化學(xué)灌漿在道塘水庫大壩面板裂縫處理中的應(yīng)用

符昌勝

(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽 550002)

1 工程概況

道塘水庫混凝土面板堆石壩位于貴州省松桃縣，最大壩高65.3 m，上游壩坡1∶1.4，面板為等厚面板，厚度0.35 m，面積14 029 m2，面板混凝土設(shè)計強度等級為C25(R28，二級配)，抗?jié)B等級W8，抗凍等級F100。工程所在地多年平均氣溫為16.3℃，最冷月1月平均氣溫為4.8℃，最熱月7月平均氣溫為27.3℃。極端最高氣溫為39.3℃，極端最低氣溫為－12.0℃。2007年4月開始面板澆筑，受2008年初凝凍災(zāi)害天氣影響，面板出現(xiàn)多處裂縫，經(jīng)全面勘察，共發(fā)現(xiàn)裂縫98條，裂縫總長約848.5 m。

混凝土面板是大壩最重要的防滲結(jié)構(gòu)，面板裂縫將直接導(dǎo)致壩體滲漏并影響面板結(jié)構(gòu)的耐久性。根據(jù)《混凝土面板堆石壩施工規(guī)范》(DL/T 5128—2001)8.4.2條規(guī)定:對寬度＞0.2 mm或判定為貫穿性的裂縫，逐條進行處理。處理方法可根據(jù)具體情況，選用表面封堵或灌漿，或兩者兼用。對于面板裂縫也可采用水泥基復(fù)合材料進行封堵，但主要應(yīng)用于混凝土多而密的微小裂縫，針對本工程的實際情況，設(shè)計對面板裂縫采取以下措施處理:①對出現(xiàn)的面板裂縫進行化學(xué)灌漿和表面封堵處理;②對死水位高程以下面板采用丙乳砂漿進行表面機械噴涂。同時考慮到面板周邊縫的重要性和死水位以下檢修的不便，在522 m高程以下周邊縫增設(shè)了復(fù)合土工膜保護。

2 面板裂縫的檢測

淺表層裂縫及貫穿性裂縫的判斷:以裂縫為中心線，沿裂縫每間隔3 m鉆深度100 mm直徑27 mm的孔，采用壓水探測，控制水壓，使得裂縫表面不冒水，觀察是否有水流入探測孔，如果有水流入探測孔，則此條裂縫判斷為貫穿性裂縫，否則判斷為非貫穿性裂縫。

3 裂縫處理

對于裂縫寬度＜0.2 mm的淺表層裂縫，清除壓水嘴，用環(huán)氧膠泥封堵探測孔，沿縫表面打磨寬80 mm，深5 mm的淺層槽，用改性環(huán)氧砂漿涂抹，然后沿縫涂刷20 cm寬、1 cm厚的丙乳砂漿(圖1)。

圖1 非貫穿性裂縫(寬度＜0.2 mm)處理方案

對于裂縫寬度＞0.2 mm的貫穿性裂縫，采用改性環(huán)氧樹脂進行灌漿處理，然后在裂縫表面采取同淺表層裂縫一樣的表面封堵(圖2)。

圖2 貫穿性裂縫(寬度＞0.2 mm)的處理方案

改性環(huán)氧樹脂是在普通環(huán)氧樹脂的基礎(chǔ)上按一定比例添加酚醛胺、聚酰胺等配制的灌漿材料，是一種強度較高、快速高效的防滲堵漏化學(xué)灌漿材料，主要具有良好的親水性、固化能力強、無毒、易存儲和施工工藝簡單等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于各種混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理中。

3.1 主要施工程序

判斷裂縫狀態(tài)→布孔→安裝注漿嘴及封縫→壓風(fēng)測孔→注漿→表面封堵→工程驗收。

3.2 施工要求

1)磨縫:采用手持打磨機沿裂縫進行打磨，打磨的寬度為裂縫兩側(cè)各40 mm，打磨厚度為3 mm;洗縫:打磨完成后采用清水、風(fēng)槍對裂縫進行洗縫，吹干凈裂縫，以保證縫口張開，內(nèi)無雜物、粉塵和其它影響封縫粘接的污物。

2)用環(huán)氧砂漿對裂縫進行表面封堵。

3)布孔分類:裂縫寬度＞0.4 mm的裂縫間隔500 mm左右布孔，裂縫寬度＜0.4 mm的裂縫間隔300 mm左右布孔。

4)開孔:根據(jù)規(guī)定間距采用打孔機進行打孔，孔深為30 mm，直徑為27 mm的騎縫孔;洗孔:采用清水、風(fēng)槍對打好的孔進行壓風(fēng)清理。

