资源描述
5 除险加固工程
2
审定
:
毛文然
审核
:
宋爱华
审查
:
董海钊
校核
:
宋爱华
郑微微
编写
:
胡永生
端木灵子
胡中良
杨璐
目 录
5 除险加固工程 5-1
5.1设计依据及基本资料 5-1
5.1.1 工程等别及建筑物级别 5-1
5.1.2 设计依据文件及规程规范 5-1
5.1.3 设计基本资料 5-2
5.2 水闸渗流稳定计算复核 5-2
5.2.1闸基防渗排水布置分析 5-3
5.2.2闸基渗流稳定计算 5-3
5.2.3闸基渗流稳定结论 5-6
5.3 地基沉降分析 5-6
5.3.1 现状情况 5-6
5.3.2 沉降原因分析 5-13
5.3.3 地基沉降复核结论 5-13
5.4 水闸加固工程 5-13
5.4.1闸室混凝土表面缺陷修复 5-13
5.4.2洞身裂缝修复 5-15
5.4.3防渗长度恢复 5-18
5.4.4洞身混凝土剥落部位修复 5-18
5.4.5观测设施修复 5-18
5.4.6 止水加固处理 5-18
5.4.7 上下游翼墙等其他项目加固 5-21
5.5启闭机排架及便桥加固 5-21
5.5.1启闭机排架结构布置 5-21
5.5.2 启闭机排架结构分析 5-21
5.5.3启闭机排架加固方案比选 5-24
5.5.4 便桥加固 5-27
5.6启闭机房重建 5-27
5.7 主要工程量表 5-28
5.8 水闸除险加固后运用情况分析 5-30
5.8.1 设防能力分析 5-30
5.8.2 引水能力分析 5-30
5 除险加固工程
5.1设计依据及基本资料
5.1.1 工程等别及建筑物级别
韩墩引黄闸的除险加固设计,工程等级仍采用安全鉴定复核的标准,主要建筑物级别为1级。
5.1.2 设计依据文件及规程规范
主要依据的规程规范有:
(1)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2000);
(2)《水闸设计规范》(SL265-2001);
(3)《水工混凝土结构设计规范》(SL/T 191-2008);
(4)《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010);
(5)《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006);
(6)《水工建筑物荷载设计规程》(DL 5077-1997);
(7)《冷弯薄壁型钢结构技术规程》(GB50018-2002);
(8)《轻型钢结构住宅技术规程》(JGJ209-2010);
(9)《堤防工程设计规范》(GB50286-98);
(10)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010);
(11)其它国家现行有关法规、规程和规范
技术要求、设计文件有:
(1)《韩墩引黄闸安全评价总报告》(山东大学土建与水利学院测时中心等单位2008.12);
(2)《水闸安全鉴定报告书》(黄河水利委员会山东黄河河务局2009年3月);
(3)《韩墩引黄闸工程现状调查分析报告》(山东大学土建与水利学院测时中心,2008.11)。
(4)《黄河下游引黄涵闸、虹吸工程设计标准的几项规定》(黄工字(1980)第5号文)。
(5)黄委会《关于印发山东黄河西双河等八座引黄闸安全鉴定报告书的通知》(黄建管[2009]13号,2009.04)
(6)黄委会《关于印发黄河下游病险水闸除险加固工程设计水位推算结果的通知》(黄规计[2011]148号)
5.1.3 设计基本资料
(1)水位及流量
a.原设计水位及流量
韩墩引黄闸原设计水位流量关系,系利用1977年汛后利津站洪水水面线进行推算得到。
设计防洪水位(以2011年为准):22.8m;
校核防洪水位:23.8m;
闸前设计引水位:12.88m(大河相应水位13.24m,流量117 m3/s);设计引水流量:60 m3/s;
闸前最大设计引水位:13.70m,(大河相应水位14.06m,流量400 m3/s),最大设计引水量:100 m3/s;
闸前最高运用水位:20.32m(相应于2011年大河5000 m3/s的水位);
闸前设计淤沙高程:20.80m;
闸前校核淤沙高程:21.80m;
