水庫大壩溢流面加固處理技術分析

張小兵

(江西頂峰園林建設有限公司，江西鄱陽333100)

水庫大壩溢流面加固處理技術分析

張小兵

(江西頂峰園林建設有限公司，江西鄱陽333100)

該研究結合工程實例，在介紹大壩溢流面存在問題及其影響的基礎上，對加固處理施工的原則、所采用的施工方法、材料等進行了說明，并從5個方面對施工工藝以及施工質量的保障措施進行了詳細的分析和討論。竣工驗收結果表明，該工程所使用的施工材料與方法具有較高的科學性和合理性，在今后的類似工程中可以進行針對性的參考與借鑒。

水庫大壩;溢流面;加固處理;施工工藝

1 工程概況

某水庫樞紐工程建成于1976年，是集航運、發電、灌溉等功能于一身的綜合利用工程，水庫大壩為混凝土寬縫重力壩，壩頂高程92.5 m，最大壩高54.5 m，壩頂總長189 m，溢流壩段總長98 m，溢流堰頂高程78 m，為WES堰面，上設10 m高、13.5 m寬的六孔弧形門，中間閘墩厚2.5 m，邊墩厚2.25 m。斜面升船機設置在左側岸邊，過壩能力為50t/次。近年來對于大壩的安全鑒定中發現，溢流面面層存在局部不平的問題，部分地段已經發展為階梯狀;六孔溢流面則存在多條裂縫，最大寬度為2 mm，最大深度達到了4 m。究其原因，主要是工程運行時間過長、建設之初的技術力量不足，早期養護不到位、鋼筋保護層太厚以及變溫荷載所致。這些問題的存在不僅破壞了溢流壩的整體性，容易加速鋼筋的銹蝕，而且對混凝土的抗沖能力也產生了極大的負面影響，必須采取相應的加固處理措施加以解決。

2 溢流面的加固處理

本次工程對于溢流面加固處理的工作原則為:恢復堰體整體性與堰面平順度，確保泄流的通暢進行。結合溢流面的實際情況，本次工程采用灌漿加固的方法對裂縫進行處理。目前，灌漿材料中應用較為廣泛的有化學灌漿和水泥類灌漿兩種類型，在實際選擇時，除了要保證灌漿材料自身具有較高的強度，還必須具備與混凝土的較強的黏結能力，以便提升堰體混凝土的整體性，經過對比和篩選，最終決定使用WEP—Ⅲ型結構注縫膠進行化學灌漿。由于溢流面面層凹凸部分的高差已達10 cm，部分地段已經發展為階梯狀，所以將堰面混凝土鑿除30 cm，并清理發生銹蝕的鋼筋以及質量較差的混凝土，以便將堰面的安全隱患徹底消除。另外，為了確保新舊混凝土的有效結合，還在堰面上設置22 mm自鎖錨桿，間距1.5 m，錨固長850 m。最后，沿堰面線重新布置雙向Φ14@150鋼筋網一層，澆筑厚度與之相同的、摻入聚丙烯纖維以及WSF摻合劑的高性能、抗氣蝕、抗沖耐磨的C30混凝土［1］。

3 加固處理的施工工藝

3.1 堰面舊鋼筋混凝土的清理

堰面舊鋼筋混凝土的清理按照由上至下的順序采用無聲爆破結合人工風鎬的方式進行，施工流程為:布孔測量→鉆孔→裝藥爆破→鑿除。孔位與孔深的測量使用全站儀進行，0.3 m2設置爆破孔一個，孔深為設計堰面下0.28 m，并用紅色油漆進行標明。鉆孔時使用手風鉆機，孔徑設置為25 mm，鉆孔結束后，由專業人員裝入膨脹炸藥并淋水，12 h后，施工人員使用風鎬清除脹裂的混凝土。

3.2 裂縫灌漿施工

①鑿槽。工作人員沿裂縫表面進行切割，形成寬度、深度均為50 mm的V型槽。②打孔。在裂縫交叉或滲水較大的位置開設灌漿孔，于裂縫兩側開設斜孔并使其與裂縫相交，孔深、孔間距均為1 000 mm，孔徑20 mm，孔口與裂縫相距200 mm。③通過風壓將鉆孔與槽面內的雜物清理干凈。第三是埋管。使用IFS無機快速風度材料埋設排氣嘴、灌漿孔，將V型槽封閉。④配制膠液。將濕固化型WEP－Ⅲ型結構注縫膠分為A、B兩組分，使用時根據設計配比對A、B兩組進行至少10 min的攪拌。膠料配置完成后，應于2 h內全部用完，為了避免浪費，可采取隨配隨用的辦法。⑤灌漿。將配制完的漿液倒入灌漿泵內以0.2～0.3 MPa的壓力注漿，若進漿量≤5 m/min，則將壓力提升至0.4～0.6 MPa，直至不進漿后穩壓5 min。⑥密封灌漿口并對施工現場進行清理。

