環(huán)氧基液和貼玻璃絲布。涂刷前先前混凝土表面灰塵、油污等除掉，清洗干凈并濕潤壩面。按三油二氈方式處理。

2.8灌漿質(zhì)量檢查

采用壓水試驗檢查。壓水檢測：造檢查孔（孔徑32mm、孔深10～15cm）后，對檢查孔進行壓水試驗，采用單點法壓水，壓水檢查壓力為0.3Mpa。壓水試驗穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，在穩(wěn)定壓力下，每3～5min測讀一次壓入注量，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終的10%，或最大值與最小值之差小于1mL/min時，本孔段壓水結(jié)束，取最終值為計算值，測記漏量，計算透水率（Lu），合格標(biāo)準(zhǔn)為：壓水檢查透水率≤1Lu。

3 灌漿材料

本工程化學(xué)灌漿采用改性環(huán)氧灌漿材料，該灌漿材料粘度低，可灌性好，抗壓強度高達40MPa以上，同混凝土的粘結(jié)強度高，一般都大于混凝土本身的抗拉強度，并且有親水性，對潮濕面的親和力好。該環(huán)氧灌漿材料主要性能指標(biāo)則見表1。

4 灌漿后成果檢查

壓水試驗檢測成果見表2。通過檢測，裂縫經(jīng)處理后透水率普遍小于1Lu，達到了一般態(tài)混凝土防滲的基本要求。從后期大壩蓄水后觀測，裂縫處沒有任何漏水現(xiàn)象，說明防滲處理滿足了設(shè)計要求。

4 結(jié)語

水工混凝土多為大體積結(jié)構(gòu)，施工中由于混凝土配合比、氣候條件、施工方法、養(yǎng)護不善等，極易造成裂縫，若不加以專項處理，將給大壩蓄水運行留下嚴(yán)重的安全隱患。出現(xiàn)裂縫后，施工中應(yīng)根據(jù)不同裂縫的成因、裂縫特點及裂縫所處部位等情況，需采取相應(yīng)的補救措施對裂縫進行必要的處理。