闸底板设计高程:10.50m;
堤顶设计高程:24.9m;
闸前启门运用最大淤沙高程:18.32m。
b.2043年设计防洪水位:20.72m,校核防洪水位:21.72m。
c.现行闸前设计引水位为12.39m 。
(2)地震烈度
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),闸址超越概率为10%的地震动峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期值为0.65s,对应地震基本烈度为7度。设计地震烈度为7度。
5.2 水闸渗流稳定计算复核
依据黄委会《关于印发山东黄河西双河等八座引黄闸安全鉴定报告书的通知》(黄建管[2009]13号,2009.04)有关韩墩引黄闸的安全分析评价内容及水闸安全鉴定结论等,水闸的过流能力、消能防冲、地基承载力、地基应力不均匀系数、地基抗滑稳定等均满足规范要求,但防渗长度及渗透坡降不满足要求。针对除险加固后的防渗布置情况,对水闸的渗流稳定进行了计算复核。
5.2.1闸基防渗排水布置分析
根据韩墩闸1982年竣工资料,闸首上游粘土铺盖35m,闸首长10m,洞身60m,,浆砌块石消力池长15m,故该闸原防渗总长度为120m。
闸基持力层为砂壤土,按《水闸设计规范》SL265-2001中渗径系数法初估基础防渗轮廓线长度,即:
式中 L—基础防渗轮廓线长度();
—上、下游水位差();
C—渗径系数。
在校核防洪水位下,其上下游水位差为=13.3m,渗径系数C=7(壤土层),基础防渗长度应为93.1m。
原设计防渗长度大于要求的防渗长度,满足设计要求。
在6号洞室的第5节5.8m处产生一条渗水裂缝,防渗长度不满足规范要求。但修复裂缝后基础防渗长度仍为120m,满足设计要求。
5.2.2闸基渗流稳定计算
计算方法采用《水闸设计规范》SL265-2001中的改进阻力系数法。
a.土基上水闸的地基有效深度计算
按如下公式计算:
当 时,
当时,
式中 —土基上水闸的地基有效深度();
—地下轮廓的水平投影长度();
—地下轮廓的垂直投影长度()。
当计算的Te值大于地基实际深度时,Te值应按地基实际深度采用。
由地层剖面图可知,Ⅵ层为本区较厚的粘土层,可作为本区的相对隔水层,故地基实际深度应采用14m。
b.分段阻力系数计算
分段阻力系数的计算采用如下公式:
进出口段:
内部垂直段:
水平段:
式中 、、—分别为进出口段、内部垂直段、水平段的阻力系数;
S—齿墙或板桩的入土深度();
T—地基有效深度或实际深度();
Lx—水平段的长度();
S1、S2—进出口段齿墙或板桩的入土深度()。
c.各分段水头损失的计算
各分段水头损失按下式计算:
式中 hi—各分段水头损失值(m);
—各分段的阻力系数;
n—总分段数。
当内部水平段的底板为倾斜,其阻力系数
式中 α—修正系数,;
T1和T2—分别为小值一端和大值一端的地基深度。
d.各分段水头损失值的局部修正
进出口段修正后的水头损失值按下式计算:
式中 —进出口段修正后水头损失值();
—进出口段水头损失值();
—阻力修正系数,当计算的时,采用;
—底板埋深与板桩入土深度之和();
—板桩另一侧地基透水层深度()。
修正后水头损失的减小值按下式计算:
故进、出口各修正后水头损失的减小值分别为:
水平段及内部垂直段水头损失值的修正
由于、均大于,故内部垂直段水头损失值可不加修正,水平段的水头损失值按下式修正:
式中 —水平段的水头损失值();
—修正后的水平段水头损失值()。
e.闸基渗透稳定计算
水平段及出口段渗流坡降值按下式计算:
水平段:
出口段:
式中 、—分别为水平段和出口段的渗流坡降值;
、—分别为水平段和出口段的水头损失值()。
计算水位采用水闸原设计水位,经计算, =0.101,=0.351。
本工程闸基座落在砂壤土I3层上,由《水闸设计规范》SL265-2001表6.0.4的水平段和出口段的允许渗流坡降值,可知:
[Jx]=0.15~0.25,[J0]=0.40~0.50。
故本工程现有闸基的水平段、出口段渗流坡降值均能满足规范要求,闸基抗渗稳定满足要求。
5.2.3闸基渗流稳定结论
(1)涵洞裂缝修复后基础防渗长度为120m,满足设计要求。
