接縫灌漿技術(shù)在烏東德大壩工程的應(yīng)用

袁瑞卿

（中國葛洲壩集團(tuán)三峽建設(shè)有限公司，湖北 宜昌）

1 工程概況

金沙江上的烏東德水電站被分類為Ⅰ等大（1）型項目，其核心建筑包括水阻隔設(shè)施、泄水設(shè)施以及供電設(shè)施等。烏東德大壩是一個混凝土的雙曲形拱壩，其基座的高度為718.00 m，壩頂高度為988.00 m，總高達(dá)到270 m。其頂部寬度為11.98 m，底部寬度達(dá)到51.41 m，寬高比例為0.19。上游弧形區(qū)域的長度為326.95 m，弧形與高度的比值為1.211。整個大壩結(jié)構(gòu)僅有橫向裂縫而無縱向裂縫，總共有15 個壩區(qū)和14個橫向裂縫。這些橫向裂縫采用了弧接縫灌漿技術(shù)，總的灌漿面積約為93 281 m2。

2 接縫灌漿技術(shù)簡介

大壩作為大型混凝土結(jié)構(gòu)，在施工中為避免因溫差引發(fā)的裂紋，常常采用分段施工方法。這種方式往往在壩段之間形成接縫?；炷链髩K的內(nèi)部與外部溫度差異還可能導(dǎo)致壩體表層產(chǎn)生裂紋[1]。壩體中的這些接縫、裂痕以及基座的裂縫等都可能威脅到水利工程的滲透防護(hù)?；〗涌p灌漿技術(shù)即通過灌注混凝土漿液填補(bǔ)這些裂隙，實(shí)現(xiàn)壩段間的連貫。

3 接縫灌漿施工方法

3.1 接縫灌漿一般要求

在開始大壩的接縫灌漿施工之前，必須確保以下幾個條件齊備：①壩體兩邊的混凝土溫度需要滿足弧接縫灌漿技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)溫度要求（具體見表1）；②兩邊的混凝土應(yīng)已硬化超過4 個月的時間；③進(jìn)行灌漿的區(qū)域、同冷區(qū)、中間過渡區(qū)和覆蓋重載區(qū)，都應(yīng)同步開始冷卻降溫流程，確保灌漿和同冷區(qū)的溫度達(dá)標(biāo)，而中間過渡區(qū)的溫度應(yīng)達(dá)到中期冷卻的目標(biāo)溫度；④對于高于790 m 的灌漿部位，未進(jìn)行弧接縫灌漿的壩段的外突部分通常不應(yīng)超過60 m 高；⑤接縫的打開寬度應(yīng)不小于0.5 mm，若小于此值，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行細(xì)縫處理。對于灌漿的壓力：常規(guī)為0.3 MPa，但在頂部無混凝土壓重的區(qū)域則為0.1 MPa；⑥確保灌漿的管線系統(tǒng)和接縫面流通無阻，并且灌漿區(qū)域的封堵措施應(yīng)完備無缺[2]。

表1 大壩各部位接縫灌漿溫度

接縫灌漿溫度的差值范圍為-1 ℃～+0.5 ℃。

3.2 灌漿壓力

在調(diào)整灌漿壓力時，應(yīng)以灌區(qū)頂部（即排氣槽）的壓力為主導(dǎo)，而進(jìn)漿的管口（位于灌區(qū)底部）的壓力則為參考值。灌區(qū)的頂端（排氣槽）的灌漿壓力通常為0.3 MPa，但在無混凝土重壓的上部灌區(qū)，壓力應(yīng)調(diào)整為0.1 MPa。根據(jù)實(shí)際施工情況，灌漿壓力有時需要適度增加，但此時接縫的擴(kuò)張度必須小于0.3 mm。在整個灌漿過程中，對灌漿壓力與接縫的擴(kuò)張度的監(jiān)控應(yīng)持續(xù)嚴(yán)格，確保壓力滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 水灰比

對于灌漿用的漿液，常見的水灰比有三種，分別是2：1、1：1 以及0.5：1，其中初始階段通常使用2：1的比例。當(dāng)接縫的張開度超過1 mm，并且灌漿區(qū)域無阻塞時，可以調(diào)整漿液的水灰比為1：1 或0.5：1。而在接縫的張開度超過2 mm 的情況下，若進(jìn)出漿的管道與排氣管均暢通，并且兩個排氣口的出水量都超過30 L/min，那么可以直接使用0.5：1 的水灰比進(jìn)行灌漿[3]。

3.4 變漿標(biāo)準(zhǔn)

在排氣管開始排漿之后，應(yīng)調(diào)整漿液的水灰比至1：1；隨后，當(dāng)從排氣管排出的漿液的水灰比趨近1：1時，再將水灰比切換至0.5：1，這樣的比例維持到灌漿過程完畢為止。

