混凝土大壩層間結(jié)合面缺陷處理設(shè)計

戴 偉

（安徽省水利水電勘測設(shè)計院 合肥 230022）

1 工程概況

1.1 工程簡介

月潭水庫地處新安江主源率水河中游，壩址位于安徽省黃山市休寧縣海陽鎮(zhèn)首村下琳溪組下游約500m，控制率水河流域面積908km2。是一座以防洪為主，結(jié)合城鎮(zhèn)供水和發(fā)電，兼顧灌溉等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。工程樞紐主要由混凝土重力壩、泄洪底孔、泄洪中孔、泄洪表孔、供水及生態(tài)放水管、發(fā)電引水管道、發(fā)電廠房及升壓開關(guān)站、魚道等建筑物組成。

1.2 攔河壩簡介

攔河壩壩型為混凝土重力壩，壩軸線垂直主河道，壩軸線N80°32′32.6″E。左右岸非溢流段、溢流段、發(fā)電引水壩段壩塊呈一字型布置。壩基高程137.0m，壩頂高程為173.6m，防浪墻頂高程174.8m，最大壩高36.6m。壩頂長214.0m，壩頂寬7.0m，共分為11 個壩塊。其中右岸①壩塊及左岸⑨～?壩塊為非溢流段。河床段②～⑥壩塊布置泄洪建筑物，其中⑥壩塊導(dǎo)流邊墩左側(cè)布置供水及生態(tài)放水管。⑦、⑧壩塊布置發(fā)電引水管道。

2 缺陷處理設(shè)計

2.1 現(xiàn)場檢查情況

在7 號壩塊澆筑至156.0m 高程后，檢查發(fā)現(xiàn)：⑥壩塊在157.5m 高程層間結(jié)合不良，左側(cè)、上下游面肉眼可見薄層充填，局部裂縫。后沿封面取芯檢查，下游面2 孔，左側(cè)5 孔，7 孔芯樣均沿施工縫面脫開，無膠結(jié)。

由于取芯設(shè)備僅能取出40cm 長芯樣，不能反映整個施工縫的結(jié)合情況，在170.0m 高程垂直鉆孔檢查，共布置3 孔，鉆至157.0m 高程。

壓水壓力0.3MPa 左右，檢查發(fā)現(xiàn)157.5m、160.5m、163.5m 層面均存在不同滲流，由以157.5m高程層面縫較大，滲水長度約4m。壓水試驗(yàn)檢查情況見表1。

壩體混凝土平均透水率達(dá)到2.13Lu，層間滲漏嚴(yán)重。

2.2 原因分析

施工縫在施工過程中出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)為以下幾種現(xiàn)象：施工縫處混凝土骨料集中，混凝土疏松，新舊混凝土接茬明顯，沿縫隙處滲漏水等，引發(fā)主要和較常見的質(zhì)量問題。

表1 壓水試驗(yàn)檢查表

（1）沖、鑿毛不足，局部有灰漿、乳皮等。

（2）縫面殘?jiān)鼪_洗不干凈，使得新舊混凝土結(jié)合不牢。

（3）澆筑上層混凝土?xí)r，沒有或漏鋪接縫砂漿，或接縫砂漿初凝或凍傷，失效。上下層混凝土不能牢固黏結(jié)。

（4）下料方法不當(dāng)，骨料集中于施工縫處。

（5）混凝土振搗不密實(shí)、漏振。

（6）下層混凝土間隙時間過長，養(yǎng)護(hù)和保護(hù)不到位，表面形成一層碳化層。

總之，水平施工縫的層間結(jié)合不良，破壞了大壩的整體性，降低了大混凝土抗剪、抗拉強(qiáng)度，影響大壩穩(wěn)定；同時產(chǎn)生層間滲漏，抬高了層面揚(yáng)壓力；滲漏導(dǎo)致下游面將析出鈣化，影響壩體耐久性；需進(jìn)行處理。

2.3 處理方案

根據(jù)大壩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及缺陷檢查情況，需要對各層面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)和防滲處理：（1）補(bǔ)強(qiáng)，目的是提高混凝土不良結(jié)合面的粘結(jié)強(qiáng)度，恢復(fù)壩體的整體性。（2）防滲，封閉混凝土不良結(jié)合面的滲漏通道，保證壩體混凝土的防滲性能及耐久性。

