淺談水庫溢洪閘水庫溢洪閘裂縫控制

付培華

摘 要：混凝土中產生的各種裂縫不僅對結構產生不良的影響， 還可能對整個建筑物產生直接的危害。水工建筑物水下部分的裂縫， 會造成水沿裂縫滲漏， 水位線以上的裂縫， 則會由于氣溫的反復變化， 使裂縫中的毛細水對結構物造成進一步的損傷， 從而可能造成結構物的破壞。本文就水庫溢洪閘混凝土施工裂縫控制進行分析。

關鍵詞：水庫溢洪閘；水庫溢洪閘；裂縫控制

引言：

隨著建筑業和基礎設施建設的高速發展、高質量的塊石等不可再生資源的日益匱乏，混凝土替代漿砌塊石的現象越來越多，混凝土工程已成為水庫除險加固工程中的重點，也是水庫溢洪閘施工的關鍵，混凝土裂縫控制成為水庫除險加固工程必須高度重視的問題。

一、工程概況及裂縫產生部位

某水庫集水面積154.8 km2， 總庫容1.12 億m3，需實施水庫除險加固， 對原溢洪閘進行了拆除重建， 將原五孔每孔凈寬2.5 m 的鋼筋混凝土平板閘門螺桿式啟閉的溢洪閘， 改建為三孔每孔凈寬4.6 m 的弧形鋼閘門液壓啟閉的溢洪閘， 溢流堰由寬頂式改為駝峰堰， 溢流堰頂高程32 m。溢洪閘改建工程施工完成后， 在對溢洪閘混凝土工程進行檢查觀測時， 先后在溢流堰體、陡槽及溢流堰體與閘墩之間發現了混凝土裂縫和滲水現象， 具體情況為：在階梯式陡槽16.2 m 高程平臺以下部位出現順水流向裂縫， 縫線走向基本位于陡槽中心軸線部位， 裂縫長約20 m， 縫隙細小， 約0.1 mm（ 以下簡稱裂縫①） 。2 在三孔溢流堰體下游弧面中部向下部位各出現1條（ 中孔2 條）“Y”形裂縫， 裂縫部位和形狀基本相同， 裂縫寬度細微， 小于0.1 mm（ 以下簡稱裂縫②） 。發現溢洪閘閘墩與溢流堰體之間的豎向裂縫有輕微滲透漏現象（ 以下簡稱裂縫③） 。

二、裂縫產生原因分析

根據裂縫產生的位置、地質條件和較長一段時間的跟蹤觀察， 分析裂縫產生的成因為： 在上述三種裂縫產生的情況中， 溢洪閘閘墩與溢流堰體之間的豎向裂縫為施工縫， 主要是由于堰體混凝土收縮， 致使施工縫張開， 但縫的寬度不大， 所以僅有輕微滲水現象。滲水的主要原因， 可能是施工縫預留止水銅片底部封漏砂漿不足造成。雖然該縫本身對于工程結構的安全影響不大， 但由于該縫面直接與庫水相通， 在滲透水流的作用下， 可能對混凝土結構使用的耐久性有一定影響， 需進行防滲加固處理。①②裂縫都為溫度應力裂縫， 其產生的原因有二： 一是施工過程中， 基礎溫差和混凝土內外溫差過大； 二是混凝土收縮過程中受到基礎巖石或老混凝土約束， 應力無法自然釋放， 溢洪閘陡槽裂縫的混凝土基礎為微風化鞍山巖， 溢流堰體混凝土澆筑時，由于基礎灌漿工程的施工影響， 基礎塊混凝土的齡期已經達到60 d 以上， 基礎對上部溢流堰體的混凝土約束作用明顯。加之上述兩個部位混凝土相對較薄（ 厚約50 cm） ， 對產生裂縫也有一定影響。從①②裂縫的特征分析， 縫②屬表面裂縫， 由于裂縫的寬度很小， 對結構本身影響不大； 縫①屬深層裂縫， 但裂縫的混凝土基礎為大塊微風化鞍山巖， 因此裂縫對陡槽底板的穩定性影響也不大。但從混凝土結構的耐久性和結構表面情況來看， 必須對裂縫進行必要的處理，以防止鋼筋銹蝕和混凝土繼續脹裂，影響混凝土結構強度和耐久性。

三、裂縫處理

根據裂縫處理的一般原則和水庫溢洪閘混凝土裂縫產生的原因與裂縫特征， 為進一步提高混凝土結構耐久性， 防止裂縫進一步擴展對混凝土結構內鋼筋產生銹蝕， 影響結構強度， 我們對橫山水庫溢洪閘混凝土裂縫采取了以下措施：

