碾压混凝土大坝渗水处理技术应用.pdf

碾压混凝土大坝渗水处理技术应用 张 自顺佟永 强 ( 中国水利水电第三工程局有限公司 陕西 西安7 1 0 0 3 2 ) 摘要 某电站碾压混凝土坝体在蓄水后出现较大的渗漏水情况， 经过对渗水情况普查和处理方案的研 ．． 究． 硝 定了坝体密实性灌装、 结构绛化学灌筘和素而粘贴s R防渗盖片等多项处理措施， 分别根 据不同坝段、 不同渗水情况因地制宜， 在实施过程中也验证了方案的技术可行性和经济合理性。 在处理完成后渗漏水情况明显减小， 处理效果达到预期目标。 关键词 碾压混凝土； 渗漏水； 灌浆； S R防渗盖片 中图分类号： T V 6 4 2 ． 2 文献标识码： B 1工程 概 况 某电站为碾压混凝土重力坝 ， 坝顶高程 3 0 4 ． 5 0 m，最 大 坝 高 6 8 ． 0 0 m， 坝 顶 长 度 5 1 2 ． 0 0 m。水 库 正 常 蓄 水 位 3 0 0 m，死 水位 2 9 4 m，水库总库容 6 盘 7亿 m ，调节库容 1 ．7 2亿 m 。 电 站 装 机 4 2 0 MW ，保 证 出力 9 0 MW， 多年平均 发 电量 1 2 ． 3 6亿 k W h。 电站下闸蓄水前水库水位约为 2 4 9 m高 程 ，当蓄水 至 2 6 0 m高程时 ，部分坝 体排水 孔出现渗水量增大， 廊道内部分混凝土层间 缝也出现渗水。随着坝前水位升高， 渗水量 增大。 当水位稳定时， 渗水量基本稳定。 水库 蓄水至 2 8 6 ． 5 0 m高程后停止蓄水， 此时大坝 右岸廊道渗水量约 1 5 0 m 3 ／ h ， 左岸廊道渗水 量 为 约 1 9 0 m 3 ／ h， 合 计 约 3 4 0 m3／ h ， 即 约 O ． 1 m3 ／ s 2渗水排查情况 2 ． 1廊道 内表观检 查 坝基 廊道 ( 高 程为 2 4 3 m) 渗水 主要 集 中 在 5 #～8 #坝 段 和 1 3 #～1 9 #坝 段 ， 其 中 9 #～1 2 #坝段 为导 流底 孔坝 段 ， 由于廊 道 尚 未形成 ， 无法 检查 。 检查廊 道 ( 高程为 2 6 0 m) 渗水主要集中在 5 #～1 5 #坝段。 廊道渗水主 要为坝体排水孔渗水 ，部分混凝土层间缝、 裂缝及混凝土结构缝渗水。 2 ． 2坝前水下摄像检查 经过水下摄像检查，坝前共发现 1 3 条 坝体 结构 缝渗 水 ， 其 中 4 样～5 #与 2 0 #～2 1 # 坝段结构缝轻微渗水 ， 5 #～ 6 # 、 6 =I} ～ 7 # 、 9 # ～ 1 0 #、 1 5 # ～1 6 #、 1 6 # ～1 7 #、1 8 # ～1 9 #、 1 9 # ～ 2 0 #坝段结构缝渗水较大 ， 1 6 # 、 1 7 #两个坝 面原修补缝出现渗水 ， 1 0 #～l 1 #坝段结构 缝在 2 7 4 ． 1 m高程左侧横缝 3 m内渗水 ， 在 2 7 3 ． 1 m高 程右 侧横 缝 3 m 内渗水 较大 。1 7 # 坝 面距 左 侧结 构 缝 1 0 m原 修 补缝 面在 2 5 8 ． 6 m高程 发现右 上延伸 裂缝渗 水 。1 5 #～ 1 6 #坝段结构缝在 2 6 3 ． 4 m高程发现缝两侧 混 凝 土有损 坏 现象 。 1 8 #～1 9 #坝段 结构 缝 在 2 5 3 ． 6 m高程发现缝两侧混凝土有损坏现 象。1 9 # ～2 0 #坝段结构缝在 2 6 6 ． 3 m高程发 现宽 5 0 e m、 高 3 5 c m范围的混凝土有蜂窝麻 面漏水 。 3渗水原因分析 3 ． 1 层问缝渗水原因 根据坝体层间缝渗水普查情况分析其 原 因 为 ： 由 于施 工期 间 工程 停工 缓 建 2 6个 月 ，恢 复 施工 后 混凝 土层 间间歇 时 间长 达 2 9～ 4 5 个月， 层间结合缝的处理不到位 ； 根 据技术文件要求仅对结合面进行了深凿毛 和铺砂浆等常规措施处理，致使层问结合 不紧密。施工中砂浆铺设不到位 、 碾压不密 实 、热升层间间歇时间过长等施工衔接不 连 续 也是 造成 混凝 土 不 密实 形成 渗 水 的原 因之一 。 