2.3.1 補(bǔ)強(qiáng)措施

層間縫結(jié)合不良的補(bǔ)強(qiáng)只能采取從170.0m 倉面鉆孔灌漿的方式，穿越各個澆筑層面分段接觸灌漿，見圖1。灌漿材料可選超細(xì)水泥或改性環(huán)氧。改性環(huán)氧價格較高，施工工藝復(fù)雜，要求基面干燥，不適合大面積灌漿。故⑥壩塊層間縫采用超細(xì)水泥進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿，超細(xì)水泥選用U·P-Ⅱ，52.5，執(zhí)行規(guī)范《超細(xì)硅酸鹽水泥》（GBT 35161-2017）。灌漿布孔采用正方形布孔間排距大約1.5m。

灌漿壓力初選0.3～0.5MPa，在可能的情況下盡量加大灌漿壓力。漿液水灰比采用2、1、0.6 三級；灌漿遵循從邊緣向中部推進(jìn)分序施工的原則，分4序，共46 孔，灌后進(jìn)行壓水試驗(yàn)檢查，檢查孔數(shù)為5%，合格標(biāo)準(zhǔn)為0.5Lu。

圖1 補(bǔ)強(qiáng)灌漿布孔圖

超細(xì)水泥的灌漿施工參照《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（SL 62-2014）執(zhí)行。

2.3.2 防滲措施

層間邊緣灌漿壓力不高，漿液充填不到，依然存在滲流通道，需進(jìn)行處理。可采用水溶性聚氨酯灌漿或涂刷XPEX（賽柏斯）進(jìn)行處理。聚氨酯灌漿效果更直接，能經(jīng)蓄水初期的考驗(yàn)。賽柏斯?jié)B透作用是一個持續(xù)的過程，防滲效果也是逐漸增強(qiáng)的一個過程。蓄水初期效果不明顯。故⑥壩塊層間縫防滲處理采用水溶性聚氨酯灌漿。

沿裂縫兩側(cè)進(jìn)行鉆孔，鉆頭直徑與注漿嘴（止水針頭）直徑一致，鉆孔角度宜≤45°，鉆孔深度≤結(jié)構(gòu)厚度的 2/3，鉆孔必須穿過裂縫。鉆孔間距為20～30cm。

用高壓清洗機(jī)以 6MPa 的壓力向灌漿嘴內(nèi)注入潔凈水，觀察出水點(diǎn)情況，并將縫內(nèi)粉塵清洗干凈。將洗縫時出現(xiàn)滲水的裂縫表面用水泥基防水材料進(jìn)行封閉處理，目的是在灌化學(xué)漿時不跑漿。

使用高壓灌漿機(jī)向灌漿孔內(nèi)灌注化學(xué)灌漿料，灌漿壓力0.5MPa，并盡量提高。立面灌漿順序?yàn)橛上孪蛏希黄矫婵蓮囊欢碎_始，單孔逐一連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)相鄰孔開始出漿后，保持壓力 3～5min，即可停止本孔灌漿，改注相鄰灌漿孔。

用水泥基防水材料進(jìn)行灌漿口的修補(bǔ)、封口處理。用單組份 PA 防水膠將化灌部分涂三遍（底涂、中涂、面涂）寬度 10～20cm，兩端各長出 20～30cm。

2.4 處理效果評估

缺陷處理施灌后，對46 個灌漿孔按檢查孔數(shù)不小于5%進(jìn)行了壓水試驗(yàn)檢查，壓水壓力為0.5～1.0MPa，逐級升壓，單孔持續(xù)時間不小于0.5h，各檢查孔透水率均小于0.5Lu，施灌處理措施達(dá)到了預(yù)想的效果。

3 結(jié)語

（1）該工程層間結(jié)合面缺陷處理，指導(dǎo)思想明確，采用的工程技術(shù)措施合理經(jīng)濟(jì)，對類似工程具有一定借鑒作用。

（2）混凝土壩層間結(jié)合面處理是施工質(zhì)量控制的重要一環(huán)，層間結(jié)合面處理不好將嚴(yán)重影響大壩整體性及耐久性。施工過程中應(yīng)嚴(yán)守質(zhì)量要求，防患于未然■