5)安裝注漿嘴:用定位針穿過進漿管，對準(zhǔn)孔內(nèi)縫口插上，然后將注漿嘴壓向注漿孔內(nèi);采用環(huán)氧膠泥對注漿嘴進行堵塞固定，1 min后抽出定位針應(yīng)保證定位針不附粘膠，再采用環(huán)氧膠泥對孔邊縫進行封堵處理。

6)灌漿:注漿壓力。注漿起始壓力為0.2 MPa，最大壓力≤0.6 MPa;注漿方法。先灌注 1#、3#、5#、7#孔，展開 2#、4#、6#、8#號孔，當(dāng) 2#、4#、6#、8#孔由開始的流出水到流出漿水混合物直至流出純環(huán)氧漿液后，2#、4#、6#、8#，開始并灌，并展開9#、11#、13#、15#號孔，依次類推進行注漿，灌注時應(yīng)注意相鄰孔口的反漿情況，當(dāng)鄰孔反漿后，排掉鄰孔中的積水后接通孔管進行并灌，依此方法由下至上逐孔灌注;閉漿。當(dāng)灌漿吸漿量為0 mL/min時，繼續(xù)屏灌15 min再結(jié)束灌漿，(屏漿壓力0.4 MPa)，達到屏漿要求后進行扎管閉漿。

7)表面封閉:在灌漿結(jié)束7 d后進行，鏟除注漿嘴，對混凝土有損傷的部位采用環(huán)氧膠泥進行處理，沿縫涂刷20 cm寬、1 cm厚丙乳砂漿。改性環(huán)氧樹脂灌漿材料漿液性能指標(biāo)及固化物性能見表1及表2。

表1 改性環(huán)氧樹脂灌漿材料漿液性能指標(biāo)

表2 改性環(huán)氧樹脂灌漿材料固化物性能

鑒于部分面板未在低溫季節(jié)澆筑，面板微裂縫較多，同時死水位高程以下面板今后維修困難，對死水位高程以下面板采用丙乳砂漿進行全面防護。丙乳砂漿施工工藝同裂縫處理表面封閉，砂漿厚1 cm。施工順序:混凝土表面清理→涂刷丙乳凈漿→涂刷丙乳砂漿→砂漿養(yǎng)護。丙乳砂漿主要性能指標(biāo)見表3。

表3 丙乳砂漿主要性能指標(biāo)

4 驗收標(biāo)準(zhǔn)

施工完成7 d后對每一條寬度≥0.2 mm的裂縫及貫穿性裂縫均采用壓水檢測，壓水檢測合格標(biāo)準(zhǔn)為透水率(Lu)≤0.1，壓水試驗壓力為0.2 MPa。

裂縫兩側(cè)各4 cm范圍混凝土面應(yīng)嚴(yán)格控制平整度，突起高度＜2 mm，改性環(huán)氧砂漿覆蓋整個需要處理的裂縫施工面，平均厚度達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，不漏涂。

丙乳砂漿涂料涂刷層厚薄均勻(無漏涂、無空白)、無起粉、無起皮，涂層厚度≥8 mm，封縫/封邊中間厚兩邊薄表面平。

周邊縫復(fù)合土工膜除褶皺帶部分?jǐn)備伷秸?，與膜內(nèi)粉煤灰無空隙，封邊平順、密實，無漏封閉。

使用材料的各種性能應(yīng)達到技術(shù)要求的規(guī)定。

5 結(jié)論及建議

氣溫條件是堆石壩面板開裂的主要誘因，因此面板澆筑完成后必需進行嚴(yán)格的養(yǎng)護，否則將導(dǎo)致大面積的裂縫出現(xiàn)。

對于貫穿性的混凝土面板裂縫處理，改性環(huán)氧樹脂灌漿材料性能優(yōu)異，實施性好，經(jīng)水庫初期蓄水驗證，面板裂縫處理效果良好。

［1］傅志安，鳳家驥.混凝土面板堆石壩［M］.武漢:華中理工大學(xué)出版社，1993:344.

［2］曹克明，汪易森，徐建軍.混凝土面板堆石壩［M］.北京:中國水利水電出版社，2006:134－137.

［3］陳三潮.水利水電工程化學(xué)灌漿監(jiān)理手冊［K］.北京:水利水電出版社，2008.