大壩壩頂面坡面裂縫修補施工技術

趙凱

摘? 要：水利工程是利國利民的大工程，其關系到民眾的人畜飲水、防洪抗旱等一系列問題，做好水利工程的運維是確保水利工程安全使用的重要一環。裂縫被譽為水利工程“殺手”，裂縫的存在將會對水利工程的安全運行埋下較大的安全隱患。以大壩為例，在長期的使用過程中大壩壩頂面坡面會出現裂縫進而對大壩的安全運行產生不利的影響。結合大壩壩頂面坡面裂縫的特點采用裂縫修補技術對大壩壩頂面坡面的裂縫進行針對性的修補將有助于減少裂縫對大壩壩頂面坡面所產生的危害，確保大壩的安全運行。

關鍵詞：大壩;壩頂面坡面;裂縫;修補施工

中圖分類號：TV698.2+3? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）25-0145-02

Abstract： Water conservancy project is a major project for the benefit of the country and the people， which is related to a series of problems， such as human and animal drinking water， flood control and drought resistance. Therefore， to enhance the operation and maintenance of water conservancy projects is an important part to ensure the safe use of water conservancy projects. Cracks are known as the "killer" of water conservancy projects， and the existence of cracks will bury great hidden dangers for the safety operation of water conservancy projects. Taking the dam as an example， in the process of long-term use， cracks will appear on the top slope of the dam， which will have an adverse impact on the safety operation of the dam. According to the characteristics of the cracks on the top of the dam， this paper proposes using the crack repair technology to repair the cracks on the top of the dam， which will help to reduce the harm of the cracks to the slope of the top of the dam and ensure the safety operation of the dam.

Keywords： dam; dam top slope; crack; repair construction

前言

裂縫對大壩所產生的危害較大且較為嚴重，為保障大壩的安全運行需要對大壩裂縫進行修補，以消除裂縫對大壩所造成的影響。大壩壩頂面坡面的裂縫處理需要結合裂縫的種類、特點等采取不同的措施。可以借助鑿槽、縫口封閉、灌漿等施工技術對裂縫進行修補處理，并通過沿裂縫走向鋪設限裂縫筋的方式降低裂縫所受的作用應力，實現對于裂縫的加固。在完成對于大壩壩頂面坡面裂縫的修補后可以借助各種測量工具對大壩壩頂面坡面的裂縫進行監測以確保大壩壩頂面坡面裂縫修補取得良好的修補效果。

1 某大壩壩頂面坡面裂縫情況

某大壩主體工程采用混凝土結構，在長期的運行維護過程中針對大壩壩頂面坡面的裂縫進行了多次修補但是受限于技術并未針對裂縫進行根本性的修補，致使大壩壩頂面坡面裂縫問題反復出現且呈現出越來越多的現象，不利于大壩的安全運行。針對這一問題需要結合大壩壩頂面坡面裂縫的特點制定出相應的方案對大壩壩頂面坡面裂縫進行修補處理，保障大壩的安全運行。

2 大壩壩頂面坡面修補前的準備工作

2.1 搭建大壩壩頂面坡面裂縫修補作業平臺

大壩壩頂面坡面的裂縫分布在從坡腳到98.5m高程的區間范圍內，利用大壩坡面自身、新老混凝土結合面施工所搭建的腳手架、倉面等搭建大壩壩頂面坡面裂縫修補作業所需要的作業平臺。

2.2 大壩壩頂面坡面裂縫修補作業中水電、設備等的布設

施工中使用空壓機作為壓縮空氣移動供應終端，利用壓縮空氣清除作業面的雜物、沖洗灌漿孔。利用軟管等搭建供水管網用以保障大壩壩頂面坡面裂縫修補作業所需的水。拉鋪電纜用以為大壩壩頂面坡面裂縫修補作業提供所需的電力。