(2)涵洞裂缝修复后闸基的水平段、出口段渗流坡降值均能满足规范要求,闸基抗渗稳定满足要求。
5.3 地基沉降分析
5.3.1 现状情况
韩墩引黄闸工程观测项目有沉陷观测。沉陷缝显示沉陷不均匀,部分(12/56)沉陷点由于堤顶硬化或压盖等原因未挖出而不能使用。表5-3-1、表5-3-2和表5-3-3为韩墩引黄闸沉陷观测报表。各点的最终沉降值在29.5cm~32.8cm之间,最大沉降值32.8cm出现在闸首段,超过推荐值(15cm)。整体沉陷量较大,其等级评定为C级。
表5-3-1 韩墩引黄闸沉陷观测报表(Ⅰ)
上次日期
1998-9-25
本次观测日期
2006-5-12
间隔时间
92个月
测 点
上次观测高程(m)
本次观测高程(m)
间隔沉陷量(mm)
累计沉陷量(mm)
备注
部位
编号
右
C右1
14.515
14.222
293
293
1.本表高程为1956年黄海高程系高程。
2.本次测量采用的引据点为Ⅱ滨海4,位于西刘村十字路口,刘建生北屋西侧,东至刘建生北屋西北角2.8米,东南至刘建生北屋西南角8.5米,高程为11.454米,黄委会测绘总队2003年测量成果。原引据点鲁-黄Ⅱ-28及原二等水准基点因放淤工程遗失,由于新、老引据点之间缺乏必须的校测,不能形成统一的高程控制网,计算“间隔沉陷量”及在原“累计沉陷量”上继续累计沉陷量是妥当的,因此“间隔、累计沉陷量”本次不计算。
3.1998年测量资料由滨州黄河河务局防汛办公室提供。
C右2
16.138
15.846
292
292
C右3
16.247
15.953
294
294
C右4
17.729
压盖未挖出
C右5
17.688
17.393
295
295
C右6
17.710
17.411
299
299
C右7
17.656
17.359
297
297
C右8
17.697
17.391
306
306
C右9
17.650
17.352
298
298
C右10
20.497
堤顶硬化未挖出
C右11
20.514
C右12
18.509
18.212
297
297
C右13
18.115
17.819
296
296
C右14
16.966
16.654
312
312
中右
C中右1
14.480
14.193
287
287
C中右2
15.899
15.608
291
291
C中右3
15.618
C中右4
17.760
17.467
293
293
C中右5
17.720
压盖未挖出
C中右6
17.712
17.417
295
295
C中右7
17.716
17.407
309
309
C中右8
17.692
17.381
311
311
C中右9
17.725
17.428
297
297
C中右10
20.509
堤顶硬化未挖出
C中右11
20.521
C中右12
18.704
18.406
298
298
C中右13
18.176
17.878
298
298
C中右14
16.971
16.678
293
293
中左
C中左1
14.562
14.272
290
290
C中左2
15.893
15.598
295
295
C中左3
15.428
C中左4
17.695
17.397
298
298
C中左5
17.725
17.427
298
298
C中左6
17.729
17.422
307
307
C中左7
17.678
17.371
307
307
C中左8
17.749
17.440
309
309
C中左9
17.715
17.404
311
311
C中左10
20.503
堤顶硬化未挖出
C中左11
20.551
C中左12
18.724
18.425
299
299
C中左13
18.054
17.756
298
298
C中左14
16.959
16.666
293
293
左
C左1
14.502
14.210
292
292
C左2
15.905
15.611
294
294
C左3
16.077
15.782
295
295
C左4
17.676
17.376
300
300
C左5
17.729
17.429
300
300
C左6
占压
C左7
17.742
C左8
17.735
17.436
299
299
C左9
17.759