1. ①②裂縫處理： 一是鋼筋防銹； 二是裂縫處理。鋼筋防銹采用Sika FerroGard903 防銹浸漬劑， 其優點為不改變混凝土表觀和水蒸氣的擴散能力， 經濟地延長鋼筋混凝土結構的使用壽命， 施工簡單、經濟。

2.對溢洪閘閘墩與溢流堰體之間的豎向裂縫， 即施工縫， 采用化學灌漿方法進行處理。

a. 化學灌漿方法

沿施工縫鉆斜交孔與縫相交， 再使用適當的灌漿壓力灌注化學漿液。化學灌漿材料選用SikaFix106 聚氨酯堵漏劑， 利用該堵漏劑遇水膨脹、固化的原理， 在施工縫間形成彈性充填墊， 以達到止水目的。由于此化學灌漿漿材的粘度小， 可灌性高， 因而能夠很容易地灌入混凝土缺陷部位。SikaFix106 聚氨酯堵漏劑特點： 柔韌、通用、擴展型的注射灌漿； 無溶劑、無毒、適用于飲用水的環境； 親水、再次遇水又會膨脹、保持永久彈性； 優異的粘結力、性能可調。

b. 化學灌漿工藝流程

施工準備→查縫定位→布孔→鉆孔→清孔→安裝灌漿塞、連接灌漿泵→灌漿→清理施工現場→驗收

（ a） 查縫定位： 首先根據裂縫發生的部位和情況， 確定裂縫類別， 再檢查裂縫的深度， 為布孔提供第一手資料。

（ b） 布孔： 根據裂縫情況和所用灌漿材料的流動性等性能進行布孔。因裂縫③一側為閘墩， 只能采用單面布孔進行灌漿處理， 布孔間距一般為30～50 cm。灌漿布孔由溢流堰頂起向下一直布至溢流堰體與底板連接處，布孔間距50 cm。

（ c） 鉆孔： 采用德國進口電錘鉆孔， 最大孔深可達85 cm， 孔徑范圍Φ6～Φ20， 孔深以過縫3～5 cm 最佳，鉆45°斜孔。在30 m 高程以上裂縫灌漿鉆孔的深度采用80 cm， 鉆60°斜孔； 在30 m 高程以下裂縫灌漿鉆孔的深度采用50 cm， 鉆45°斜孔。

（ d） 清孔： 灌漿前應對成形的孔進行清理， 清除孔內石粉等雜質。

（ e） 安裝灌漿塞、連接灌漿泵： 利用膨脹原理加工而成的膨脹型灌漿塞， 并且在膨脹型灌漿塞內部設有兩道單向閥， 灌漿結束后， 單向閥能夠有效的防止灌入的漿材倒溢， 保證了灌漿的質量。灌漿塞經獨特設計， 它由塞體和灌漿桿兩部分組成。塞體所鉆孔孔徑為Φ8 mm。

（ f） 灌漿：

灌漿順序自下而上、由低向高，逐一連續進行。對施工縫和細微的裂縫采用較高的壓力進行灌漿， 最大灌漿壓力約為混凝土抗壓強度的1 / 10。用SikaFix106 ∶水=1 ∶10 的漿液進行灌注。對伸縮縫灌漿時， 利用上層止水片出漿， 灌漿開始時控制壓力及進漿率， 等繞過上層止水漏出的漿液初凝后， 提高灌漿壓力至1.0 MPa， 持續灌漿10 min 后即可結束灌漿。施工縫、細微裂縫灌漿開始時控制壓力和進漿速率， 逐漸提高灌漿壓力至縫面出漿后， 保持5 min 即可結束本孔灌漿， 改灌相鄰灌漿孔。當相鄰孔灌漿后， 縫面出漿不能連通時， 應在兩孔間補孔。所有孔灌漿結束后， 使用環氧沙漿進行封孔。

結束語：

在水庫除險加固溢洪閘施工中，要認真分析混凝土施工中裂縫的成因，從設計開始抓起，在施工過程中嚴格控制，從材料選用、施工工藝、日常養護等方面及時采取保障措施，避免和減少裂縫的產生，確保工程建設質量。

參考文獻

[1]喬云領. 論大壩混凝土裂縫控制[J]. 中國城市經濟. 2010（07）

[2]李忠. 平原地區水閘施工期混凝土裂縫控制[J]. 山西建筑. 2008（30）

[3]戴秋萍. 江蘇省大中型水庫除險加固若干問題探討[J]. 水利建設與管理. 2010（01）

[4]李亞平. 強化措施狠抓落實 全力推進大中型水庫除險加固工程建設工作[J]. 江蘇水利. 2010（11）

[5]劉寶國. 創新工作思路 加大建管力度 切實做好病險水庫除險加固工作[J]. 水利天地. 2011（07）endprint