3 大壩壩頂面坡面裂縫修補施工方法

在大壩壩頂面坡面裂縫修補處理中需要結合裂縫的不同種類采取不同的處理方法。

3.1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類裂縫修補處理的總體方法

在對大壩壩頂面坡面裂縫進行修補處理時首先需要做好裂縫種類的檢查。以Ⅱ類裂縫為例，利用檢測儀器對裂縫的深度、長度進行檢測并以此制定出針對性的修補方案。按照Ⅱ類裂縫表面清理-裂縫檢查-裂縫表面處理-切鑿嵌縫槽-Ⅱ類裂縫縫口修補閉合的流程完成對于Ⅱ裂縫的修補作業。對于大壩壩頂面坡面上的Ⅲ、Ⅳ類裂縫檢查修補處理流程如下：Ⅲ、Ⅳ類裂縫表面混凝土清理-裂縫損壞情況檢查-裂縫表面處理-切鑿嵌縫槽-鉆孔埋設灌漿管-封閉縫口-灌注漿液-裂縫修補質量檢測。

不同的裂縫處理方法不同，距大壩壩頂距離超過1m以上的Ⅰ、Ⅱ類裂縫、大壩壩面下游壩面裂縫、大壩壩頂面坡面上的縱向裂縫根據裂縫縫口大小采取不同的處理方法，如裂縫寬度超過8mm以上，則需要對裂縫進行加固灌漿封口處理，當大壩壩頂面坡面Ⅰ、Ⅱ類裂縫的裂縫寬度小于8mm的則無需作專門的處理，可以通過采取一般的鑿槽封口方法對其進行處理。對于距離大壩壩頂距離在1m范圍以內的Ⅰ、Ⅱ類縱向裂縫，需要對裂縫進行針對性的處理，在距離上游面0.75±0.25m范圍內位置處進行騎縫鉆孔作業，使得所鉆鉆孔穿過裂縫縫底0.5m左右，鉆孔孔徑為φ80mm，完成鉆孔作業后向其內填充SR2柔性防水材料，而后采用灌漿作業處理方案向Ⅰ、Ⅱ類裂縫中灌注漿液閉合縫口，用以恢復大壩的功用。當大壩的下游壩面裂縫延伸貫穿大壩上游壩面時則需要按照上游壩面裂縫處理規則進行處理。

分布于大壩壩面上的Ⅲ、Ⅳ類裂縫在初期多采用一般的鑿槽封口、化學灌漿的處理方案。根據裂縫縫口寬度的不同選擇使用灌漿液、改性環氧或是LPL灌漿材料。除了對裂縫進行修補處理外，若Ⅲ、Ⅳ類裂縫的縫口較大則需要在縫隙中加裝限裂鋼筋，限裂鋼筋的加裝沿著大壩壩體上Ⅲ、Ⅳ類裂縫的走向設置，用以確保裂縫修補取得良好的修補效果。如大壩上的縫隙距離上游壩面的距離小于2m，則除了采用上述處理措施外還需要對縫隙中灌注灌漿液。灌漿作業時將沿著Ⅲ、Ⅳ類裂縫的縫底約0.5m的范圍內設置騎縫鉆孔，鉆孔孔徑為φ80mm，鉆孔孔內填充SR2柔性防水材料對鉆孔進行封堵，而后在封堵口上游沿著裂縫走向鑿槽并填入LPL灌漿液對裂縫進行灌漿作業。對于大壩壩面下游的裂縫，如裂縫延伸并貫穿大壩上游壩面時則可以將下游壩面的裂縫按照上游壩面上的Ⅲ、Ⅳ類裂縫進行修補處理。