17.464
295
295
C左10
20.483
堤顶硬化未挖出
C左11
20.294
C左12
18.807
18.507
300
300
C左13
18.208
17.906
302
302
C左14
17.001
16.676
325
325
表5-3-2 韩墩引黄闸沉陷观测报表(Ⅱ)
上次日期
2006-5-12
本次观测日期
2007-6-8
间隔时间
13个月
测 点
上次观测高程(m)
本次观测高程(m)
间隔沉陷量(mm)
累计沉陷量(mm)
备注
部位
编号
右
C右1
14.222
14.220
2
295
1.本表高程为1956年黄海高程系高程。
2.本次测量采用的引据点为Ⅱ滨海4,位于西刘村十字路口,刘建生北屋西侧,东至刘建生北屋西北角2.8米,东南至刘建生北屋西南角8.5米,高程为11.454米,黄委会测绘总队2003年测量成果。
3.2006年测量结果由滨州黄河河务局防汛办公室提供。
4.累计沉陷量自2006年5月起计算。
C右2
15.846
15.842
4
296
C右3
15.953
15.950
3
297
C右4
17.729
压盖未挖出
C右5
17.393
17.390
3
298
C右6
17.411
17.409
2
301
C右7
17.359
17.356
3
300
C右8
17.391
17.393
-2
304
C右9
17.352
17.349
3
301
C右10
20.497
堤顶硬化未挖出
C右11
20.514
C右12
18.212
18.210
2
299
C右13
17.819
17.818
1
297
C右14
16.654
16.649
5
317
中右
C中右1
14.193
14.187
6
293
C中右2
15.608
15.605
3
294
C中右3
15.618
15.615
3
C中右4
17.467
17.464
3
296
C中右5
17.720
压盖未挖出
C中右6
17.417
17.414
3
298
C中右7
17.407
17.403
4
313
C中右8
17.381
17.378
3
314
C中右9
17.428
17.425
3
300
C中右10
20.509
堤顶硬化未挖出
C中右11
20.521
C中右12
18.406
18.406
0
298
C中右13
17.878
17.877
1
299
C中右14
16.678
16.674
4
297
中左
C中左1
14.272
14.269
3
293
C中左2
15.598
15.595
3
298
C中左3
15.428
15.425
3
C中左4
17.397
17.392
5
303
C中左5
17.427
17.424
3
301
C中左6
17.422
17.418
4
311
C中左7
17.371
17.368
3
310
C中左8
17.440
17.436
4
313
C中左9
17.404
17.401
3
314
C中左10
20.503
堤顶硬化未挖出
C中左11
20.551
C中左12
18.425
18.423
2
301
C中左13
17.756
17.754
2
300
C中左14
16.666
16.663
3
296
左
C左1
14.210
14.207
3
295
C左2
15.611
15.608
3
297
C左3
15.782
15.778
4
299
C左4
17.376
17.371
5
305
C左5
17.429
17.428
1
301
C左6
占压
C左7
17.742
C左8
17.436
17.432
4
303
C左9
17.464
17.457
7
302
C左10
20.483
堤顶硬化未挖出
C左11
20.294
C左12
18.507
18.504
3
303
C左13
17.906
17.905
1
303
C左14
16.676
16.673
3
328
表5-3-3 韩墩引黄闸沉陷观测报表(Ⅲ)
上次日期
2007-6-8
本次观测日期
2008-6-16
间隔时间
12个月
测 点
上次观测高程(m)
本次观测高程(m)
间隔沉陷量(mm)
累计沉陷量(mm)
备注
部位
编号
右
C右1
14.220