3.3 自鎖錨桿施工

①鉆孔。按照施工設計使用風鉆鉆設植筋孔，孔徑28 mm，孔深850 mm，相鄰兩孔間距為1.5 m，在鉆孔時，應注意對孔深進行有效控制。②擴孔。待孔深達到設計要求后，使用擴孔鉆頭對孔底進行擴孔處理，使孔底50 mm范圍內形成上小底大的最大直徑為40 mm的圓臺孔。③清孔。擴孔結束后需要對植筋孔進行清理，先使用毛刷除去孔壁上附著的浮渣，再向孔內吹入壓縮空氣以排除顆粒較大的雜物，最后用水對孔進行沖洗。需要注意的是，在灌漿開始前，孔壁與孔底應保持濕潤狀態，但不得存在明水。④加工錨桿。本次工程所使用的錨桿直徑為22 mm，使用前，需要對錨桿進行除油污和除銹處理，使其露出本色。隨后，于錨桿的底端按長度為50 mm進行十字形鋸開，并放入上尖下大的棱錐形鐵一枚。⑤配置ICG－I錨固料。漿液按照水料比0.24配備，可采用人工或機械的方式完成，但每次所得漿液應在0.5 h內使用完畢。⑥注漿植筋。采用壓力灌漿法或自重法將漿液灌入孔中，灌入量應以孔深的2/3為準。隨后，進行錨桿的安裝，錨桿需直至孔底，此時孔口應溢出少量膠液。植入錨桿時，應對其進行輕微的轉動，以便讓鋼筋界面、混凝土壁與膠液間進行良好的黏結。隨后，使用鐵錘錘擊桿頂，從而使錨桿底部張開完成自鎖。最后，于漿液終凝6 h后使用濕布條或濕面紗對孔口進行覆蓋，避免表面因失水而發生干裂現象。灌漿操作結束后1 d內，不得使錨桿受到任何形式的擾動。

3.4 混凝土的拌制

先使用風槍、壓力水等對基面混凝土上附著的雜物清理干凈。鋼筋的制作與安裝應按照設計要求進行，在完成錨桿、鋼筋網間的焊接后，使用滑動模板自上而下進行澆筑。在進行混凝土的攤鋪前，基面應飽水24 h，以基面潮濕但無明水為宜。

本次工程使用42.5普通硅酸鹽水泥，按照水泥∶WSF摻合劑∶石子∶砂∶聚丙烯纖維 =338∶35∶705∶1330∶1∶165的配合比使用強制式混凝土攪拌機拌制。

首先加入石子與砂，再加入WSF摻合劑，拌制一段時間后，加入聚丙烯纖維與水泥干拌一段時間，最后加入水，拌和時間為3～4 min。從拌合開始直至振實，時間應控制在45 min以內。需要注意的是，應按照設計要求使混凝土表面光滑，嚴禁出現凹凸不平的問題。

3.5 加固處理的施工要求

本次工程由于采用了WEP材料和自鎖錨桿技術，所以專業性較強，對于施工單位設備的配備、施工隊伍的整體技術水平、相關工程的施工經驗、人力資源配置等都提出了較高的要求。所以在工程施工過程中，除了要嚴格貫徹設計要求外，還要強化對施工質量的監督工作，并把握好原材料進貨環節，為爭創優質工程奠定堅實的基礎。

4 結語

本次工程所涉及的水庫樞紐工程始建于20世紀70年代中期，受當時設備水平、人力水平、物力條件以及技術能力的限制，建設之初主要采取人力為主、簡單機械為輔的施工方式，工程質量無法完全達到設計要求。至今，該水庫樞紐工程已經持續運行近30 a的時間，早期的質量隱患已經發展到威脅工程使用功能正常發揮以及安全生產順利進行的程度。為此，本次工程對溢流面出現的裂縫進行灌漿處理，對于嚴重損壞、凹凸不平、質量較差的堰面混凝土進行適當的鑿除，在植入自鎖錨桿的基礎上重新進行高強度混凝土的澆筑，使溢流面重新變得平順，抗沖刷能力也得到了有效提升。竣工驗收結果表明，工程施工質量優異，取得了良好的社會和經濟效益。

［1］魯曉哲.鬧德海水庫大壩溢流面表面缺陷處理方案［J］.科技創新與應用，2013(17):182－182.

TV698.2

B

1007－7596(2014)07－0169－02

2013－12－26

張小兵(1968－)，男，江西鄱陽人，工程師，研究方向為水利水電工程設計、施工、管理。