3.2 大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的修補施工

在對大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫進行修補處理時，首先需要對大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的走向、長度、寬度等進行測量，并結合大壩壩頂、壩面的實際情況制定出合理的大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫修補方案。一般來說對于大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的修補主要采用的是鑿槽灌漿修補法。在對大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫進行修補時首先需要對大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫周邊進行清理，首先對大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫周邊的碳化層進行鑿除，而后使用壓縮空氣清理裂縫表面，并吹干裂縫兩側附近的混凝土表面。完成對于大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的表面清理后需要對裂縫周邊進行鑿槽處理，沿著大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的走向切割梯形槽，槽寬以5-8cm為宜，具體槽寬選擇需要根據裂縫縫隙大小所決定，槽深約為5cm，使用切割或是鑿除的方式清除掉切割槽內的混凝土。在完成了大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的鑿槽作業后需要對大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫進行縫口封閉。首先使用壓縮空氣清理裂縫周邊混凝土表面，尤其是對梯形槽進行重點清理避免槽內存在雜物影響修補效果。而后在裂縫嵌縫槽內涂刷1：2的水泥漿或是環氧基液，涂刷時需要確保水泥漿或是環氧基液涂刷均勻，使用頂縮砂漿填充嵌縫槽的回填嵌縫。填充完成后的預縮砂漿可以使用橡膠錘對其進行敲擊以驗證填充效果，以敲擊產生少量泛漿為宜。填充的預縮砂漿需要充滿切割槽并對填充后的表面進行修形處理，以確保回填后的高度與混凝土表面平齊。灌漿回填后使用草席、氈毯覆蓋其上并注意澆水養護。在修補完成后需要對修補效果進行詳細的檢測用以確保大壩的使用安全。

3.3 大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫修補施工

大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫對大壩造成的危害較大，根據大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫縫寬大小的不同采用不同的修補方案，一般來說主要以切槽灌漿并加裝防裂鋼筋法為主。在對大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫進行表面清理、槽縫切割、縫口封閉等都可以參照上述大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的表面清理方法。為完成對于裂縫的灌漿作業，采用鉆騎縫孔埋設灌漿管的方式進行。沿著大壩壩面裂縫鉆直徑為φ20mm深度為20cm的鉆孔，鉆孔沿著裂縫的走向并以60±20cm的距離為間隔，具體的間隔標準將以裂縫的縫寬為基準進行選取。完成鉆孔作業后使用壓縮空氣清理孔洞并做好灌漿管與裂縫之間的連接，使用壓縮空氣清潔后繼續使用高壓水對裂縫進行沖洗用以進一步去除裂縫中的雜質。使用預所砂漿或是環氧砂漿進行嵌縫。

完成了前期準備后下一步將對裂縫進行灌漿修補。灌漿之前需要對灌漿管路進行試壓，在環氧砂漿固化后使用肥皂水通過灌漿管路以0.3MPa的壓力灌入灌漿管路中查看嵌縫處是否存在漏氣缺陷，如存在漏氣則需要繼續使用環氧砂漿涂刷漏氣區域。只有檢測后不存在漏氣才能對大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫進行化學灌漿。灌漿將按照一定的順序進行，如水平縫灌漿需要從一端到另一端中間不得停頓，而垂直或是傾斜裂縫則采用由下而上的灌漿順序。灌漿時灌漿壓力從0逐步提升至0.8MPa，通過緩慢提升用以確保灌漿液能夠徐徐滲入到各個裂縫中，灌漿作業持續到灌漿壓力穩定或是灌漿吸收速率小于10ML/min時停止。灌漿采用單點推進灌注法，灌漿時待到相鄰灌漿嘴冒漿且顏色正常后停止灌漿并將灌漿孔封閉，按照上述方法依次完成各灌漿孔的灌漿作業。初步完成灌漿后需要對各灌漿孔進行補灌，補灌到吸漿量小于10ML/min時繼續屏漿10min后停止灌漿作業，在完成了對于大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫的修補灌漿后需要積極做好灌漿的養護工作，確保灌漿液能夠取得良好的灌注效果。在完成灌漿后采用非破壞法對裂縫修補質量進行檢查。

4 結束語

大壩壩體建設質量直接影響著大壩的使用效果。由于大壩需要承受水流巨大的壓力和沖擊力，一旦大壩出現問題將會造成嚴重的災難。大壩裂縫是影響大壩安全使用的重要隱患，在大壩的運維過程中需要積極做好裂縫的修補整理工作，提高大壩使用的安全性。本文結合某大壩工程裂縫現象對大壩裂縫的特點進行了分析并就如何做好大壩壩頂、壩面裂縫的修補施工進行了分析闡述。在大壩壩頂、壩面裂縫修補施工中需要緊抓施工質量，從大壩壩頂、壩面裂縫修補所使用的技術、材料等多個環節入手，確保大壩壩頂、壩面修補后能夠滿足相關設計指標。

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