14.218
2
297
1.本表高程为1956年黄海高程系高程。
2.本次测量采用的引据点为Ⅱ滨海4,位于西刘村十字路口,刘建生北屋西侧,东至刘建生北屋西北角2.8米,东南至刘建生北屋西南角8.5米,高程为11.454米,黄委会测绘总队2003年测量成果。
3.2007年测量结果由滨州黄河河务局防汛办公室提供。
4.累计沉陷量自2006年5月起计算。
C右2
15.842
15.840
2
298
C右3
15.950
15.948
2
299
C右4
17.729
压盖未挖出
C右5
17.390
压盖未挖出
C右6
17.409
17.405
4
305
C右7
17.356
17.352
4
304
C右8
17.393
17.390
3
307
C右9
17.349
未挖出
301
C右10
20.497
堤顶硬化未挖出
C右11
20.514
C右12
18.210
18.208
2
301
C右13
17.818
17.815
3
300
C右14
16.649
16.648
1
318
中右
C中右1
14.187
14.186
1
294
C中右2
15.605
15.603
2
296
C中右3
15.615
15.613
2
C中右4
17.464
17.461
3
299
C中右5
17.720
压盖未挖出
C中右6
17.414
17.411
3
301
C中右7
17.403
17.400
3
316
C中右8
17.378
17.374
4
318
C中右9
17.425
17.423
2
302
C中右10
20.509
堤顶硬化未挖出
C中右11
20.521
C中右12
18.406
18.404
2
300
C中右13
17.877
17.874
3
302
C中右14
16.674
16.674
0
297
中左
C中左1
14.269
14.267
2
295
C中左2
15.595
15.594
1
299
C中左3
15.425
15.422
3
C中左4
17.392
17.391
1
304
C中左5
17.424
17.420
4
305
C中左6
17.418
17.418
0
311
C中左7
17.368
17.365
3
313
C中左8
17.436
17.433
3
316
C中左9
17.401
17.398
3
317
C中左10
20.503
堤顶硬化未挖出
C中左11
20.551
C中左12
18.423
18.420
3
304
C中左13
17.754
17.752
2
302
C中左14
16.663
16.663
0
296
左
C左1
14.207
14.205
2
297
C左2
15.608
15.606
2
299
C左3
15.778
15.776
2
301
C左4
17.371
17.369
2
307
C左5
17.428
未挖出
301
C左6
占压
C左7
17.742
C左8
17.432
17.430
2
305
C左9
17.457
17.455
2
304
C左10
20.483
堤顶硬化未挖出
C左11
20.294
C左12
18.504
18.502
2
305
C左13
17.905
17.902
3
306
C左14
16.673
16.673
0
328
图5-3 累计沉陷量图
5.3.2 沉降原因分析
闸基下各土层地质年代为第四系,成因为河流冲积和湖积层,为新近沉积土,沉积时间短。闸基地质自上而下主要分为粉质壤土、粉土、粉质壤土三个土层。
从韩墩引黄闸地质钻孔资料和土工试验报告(1981.12,山东黄河河务局设计院)分析得出,各土层的压缩系数为0.20~0.40,属于中压缩性土,厚度达16m左右;地下水位较高,接近地表。引起闸基沉降的原因是压缩土层比较厚,地基下地下水位高,孔隙水压力大,当地下水位下降后,随着孔隙水压力的释放,有效应力增大。
5.3.3 地基沉降复核结论
历史沉降资料分析:从观测点沉降资料能够看出,韩墩闸自2007年以后,各观测点每年的沉降量在0~4mm之间,表明地基土经过近30年的固结沉降,已趋于稳定。
从以上分析表明,目前地基沉降已稳定,在不增加基底应力的前提下,地基是安全的,不需要采取加固措施。
5.4 水闸加固工程