3.5 管口放漿

開始灌漿時，排氣管需全面打開以放出漿液，其他的管道也應(yīng)適時打開以放出漿液，確保高濃度的漿液迅速填充縫隙。當(dāng)排氣管中流出的漿液達(dá)到最高濃度時，再適當(dāng)調(diào)整排氣管的出漿量來管理灌漿壓力，直到完成灌漿過程。

4 接縫灌漿過程控制

4.1 混凝土溫控情況

大壩1～10 層接縫灌漿灌漿區(qū)、同冷區(qū)溫度均滿足接縫灌漿兩側(cè)混凝土溫度要求，過渡區(qū)溫度達(dá)到中期通水結(jié)束的目標(biāo)溫度。

4.2 管路暢通性檢查及預(yù)灌壓水

在開始各層接縫灌漿施工之前，使用設(shè)計灌漿壓力的80%來對灌漿區(qū)域的系統(tǒng)進(jìn)行綜合通水測試。這種綜合測試主要分為單開和封閉兩種方式，其目的是確保灌漿管道和縫隙是否暢通以及灌漿區(qū)的密封狀態(tài)，見表2。

表2 大壩接縫灌漿典型灌區(qū)情況普查統(tǒng)計（第三層灌區(qū)）

在烏東德大壩的大壩接縫灌漿過程中，從1～10層的灌漿區(qū)域，所有的橫縫都達(dá)到了弧接縫灌漿技術(shù)的設(shè)計張開度標(biāo)準(zhǔn)。同時，灌漿的管道和縫隙都保持流通，而灌漿區(qū)的封閉也做得很完善。此外，灌區(qū)的漏水量也符合要求，即少于15 L/min。在壓力檢測完成之后，對灌漿區(qū)進(jìn)行了充水處理，持續(xù)時間為24 h。在開始灌漿前，使用風(fēng)和水對所有管道和縫隙進(jìn)行了沖洗，直到從排氣管中流出的水變得清澈。只有當(dāng)水中不再有懸浮或沉淀物，并且排出了縫隙中的積水，灌漿工作才會開始。

4.3 灌漿施工

現(xiàn)階段已完成大壩1～10 層橫縫接縫（EL808 以下）灌漿施工，共計65 條橫縫，累計面積26 092.01 m2，1～10 層（EL808 以下）灌區(qū)接縫灌漿成果見表3。

表3 大壩接縫灌漿1～10 層（EL808 以下）灌漿成果匯總

4.4 灌后質(zhì)量檢查

從取芯成果（膠結(jié)密實(shí)，縫面清晰、芯樣完整）及檢查孔壓水、孔內(nèi)錄像成果（漏水率為0 L/min）看出，灌后檢查各項指標(biāo)均滿足設(shè)計及規(guī)范要求（芯樣照片見圖1）。

圖1

5 結(jié)論與建議

通過1～10 層灌區(qū)的成果觀察，水泥灌漿有效地充填了已經(jīng)打開的接縫，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的灌漿效果。現(xiàn)有的技術(shù)要求和設(shè)計參數(shù)都是合適的，且施工過程流暢。這些經(jīng)驗(yàn)和方法為后續(xù)的大規(guī)模施工提供了寶貴的指導(dǎo)。針對特殊的灌漿區(qū)域，如堵塞管道和串區(qū)，已經(jīng)形成了一套具有針對性、完整和實(shí)用的處理策略。灌漿系統(tǒng)的檢測需有專人負(fù)責(zé)，確保在混凝土施工前后都進(jìn)行嚴(yán)格的通水檢查，并在施工過程中強(qiáng)化對灌漿系統(tǒng)的維護(hù)。必須確保所有管區(qū)的止水和止?jié){片質(zhì)量，防止其錯位安裝。對于任何遺失的部分，都應(yīng)進(jìn)行及時修復(fù)，減少串區(qū)和外泄的可能性。灌漿區(qū)的規(guī)模直接影響灌漿的質(zhì)量，應(yīng)避免設(shè)計過于龐大的灌漿區(qū)。重視施工過程的管理控制，并優(yōu)化灌漿管道的安裝和施工工藝，確保施工質(zhì)量。

綜上所述，烏東德大壩工程的成功與接縫灌漿技術(shù)的應(yīng)用密不可分。這一技術(shù)的采用不僅保障了大壩的工程質(zhì)量和安全性，還在環(huán)境保護(hù)和資源可持續(xù)利用方面發(fā)揮了積極作用。我們期待在未來的水利工程項目中，繼續(xù)借鑒和發(fā)展這一先進(jìn)技術(shù)，以確保我們的水資源得到有效管理和保護(hù)。