石佛寺水庫閘墩裂縫處理研究

楊海若

（遼寧省石佛寺水庫管理局有限責任公司，遼寧 沈陽 110055）

石佛寺水庫是遼河干流上唯一的一座大型控制性水利工程，壩址位于沈陽市沈北新區黃家街道和法庫縣依牛堡鄉之間，距沈陽市區47 km。壩址以上流域面積164 786 km2，其中遼寧省內流域面積約16 000 km2。庫區淹沒覆蓋范圍實際為50.41 km2，回水長度21.17 km。

石佛寺水庫總庫容1.85億m3，其中防洪庫容1.60億m3。水庫樞紐為Ⅱ等工程，永久性主要水工建筑物：主壩、右副壩、左副壩、泄洪閘及相應的過壩、穿壩建筑物為2級，工程按100年一遇洪水標準設計，閘前洪水位50.22 m，300年一遇洪水標準校核，閘前校核洪水位50.69 m。拉馬河左堤、勝利河左堤等次要建筑物為4級[1，2]。

1 問題提出

根據水庫安全鑒定及水庫運行管理過程中的檢查，對水庫泄洪閘閘墩出現的裂縫問題進行了統計匯總，結果見表1。

表1 閘墩裂縫統計表

根據DL/5251-2010《水工混凝土建筑物缺陷檢測和評估技術規程》，裂縫分類標準見表2[3]。

表2 混凝土裂縫分類表

2 裂縫處理

2.1 混凝土裂縫處理

上游閘墩、翼墻：裂縫寬度≥0.2 mm部位的B、C類裂縫采用化學灌漿（環氧樹脂）處理方案，裂縫寬度<0.2 mm部位的A類裂縫采用表面封閉（高彈性環氧雙組分膠）處理方案。

下游閘墩、排架柱、啟閉機室底梁、閘柱、梁中的A類裂縫采用表面封閉（高彈性環氧雙組分膠）處理方案。

2.2 混凝土表面缺陷處理

露筋處理：露筋部位鑿深25 mm后，將孔內混凝土殘渣清洗干凈，采用高韌性環氧砂漿修補。蜂窩麻面處理：用手釬鑿除麻面內混凝土渣，填高韌性環氧砂漿抹平。

3 工程標準

3.1 工程等級和標準

根據SL 252-2017《水利水電工程等級劃分及洪水標準》規定，石佛寺水庫工程等別為Ⅱ等，主要建筑物主壩、副壩及泄洪閘的級別為2級，永久性次要建筑物為3級。水庫按100年一遇洪水設計，300一遇洪水校核。水庫特征水位見表3。

3.2 合理使用年限和耐久性要求

根據規范SL 654-2014《水利水電工程合理使用年限及耐久性設計規范》，2級建筑物的合理性使用年限規定為100年，2級建筑物-閘門的合規使用年限規定為50年，3級建筑物-閘門的合規使用年限應為50年。

水位以上為二類露天環境，水位以下為三類環境，根據要求，混凝土的指標規定為C25F200。按照GB 50367-2013《混凝土結構加固設計規范》4.2.1要求：根據實際來看，其強度等級應比構件、原結構均提高一級，但是不得低于C20級?；炷敛捎霉杷猁}水泥，混凝土中的氯離子含量不應大于0.06%，不得使用堿活性骨料。

3.3 維修養護內容

根據水庫安全鑒定及水庫運行管理過程中的檢查，對本次需維修項目和部位進行了統計匯總，結果見表4。

表4 維修項目統計表

4 裂縫處理方案

4.1 化學灌漿

4.1.1 主要材料選擇及材料性能指標

（1）具有良好的親水性能，因為水既是稀釋劑，又可作為固化劑。漿液遇水后可以先分散乳化，然后凝膠固結。

（2）可灌性好，黏度低，而且可在潮濕及涌水情況下進行灌漿。

（3）抗壓強度>45 MPa,黏結強度>3 MPa，收縮率<5%。

4.1.2 施工工藝

滲漏水情況檢查、清理→布孔、造孔→安裝灌漿塞→化學灌漿→灌后檢查→清理→清理結束。

（1）滲漏水情況檢查、清理

清除伸縮縫表面的石灰、乳皮、松散顆粒。

（2）布孔、造孔

鉆孔孔徑Φ16 mm，孔距視滲漏水的散布情況與縫寬而定，一般為0.3~0.5 m。自縫一側0.1~0.15 m開孔，孔深和孔斜以鉆孔和裂縫在距縫0.3~0.5 m處相交作為準則，孔深0.2~0.6 m，一般不少于0.3 m。注意：鉆孔時盡量使灌漿鉆孔和縫能夠相交。灌漿部位為止水帶到襯砌混凝土的內表面。

造孔完畢后用熱風槍或高壓風吹孔，安裝灌漿塞，連接管路。

4.1.3 灌漿

采用純壓法鉆孔化學灌漿，利用高壓化學灌漿泵將環氧樹脂通過已鉆好的通道灌入裂縫中去，漿液與水反應形成彈性固結體。

（1）灌漿壓力取設計壓力0.3 MPa，一般為0.2~0.5 MPa。

（2）灌漿豎縫：灌漿豎縫從低處向高處進行，兩端做保護層，而后深孔低壓慢灌，防止裂縫繼續發展。

（3）灌漿結束標準：每孔灌至裂縫表面無水或流濃漿或注漿小于0.1 L/min灌漿結束。

4.2 表面封閉

4.2.1 主要材料選擇及材料性能指標

表面封閉處理采用高彈性環氧雙組份膠，該膠由改性環氧、反應型橡膠、改性固化劑、助劑等材料組成。固化產物具備了環氧特性，整體呈彈性、高伸長率狀，具有很好的耐沖擊、抗震動、耐老化、對混凝土體的表面修復和應力裂縫修補有較好的黏接強度。高彈性環氧雙組份膠性能指標見表5[4]。

表5 高彈性環氧雙組份膠性能指標

4.2.2 施工工藝

（1）在施工前打磨被黏涂混凝土體表面后吹灰除塵，待粘。

（2）按現場試驗確定的重量比，分別用取膠工具在膠桶內取膠、稱重后，迅速攪拌均勻立即刮涂。

4.3 混凝土表面缺陷處理

泄洪閘閘墩混凝土外觀上整體較好，部分位置存在混凝土破損和露筋情況，麻面及露筋部位處理采取高增韌性環氧砂漿，砂漿性能指標見表6[5]。

表6 高增韌性環氧砂漿性能指標表

5 結語

針對水庫日常巡查發現的閘墩裂縫問題進行分類并制定了相應的處理方案，經過維修后閘墩裂縫問題得到了處理，取得了良好的效果。對于北方寒區水閘裂縫處理具有一定的借鑒意義。