5.4.1闸室混凝土表面缺陷修复
混凝土耐久性分析:闸室墩墙及底板混凝土标号150号,相当于C14,低于现行规范中设计使用年限50年水工结构在二类环境混凝土最低强度等级C25的要求,混凝土抗冻标号低于F150要求,现场调查混凝土已发现不同程度冻融破坏;综合以上因素,原混凝土耐久性低于现行规范耐久性要求,需要采取加固措施。对混凝土表面因冻融破坏引起的剥落、麻面等缺陷,加固措施为凿除原混凝土保护层,使用丙乳砂浆进行补强加固;处理范围闸墩及底板流道表面。
丙乳砂浆是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆的简称,属于高分子聚合物乳液改性水泥砂浆。丙乳砂浆是一种新型混凝土建筑物的修补材料,具有优异的粘结、抗裂、防水、防氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能,和树脂基修补材料相比具有成本低、耐老化、易操作、施工工艺简单及质量容易保证等优点。在水利、公路、工业及民用建筑等钢筋混凝土结构的防渗、防腐护面和修补工程中应用十分广泛。
目前用于建筑工程中的修补材料主要有水泥基和树脂基两种。由于树脂基修补材料常用的主要是环氧树脂砂浆,该材料虽具有强度高、强度增长快、能抵抗多种化学物质的侵蚀等优点,但材料的力学性能与基底混凝土不相一致,存在如其膨胀系数大于基底混凝土而开裂脱落、不适合潮湿面粘结、不耐大气老化等缺点,且施工环境要求比较高,成本比较大;丙乳砂浆与传统环氧树脂砂浆相比,不仅成本低,而且施工与普通水泥砂浆相似,可人工涂抹,施工工艺简单,易操作和控制施工质量,并适合潮湿面粘结,与基础混凝土温度适应性好,使用寿命同普通水泥砂浆,克服了环氧树脂砂浆常因其膨胀系数大于基底混凝土而开裂、鼓包与脱落等缺点。
本闸缺陷混凝土的修补材料选用丙乳砂浆,丙乳砂浆与普通砂浆相比,具有极限拉伸率提高1~3倍,抗拉强度提高1.35~1.5倍,抗拉弹模降低,收缩小,抗裂性显著提高,与混凝土面、老砂浆及钢板粘结强度提高4倍以上,2天吸水率降低10倍,抗渗性提高1.5倍,抗氯离子渗透能力提高8倍以上等优异性能,使用寿命基本相同,且具有基本无毒、施工方便、成本低,以及密封作用,能够达到防止老混凝土进一步碳化,延缓钢筋锈蚀速度,抵抗剥蚀破坏的目的。
水闸闸墩等部位混凝土表面的麻面和脱落,属于冻融剥蚀,采取的修补方法“凿旧补新”,即清除受到剥蚀作用损伤的老混凝土,浇筑回填能满足特定耐久性要求的修补材料。“凿旧补新”的工艺为:清除损伤的老混凝土→修补体与老混凝土接合面的处理→修补材料的浇筑回填→养护。
具体加固措施为:对缺陷混凝土进行凿毛,凿毛深度约等于保护层,用高压水冲洗干净,要求做到毛、潮、净;采用丙乳胶浆净浆打底,做到涂布均匀;人工涂刷丙乳砂浆,表面抹平压光;进行养护。
5.4.2洞身裂缝修复
(1)现状裂缝情况
依据《韩墩引黄闸现场安全检测报告》(山东大学土建与水利学院测试中心,2008.11)该水闸6个洞室存在较多的裂缝,总数有24条,均垂直于水流方向。裂缝分布范围广;裂缝的宽度普遍较大,裂缝宽度最大1.25mm,长2.5m,最小0.11mm,且洞室混凝土结构有较多的混凝土剥落。裂缝检测见表5.4-1。
表5.4-1 裂缝检测结果
孔别
节别
编号
裂缝长度(m)
裂缝宽度(mm)
备注
1
4
1
2.5
0.32、0.60
7
2
2.4
0.44、0.50、0.38、0.42
6
3
2.3
0.32、0.20
2
4
3.0
0.30、0.15、0.20
2
6
5
2.0
0.40、0.48
6
6
2.5
0.20、0.30、0.50、0.46
4
7
2.7
0.80、0.65
7
8
3.1
0.25、0.45
2
9
2.0
1.00、0.66
3
6
10
2.3
0.60、0.85、1.10、0.70
4
7
11
2.3
0.35、0.66
6
12
2.2
0.60、0.50
5
13
2.2
1.20、0.35
3
14
1.5
0.11
2
15
1.5
0.50、0.40
5
2
16
2.5
0.93
5
17
2.4
0.40、0.38
5
18
2.5
1.25、0.56
6
19
2.3
0.31、0.32
7
20
2.4
0.40、0.58
7
