水库混凝土大坝坝基的裂缝处理.pdf

水工建筑 水库混凝土大坝坝基的裂缝处理 贾国东 ( 新疆吉音水利枢纽工程建设管理局 新疆 于田8 4 8 4 0 0 ) 摘 要 综述了某大坝基岩裂缝情况， 介绍 了裂缝处理措施和施工方法， 对裂缝的处理均采用高压无气 灌浆技术， 并对处理的结果进行了分析 ， 通过化学灌浆的施工方法及措施均可达到预定要求。 大坝混凝土化学灌浆处理措施L- T - 良好， 施工质量满足设计要求， 工程质量处于受控状态。 关键词 混凝土大坝裂缝； 化学灌浆； 化灌浆液 中图分类号： T V 2 2 3 文献标识码： B 1工 程概 况 某水利枢纽工程是引额供水工程的水源工程之一， 是一项 以供水为主的大型水利枢纽工程， 也是额河干流上具有不完全 多年调节功能的控制性工程。由碾压混凝土重力坝、 溢流表孔、 放水底孔、 泄洪中孔、 发电引水系统、 电站厂房和副坝组成。碾 压混凝土重力坝坝高程为 7 4 5 5 0 m， 坝顶宽 1 0 m， 设高 1 2 m的 安全护拦。坝顶总长 1 5 7 0 0 0 m。坝基最低高程为 6 2 4 0 m， 最大 坝高 1 2 1 5 0 m。 全坝共分为 8 3 个坝段 ， 均采用永久横缝， 主河床 及两岸岸坡坝段横缝间距 1 5 m，两岸阶地坝段横缝间距 2 0 m。 其水库总容 2 4 1 9亿 m 3 ， 调节库容 1 9 1 8亿 m ， 工程等别为 I 等工程， 工程规模为大( 一) 型 ， 大坝为 1 级建筑物。 2裂缝情况 该大坝于 2 0 0 6年开始截流， 2 0 0 7年 3月主体工程正式开 始动工， 该工程共共分为 2个标段， 分别由两个施工单位共同 施工； 2 0 0 9 年 9 月完成主体工程的施工，开始蓄水。2 0 0 9 年 5 月发现 2 9 # 、 3 0 #坝基混凝土因温控措施不到位等各种原因出 现裂缝 ， 初步分析， 因大体积碾压混凝土温控措施欠缺 ， 水化热 过高造成的。根据裂缝的形状及走向， 将裂缝分为一号横缝、 二 号横缝 ，一号纵缝 、二号纵缝、三号纵缝且裂缝宽度均大于 0 5ram 3裂缝处理措施 采用综合处理法， 既先用人工凿槽环氧砂浆处理 ， 后用化 学灌浆处理。 裂缝化学灌浆材料均采用化灌 HK G 一 2低粘度环 氧树脂灌浆材料。 4施工方法 本 工程对混 凝土廊 道裂缝 的处理均采 用高 压无气 灌浆技 术 ， 采用将化学浆液灌注到混凝土内部产生的缝隙中， 利用灌 浆机产生的持续高压， 将缝隙中的残渣、 水和空气完全挤走 ， 将 缝隙全部填满， 以提高混凝土的防渗效果。此种施工工艺不需 要开槽 、 封缝， 并且不小于 3 mm的缝及所灌注裂缝的侧面只需 要进行简单的封缝处理， 防止浆液溢出过多造成不必要的成本 浪费。当进浆口注浆时， 灌注浆液由裂缝深处到侧缝面溢出， 压 力也会降到零点。 具体施工工艺如下： 清理缝面一埋管一封闭缝面一压风试 漏修补漏点一配浆 ( 一般情况下 A： B = 5：1 重量比) 一灌 浆一清洗灌浆泵及用具4 8 h 后凿除灌浆管，用高强砂浆装饰 平整 。 4 1 灌注孔布孔、 造孔 在混凝土裂缝上布孔前，应先钻先导孔进行压水试验 ， 以 确定所处理混凝土裂缝的深度、 宽度、 长度和是否存在贯穿性 ， 以及缝隙吃浆量和灌浆压力等技术参数， 并根据具体实际情况 确定符合本工程的施工工艺。 如混凝土裂缝平均深度 1 m则可直接用电钻钻孔，孔位 布设沿混凝土裂缝两侧斜向4 5 。交叉布置 ， 均在混凝土裂缝两 侧 1 0 c m1 5 c m处钻孔 ，孔位的间距根据混凝土裂缝的贯通情 况而定 ， 孔位间距以5 0 e m一1 0 0 e m布置为宜； 钻孔孔深( 一般指 垂直距离 )大于混凝土裂缝深度 的 1 ， 3为宜 ；布孔直径为 中1 4 ra m。如混凝土裂缝灌注孔的平均深度 l m， 则需用风钻造 孔， 钻孔孔深( 垂直距离 ) 宜在混凝土裂缝深度的 1 22 3处 ； 布孔孔距可布置为 l m； 钻孔孔直径为4 0 m m。 以上布置的所有孔 ， 均应边造孔、 边压水， 以了解所布设的 灌浆孔与混凝土裂缝之间的的贯通情况及裂缝之间的串通情 况， 再根据实际的缝隙情况进行相应处理以达到混凝土的防渗 效果 。 4 2 灌注孔洗孔 混凝土裂缝钻孔完成后 ， 方法一： 可采用清水将钻孔中的 粉尘和碎渣冲洗干净以疏通钻孔和混凝土裂缝之间形成的通 道； 方法二 ： 可采用空压机对所凿好的灌注孔进行清孔。 