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      圓滿貫水電站大壩裂縫處理方法

      2012-04-29 12:47:53羅其明
      科技資訊 2012年29期
      關(guān)鍵詞:處理方法裂縫

      羅其明

      摘要:圓滿貫水電站碾壓混凝土雙曲拱壩,在壩體填筑至37m高時(shí),由于洪水壩體被動(dòng)擋水和全斷面過流,導(dǎo)致壩軸線處和壩軸線左側(cè)約30m處出現(xiàn)2條性裂縫,需對(duì)裂縫進(jìn)行處理。由于裂縫產(chǎn)生在不同部位以及裂縫的性狀不同,處理方式方法也存在著不同,有本文重點(diǎn)介紹圓滿貫水電站大壩貫穿裂縫的處理方法。

      關(guān)鍵詞:碾壓混凝土雙曲拱壩 裂縫 化學(xué)灌漿 處理方法

      中圖分類號(hào):TV7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)10(b)-0096-02

      圓滿貫水電站攔河大壩為碾壓混凝土雙曲拱壩,壩頂軸線長192.52m,最大壩高82.5m,壩頂高程519.50m,建基面高程437.00m;壩頂厚5m,壩底厚20m。溢流壩段常態(tài)混凝土迎水面起始澆筑高程為EL481m,背水面起始澆筑高程為E476m。

      壩體碾壓混凝土填筑到上升至EL474.00m高程之后,于2008年7月由于遭遇特大洪水,大壩被動(dòng)擋水,全斷面過流。2008年8月在大壩倉面清理的時(shí),發(fā)現(xiàn)大壩壩軸線處和壩軸線左側(cè)約30m處出現(xiàn)2條性裂縫,兩條裂縫基本垂直于壩軸線方向。在壩體填筑上升壩頂工作面EL479.8m時(shí),又遭遇洪水,雖未翻壩,但壩前最大水位已經(jīng)達(dá)EL478.46m高程。為讓壩體應(yīng)力釋放和裂縫的發(fā)展情況趨于穩(wěn)定,在大壩填筑到EL481m高程時(shí),對(duì)裂縫進(jìn)行了處理。處理的裂縫最大的為上游面EL443.2m~EL481m,縫豎向長37.8m,下游面EL440.4m~EL474.4m,縫豎向長34m,縫寬約0.5mm~2.5mm之間,為上、下游貫穿性裂縫。

      1 裂縫成因情況分析

      通過對(duì)裂縫產(chǎn)生時(shí)期、發(fā)展情況、裂縫位置進(jìn)行分析,裂縫產(chǎn)生的原因?yàn)椤?/p>

      (1)在遭遇特大洪水情況下,由于導(dǎo)流洞的導(dǎo)流能力有限,大壩開始擋水,最終全段面過流,新澆混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,混凝土塊體內(nèi)部溫度較高,外部水溫較低積聚溫差變化出現(xiàn)裂縫。另外,洪水水位的快速升降,壩體擋水受力,隨后洪水消退,荷載釋放,大壩壩體中部及拱端附近受力較大部位拉應(yīng)力出現(xiàn)造成裂縫。

      (2)裂縫出現(xiàn)在6~7月的高溫季節(jié),混凝土澆澆筑完成后,由于混凝土的溫升造成的內(nèi)外溫度的差異,產(chǎn)生拉應(yīng)力出現(xiàn)裂縫。

      2 裂縫處理方法

      根據(jù)裂縫不同部位以及裂縫的不同性狀,裂縫處理的方法有采用縫口封閉、化學(xué)灌漿及加設(shè)止水縫口封閉等。根據(jù)裂縫的類型,本工程采用鉆孔進(jìn)行化學(xué)灌漿的處理方式,分上、下游工作面進(jìn)行。

      裂縫處理原則必須滿足壩體補(bǔ)強(qiáng)、防滲等技術(shù)要求,對(duì)壩體兩條裂縫采取表面騎縫灌漿和內(nèi)部鉆孔灌漿相結(jié)合處理方法來消除裂縫對(duì)壩體的危害。其具體工藝流程如圖1所示。

      2.1布設(shè)灌漿盒及灌漿孔

      根據(jù)裂縫表面張開度,在兩條裂縫上下游表面較寬處布設(shè)灌漿盒,原則上每一米左右布設(shè)一個(gè)灌漿盒。在兩條裂縫上下游均布設(shè)淺、深兩排灌漿孔。淺孔孔間距1m且沿裂縫交錯(cuò)布設(shè),深孔孔間距也為1m且沿裂縫交錯(cuò)布設(shè),淺孔和深孔之間間距為0.5m。灌漿盒與灌漿孔的布置見圖2。

      2.2鑿縫鉆孔

      沿裂縫鑿一條寬、深約3~5cm的“U”型槽(預(yù)留灌漿盒的部位不作處理),再用鋼絲刷將混凝土表面的灰塵、浮渣及松散層仔細(xì)清除,并清洗干凈。用鉆徑為Φ32的風(fēng)鉆鉆孔,鉆進(jìn)角度分別為60°和80°,孔口離裂縫距離分別為0.5m和0.7m,孔深根據(jù)孔所在高程控制。