21
2.4
0.36、0.80
6
7
22
2.3
0.57、1.25
5
23
2.4
1.00、1.10
7
24
2.2
0.87、0.69、0.86
(2)裂缝处理方案
根据该工程的特点,依据《混凝土结构设计规范》,该工程发生裂缝的混凝土结构所处的环境条件应属三类环境,三类环境钢筋混凝土结构允许最大裂缝宽度为0.25mm。
依据《混凝土结构加固设计规范》并参考工程实例,混凝土裂缝修补的方法主要有表面封闭法(一般处理宽度不大于0.2mm)、注射法、压力注浆法、填充密封法等,
参考有关工程实例,对宽度大于0.3mm的非贯穿性裂缝和贯穿性裂缝可以采用化学灌浆法处理。
为此对混凝土表面裂缝,宽度不超过0.30mm的非贯穿性裂缝进行填充并密封处理(凿槽填充丙乳砂浆),宽度大于0.3mm的非贯穿性裂缝裂缝采取化学灌浆进行加固。裂缝加固见图5.4-1和5.4-2。
图5.4-1 宽度不超过0.30mm裂缝加固示意图
图5.4-2 宽度超过0.30mm裂缝加固示意图
(3)化学灌浆加固方案
具体方法如下:
1)表面处理
表面处理的目的是进行缝口封闭,防止渗漏和防止钢筋锈蚀。表面处理的方法是缝口凿槽嵌缝,具体作法见图3。顺着缝凿一条10×5 cm的槽(如图),清洗干净及吹干后用环氧砂浆回填,这样有利于裂缝化学灌浆时防止浆液从缝面流走。
2)化学灌浆处理
化学灌浆处理是混凝土裂缝内部补强最有效的方法,通过化学灌浆能恢复结构的整体性和设计的应力状态。
3)浆材
化学灌浆浆材采用高渗透性环氧系列浆材,采用改性环氧液,既有良好的可灌性,又有良好的固结性能,并且具有良好的耐久性、耐化学腐蚀性,与基材粘结力好。,有一定的亲水性,凝结后胶质稳定性好,有弹性,已在很多工程中应用。
4)灌浆方式及工艺流程
化灌的灌浆方式为纯压式,结合本工程的特点,布孔形式采用骑缝形式。每隔30~50cm布置一灌浆嘴,灌浆嘴骑贴在混凝土上,具体间距结合裂缝情况确定。
缝化学灌浆的工艺流程是:钻孔→洗孔→埋管→嵌缝→待凝试漏→灌浆→割管→效果检查。
5)化灌施工方法
a)先清洗砼表面,辨清裂缝走向,沿缝两边凿槽10×5 cm。
b)用喷气嘴、喷灯将槽内的尘碴吹净、烘干、检查裂缝贯通情况,埋设Ф10透明胶管作为喷浆嘴。
e)化学灌浆:
当检查发现裂缝可灌性较好时用电动泵灌注,否则可用手摇泵。灌浆压力为0.3~0.5Ma。
进浆程序为由低至高,由一侧向另一侧依次推进。当第一孔进浆时,邻孔作排水、排气孔,待该孔水气排尽出浆后,接上另一泵,依此类推,直到最后一孔。若邻孔不出浆,则表明其中至少一孔与缝面不通或裂缝不贯通,此时按标准结束灌浆。
灌浆结束的一般标准是本孔在15~30 min内连续吸浆率小于10 ~20mL/min,而且压力不下降,则可结束。
5.4.3防渗长度恢复
由于在6号洞室的第5节5.8m处产生一条渗水裂缝,分析表明,该条裂缝应为贯穿性裂缝,设计采取化学灌浆进行加固。
方法同洞身裂缝宽度大于0.3mm情况进行化学灌浆处理。
5.4.4洞身混凝土剥落部位修复
洞身混凝土剥落部位处理方法同样采用凿除原混凝土保护层,使用丙乳砂浆进行补强加固。
方法参照闸室混凝土表面缺陷修复。
5.4.5观测设施修复
(1)现状情况
原来共设有沉陷测点56个,测压管6个。12个沉陷观测点由于堤顶硬化或压盖等原因未挖出而不能使用,6个测压管由于堵塞无法使用。闸基整体沉陷值较大,最大沉降值32.8cm,超过规范允许值(15cm)。
(2)加固措施
渗压观测点的恢复:对于闸首顶部的测压管,用冲击钻疏通;对于堤顶和堤坡上的测压装置需重新设置,具体做法为:在接近原测压管位置,于涵洞的一侧钻孔至涵洞底部,放置测压计,用引线竖直引至地面后再引向位于启闭机房内的观测站。
鉴于目前地基沉降已稳定,沉降观测已显得不是十分迫切,且已损坏的金属沉陷点附近还设置有瓷壶沉陷观测点可以替代,因此不再对已损坏或掩埋的金属沉陷点进行恢复。
5.4.6 止水加固处理
(1)原止水方案及损坏情况
原止水采用两道止水,中间采用651型塑料止水,表面采用橡皮压板式止水。具体布置见下图:
图5.4-3 原止水设计图(单位:cm)
依据《水闸安全鉴定报告书》(黄河水利委
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