3 ． 2结构缝 渗水原 因 结构 缝渗 水 主要 集 中在停 工 缓建 老 混 凝 土和复 工后新 浇混凝 土衔 接的结 构缝 ， 这 些缝面的止水外露部分停工期间被村民全 部破坏，复工后重行进行凿槽焊接补装 ， 新 老混凝土的收缩不同步有可能造成止水 的 二次破坏。 同时新老混凝土结构缝相邻坝体 高差大( 最 大达到 2 8 m以上 ) ， 相邻坝块沉 降不均也可能造成止水的撕裂破坏。 第三是 施工 中对于止水周边混凝土振捣不密实。 以 上 原 因均 可能结 构缝 出现渗水 。 3 ． 3碾压混凝 土和 常态混 凝土结合 面施 工不 到位 根据设计要求在坝轴线下游 3 m范围浇 常态混凝土作为防渗体 ， 其余部位浇碾压混 凝 土 ，模 板周 边无 法 碾压 部 位 浇变 态 混凝 土 。 施工 中如果对 常态 混凝土 和碾压 混凝土 结 合 面部 位处 理 不 当很有 可 能造 成 结合 不 紧密， 形成渗水通道使坝体内的水沿此结合 面渗人排水廊道。 4处理方案选择 根据 以上 混 凝 土渗 漏 检查 资 料 和类 比 国内其他工程 ， 为确保大坝 、 水库安全稳定 和正 常运行 ， 认为 有必 要对 大坝采 取多项 联 合措 施进行堵 漏 和局 部补 强灌浆处 理 。 一 般 情况 下 ， 水 工建筑 物若 是 由于混凝 土缺 陷而 出现渗漏， 其堵漏方式有两种 ， 一种是在迎 水面堵 ，另一种是在背水面堵 ，通常结合 “ 排 ” 的方 式进 行疏 导 ， 即“ 堵 、 排 ” 结 合 。凡 条件允许应尽可能采取前种方式， 其好处是 在渗水源头直接堵截， 可将渗水直接有效地 堵在 混凝土体 以外 ， 既 可防止 渗水 对混凝 土 的侵蚀和溶蚀 ，降低混凝土内部渗透压力， 有利于坝体安全稳定， 又可以对坝体上下游 之间复杂而无法探明的渗水通道进行 “ 模 糊 ” 有效地 截断 ， 使坝后 渗漏 消失 。再 之 ， 大 坝迎水面的堵漏或为防止迎水面的渗漏 ， 近 年很 多工程采 用表 面粘贴 S R防渗 盖片这 一 措施 ， 收 到较好 的效果 。 因此， 本工程根据不同坝段出现的渗漏 情况， 分别选定了坝体密实性灌浆、 结构缝 化学灌浆和表面粘贴 S R防渗盖片等措施。 4 ． 1 重力坝段密实性灌浆的处理方案 针 对 2 #～5 #、 1 6 #～2 2 #重 力坝 坝 段 的 渗漏情况选用密实性灌浆的处理方案 。 在坝顶桩号坝 0 + 0 0 3 m处布置灌浆孔 ， 孔 径 7 5 m m，钻孔 深 度为 坝顶 至 建基 面 ， 孑 L 间距 l m， 分 两序施 工 。 灌 浆 水 泥 采用 P O． 4 2 ． 5普 通 硅 酸 盐 水泥。灌浆前先进行压水试验检查 ， 在廊 道 内 寻找 渗漏 水 通道 ，将 渗 漏 水 的排 水 孔和裂缝进行封闭 ，渗水处理完成后扫 孔 。水泥灌 浆 自下而上 进行 灌注 ， 分段 下 塞 ，段 长 5 m，灌浆压力 I 序孔 不大于 1 MP a ， I I 序孔灌浆压 力不 大于 1 ． 5 M P a ， 保证在静水状态进行水泥灌浆 。但 由于 碾压 混凝 土 的 密实性 差 ，部分 坝 顶灌 浆 时 出现水 泥 浆返 浆 ， 浆 液将 筛 子堵 死 ， 导 致筛 子 拉拨 不 出的 状 况 。对 于 出现 该状 况的坝段改用 自上而下分段灌浆法， 灌 浆 的段 长适 当加 大 。灌 浆 完成 后 排 水廊 道的坝身部分排水孔已被堵住 ，漏水量 明显 减少 。 4 ． 2 结构缝水下防渗堵漏施工方案 根据 杭 州 国 电大 坝安 全 公 司多 年 大 坝水下防渗材料， 特别是 L W 水溶性聚氨 酯 防 渗堵 漏材 料性 能 研 究 和水 下堵 漏 工 程应用实践经验， 提出缝 口 L W灌浆栓塞 法 防渗堵 漏 方案 。 通过开槽切割工艺， 在所有水下渗漏 结构缝缝口制作 l c m宽 、 1 0 e m深的连续 缝 槽 ， 间隔 1 m插 入绑 扎麻 丝 固定 的 塑料 灌浆 管 ，缝 面用 S X M 水下 密封 剂封 缝埋 灌浆管 ， 然后将灌浆管引到岸上 ， 按由低 到高 、 由左到 右顺序 进行 逐孔灌 浆 。