      2.3沖洗與檢查

      鉆孔結(jié)束后,用高壓風(fēng)水將鉆孔及“U”形槽沖洗干凈,吹凈孔內(nèi)(槽內(nèi))粉末,確保進(jìn)漿孔、回漿孔穿過裂縫縫面。在確定裂縫縫面通暢之后,用高壓風(fēng)將縫內(nèi)積水沖干。

      2.4埋灌漿管和灌漿盒

      鉆孔結(jié)束后,用風(fēng)水輪換將鉆孔及鉆孔周圍吹洗干凈,涂上環(huán)氧基液,然后將進(jìn)漿管和排氣管一并用環(huán)氧砂漿封牢。將預(yù)留埋設(shè)灌漿盒處裂縫的混凝土表面清洗干凈,再用環(huán)氧砂漿將灌漿盒貼牢。

      2.5封縫待凝

      用風(fēng)、水輪換將裂縫吹洗干凈,然后用環(huán)氧砂漿將裂縫封堵,讓環(huán)氧砂漿固化達(dá)到一定強(qiáng)度,以防裂縫漏漿。

      2.6配漿灌漿

      環(huán)氧砂漿固化24h后,在施工現(xiàn)場配置漿液,用灌漿泵按自下而上原則逐孔逐盒進(jìn)行灌漿,灌漿壓力一般不超過0.3MPa。灌漿技術(shù)要求如下。

      (1)漿液配制:由專人負(fù)責(zé)現(xiàn)配現(xiàn)用,嚴(yán)格配料程序,用量杯天平稱量準(zhǔn)確,并攪拌均勻。

      (2)灌漿:每條裂縫灌漿時(shí),按由低至高順序進(jìn)行灌漿,即先對(duì)灌漿孔進(jìn)行灌注,待相鄰孔排出濃漿時(shí),將該孔扎管,逐孔進(jìn)行,至該縫最后一孔灌漿結(jié)束,迸漿30min,迸漿壓力0.3~0.4MPa。

      (3)灌漿壓力:應(yīng)由由低至高,逐步升高,最高壓力不超過0.3~0.4MPa。

      (4)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):正常情況下,在達(dá)到最高設(shè)計(jì)灌漿壓力下,如不吸漿或吸漿率≤0.01Lmin,持續(xù)迸漿30min,即可結(jié)束灌漿。

      (5)特殊情況處理:如灌漿時(shí)發(fā)現(xiàn)明顯外漏,則應(yīng)將外漏處進(jìn)行快速封閉處理,然后繼續(xù)進(jìn)行灌漿處理。

      2.7迎水面防滲材料涂刷

      壩體迎水面裂縫處采用涂刷環(huán)氧基液和貼玻璃絲布。涂刷前先前混凝土表面灰塵、油污等除掉,清洗干凈并濕潤壩面。按三油二氈方式處理。

      2.8灌漿質(zhì)量檢查

      采用壓水試驗(yàn)檢查。壓水檢測:造檢查孔(孔徑32mm、孔深10~15cm)后,對(duì)檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn),采用單點(diǎn)法壓水,壓水檢查壓力為0.3Mpa。壓水試驗(yàn)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn),在穩(wěn)定壓力下,每3~5min測讀一次壓入注量,連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終的10%,或最大值與最小值之差小于1mL/min時(shí),本孔段壓水結(jié)束,取最終值為計(jì)算值,測記漏量,計(jì)算透水率(Lu),合格標(biāo)準(zhǔn)為:壓水檢查透水率≤1Lu。

      3 灌漿材料

      本工程化學(xué)灌漿采用改性環(huán)氧灌漿材料,該灌漿材料粘度低,可灌性好,抗壓強(qiáng)度高達(dá)40MPa以上,同混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度高,一般都大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度,并且有親水性,對(duì)潮濕面的親和力好。該環(huán)氧灌漿材料主要性能指標(biāo)則見表1。

      4 灌漿后成果檢查

      壓水試驗(yàn)檢測成果見表2。通過檢測,裂縫經(jīng)處理后透水率普遍小于1Lu,達(dá)到了一般態(tài)混凝土防滲的基本要求。從后期大壩蓄水后觀測,裂縫處沒有任何漏水現(xiàn)象,說明防滲處理滿足了設(shè)計(jì)要求。

      4 結(jié)語

      水工混凝土多為大體積結(jié)構(gòu),施工中由于混凝土配合比、氣候條件、施工方法、養(yǎng)護(hù)不善等,極易造成裂縫,若不加以專項(xiàng)處理,將給大壩蓄水運(yùn)行留下嚴(yán)重的安全隱患。出現(xiàn)裂縫后,施工中應(yīng)根據(jù)不同裂縫的成因、裂縫特點(diǎn)及裂縫所處部位等情況,需采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施對(duì)裂縫進(jìn)行必要的處理。

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