当临 孔出浓浆后扎闭本浆孔 ，换出浆 L 继续 灌 浆 ， 直 至 所有 缝槽 充满 L W 浓 浆 ， 固化 后 形成 能 够遇 水膨 胀 的 弹性 橡胶 状 的 固 结体 ， 胀 紧缝 口发挥 接缝 防渗堵 漏作 用 。 l 0 c I n —— 割缝槽 I l 1 m 图 1 L W 灌 浆栓塞 法施 工示 意图 主要施 工工 序 ： 水下 吸墨渗漏 检查一 渗漏标记一缝槽切割一插灌浆管一s x M 水下 密 封 剂 封 缝 埋管 一 按 顺 序 进 行 L W 灌浆 ( 现 场控 制 调节 固化 时 间 ) 一 切割 灌 浆管一 s x M 水下 密封剂 封闭灌 浆管 。 4 ． 3 水位 以上 ( 高程 2 8 5 ． m以上 ) 结构缝 防渗 堵漏施 工方 案 该 部 位采 用 化学 灌 浆 和粘 贴 S R 防 渗盖片相结合的处理方案。化灌浆液选 用 H W ： L w 为 3： 7混合料， 先在水面以 上 2 0 c m处进行封闭灌 浆形 成一道止漏 塞 ， 再进 行结构 缝灌 浆处理 。施工 时沿结 构 缝 两 侧 钻 直 径 1 4 mm 灌 浆 孔 ，孑 L深 4 0 c m， 孔 距 5 0 e m～1 5 0 c m， 与缝 面 呈 4 5 。 ～ 6 O 。 夹角 。灌浆 压力 0 ． 1 MP a ～O ． 2 MP a ， 灌浆时应 由低处孔开始灌 ，待高处孑 L 渗 出浆料时依次进行捆扎封堵 。如停止吸 浆后 应持 续 灌浆 5 rai n～1 0 mi n ， 然 后结 束 该孔灌 浆 。 S R防渗盖片粘贴前，先将裂缝两侧 2 0 e m 范 围 内 的混 凝 土 表 面 用 钢 丝 刷 打 毛 ，除 去表 面水 泥 浆及 不 平整 部 位铲 平 整， 并用清水洗刷干净。表面干燥后沿结 构 缝 两 侧 均匀 涂 刷 S R底 胶 ，底 胶 晾 干 后 ，采用 S R柔性 材料 在底 胶上 做 S R找 平层 ， 最后 粘贴 S R防 渗盖 片 。粘贴 时 沿 缝 一端 向另一 端依 次 挤 压密 实 ，排 出 空 气 。 盖 片搭接 长度 不小于 1 0 e m， 盖片周 边 涂刷 HK封 边材 料进 行封 边处 理 ， 并利 用 扁钢进 行加 固。为 防止扁 钢锈蚀 ， 扁钢 表 面涂一 层环 氧基 液。 5防渗效果检查 通 过 以上措施对 应不 同情 况 、 不 同坝 段分别进行处理后 ，实测坝体 内渗水总 量约 为 5 0 m3／ h( 含坝体 排水 孑 L 施工 弃水 ) ， 较处 理前 渗水量 3 4 0 m 3 ／ h减小 2 9 0 mS~， 处 理 效果达 到预 期 目标 。 6结 语 渗漏对坝体的危害性比较大 ， 不仅会 使 混凝 土产生 溶蚀破 坏 ， 同时还 会引起 并 加 速其他 病害 的产生 和发 展 ， 直接影 响坝 体运行安全。渗漏危害性的大小决定着修 补处理的必要性。因此， 对于具体工程要 分析查 明渗漏 原 因 ， 分析 评价 渗漏 的危害 性 ， 进 行修 补处 理方 案 的 比较 ， 选用 合适 的修补处理方案进行渗漏的修补处理， 把 危害尽 可能地降低到最 小。陕西水利 参 考文献 [ 1 ]水工建筑物水泥灌浆施工技 术规范 ( DL ／ T 5 1 4 8 — 2 0 0 1 ) [ S ] 【 2 ]水 工 建 筑 物 化 学 灌 浆施 工 规 范 ( DL ／ T 5 4 0 6 — 2 0 1 0) [ S ] [ 3 】 程 雪军， 金文 华， 马江权迎 水面混 凝土 裂缝 处 理施 工技 术—— 以丹 江 口大 坝初 期 工 程 为 例U 】 技 术 与 市 场 ， 2 ( 3 1 1 ， 0 9 ： 1 03 —1 0 5． [ 4 ] 王斌 ， 李焰某 电站碾 压 混凝 土坝 体渗 漏 灌 浆 处 理【_1 ] ．红 水 河 ， 2 0 0 9 ， 0 2 ： 2 1 -2 4 +3 8 ． ( 责任 编辑 ： 黄灵 芝) C —_ C —_ C (