4 3 埋灌浆嘴 在混凝土裂缝处骑缝粘贴灌浆嘴， 在裂缝缝张开度较大的 部位 贴灌浆 嘴 ， 间距 为 5 0 e m1 0 0 e m， 根据裂 缝大 小及贯 通情 况而异 ， 使用环氧砂浆或其他高强度粘结材料进行粘贴。采用 此种贴嘴的好处是能有效的保持缝内的原始状态， 且灌浆过程 中浆液畅通性好 ， 裂缝的处理质量好 ， 还能节省灌浆材料， 节约 成本。 4 4灌注孔压环氧树脂灌浆材料 环氧树脂种类很多， 由于用途不同， 牌号也不同， 常温下形 9 一 陕西水利 2 1 5 1 1 5年科技专刊 表 1 大坝裂缝处理施 工数据表 裂缝总长 钻孔个数 钻孔总孔深 ( m ) 压入水量 丙酮用量 灌浆量 缝号 ( m ) 风钻钻孔 电钻钻孔 风钻钻孔 电钻钻孔 ( k g ) ( k g ) 总灌入量( k 平均灌入量( k 曲 一 号横缝 1 8 6 2 5 1 5 1 2 3 O 6 2 2 5 5 2 3 5 2 l 4 6 7 5 6 二号横缝 3 5 4 0 6 7 0 1 9 1 2 1 2 2 8 8 7 2 一 号纵缝 1 0 2 2 2 2 5 2 1 5 1 2 5 8 1 5 3 6 1 8 0 7 l 1 6 2 6 二号纵缝 5 3 5 3 2 8 2 5 1 7 7 8 5 6 8 5 6 4 1 4 6 1 1 1 7 三号纵缝 1 5 1 8 O 3 1 1 1 0 1 0 6 9 1 1 5 6 3 1 3 5 合计 5 2 4 1 2 9 1 8 0 4 5 6 1 9 5 6 1 6 2 4 4 1 5 7 态也不完全相同， 有的是固体， 有的是很粘稠的液体。 H K G系 列就是属于这一类灌 浆材料 。 ( 1 ) 组成 ： A、 B两组份 ； ( 2 ) 特点 ： 粘度小 ， 可灌性好 ， 2 5 时 ， 1 1 = 5 c p1 5 c p ， 可以设 0 2 m m 左右的裂缝； 粘结强度高， 与混凝土的粘结强度一般都大于混凝土本 身 的抗拉强度 ； 浆液具有亲水性 ， 对潮湿基面的亲和力好： 凝固时问可以用固化剂 B来调节， 可以在几十分钟到几 十小时之内调节 ； 操作方便 ， 只要将 A、 B两组份混合均匀后， 即可灌浆。 4 5 封缝 针对混凝土表面大于 3 m m的缝及所灌注裂缝的侧面均需用 环氧砂浆或其他高强度粘结材料进行混凝土裂缝的封缝处理。 4 6 灌浆 通过混凝土裂缝的试验检查，如果合格后即可配制浆液 ， 按如下工序进行灌浆 ： ( 1 ) 设备： 对裂缝的处理， 一般情况下进浆量是较少的， 可 使用手揿泵或压浆桶。手揿泵重轻， 移动方便， 价格便宜。泵上 的压力表量程不要太大， 用大盘面小量程( O MP a 1 5 MP a ) 的压 力表进行压力控 制。 ( 2 ) 浆桶、 管路要干燥， 不能有水。 ( 3 ) 灌浆 ： 自下而上进行。在灌浆过程中要注意： 当有孔出 浓浆时， 就扎紧孔 口出浆管， 继续灌注 ， 在规定的压力下灌浆 l O m i n2 0 m i n ， 直到灌浆结束， 对没有出浆的孔要进行补灌。 4 7混凝土封孔修整 将配制好环氧砂浆或其他高强度粘结材料嵌填至灌注孔 内， 封添密实 ， 抹压后约 4 h终凝， 随后使用喷雾器进行缝面喷 雾养护 ， 确保砂浆面层始终保持潮湿状态， 养护时间为 7天。养 护完成后 ， 进行表面清理干净并恢复原状。 4 8 效果检测 ( 1 ) 压水孔布置 第一个压水孔布置于一号横缝的二号孔和三号孔中间且 距裂缝 5 0 c m的位置， 以6 0 。为钻孔角度与裂缝斜交 ， 第二个压 水孔布置于一号横缝的四号孔和五号孔中间且距裂缝 5 0 e m的 1 0 位置， 以 6 0 。为钻孔角度与裂缝斜交， 第三个压水孔布置于桩 号为纵 0 0 0 4 9 5 、 坝 0 + 5 4 7 8 ， 以9 O 。为钻孔角度与裂缝垂直相 交，第四个压水孔布置于桩号为纵 0 - 0 0 3 4 5 、坝 0 + 5 4 6 8 ， 以 9 0 。为钻孔 角度 与裂缝垂直相交。 四个压水检查孔在压力 0 4 MP a 并持续 2 0 m i n恒压下 ， 均 无渗水现象。 ( 2 ) 取芯位置布置及取芯结果 第一个取芯位置选在一号横 缝的上游一侧 ， 高程为 6 2 7 m， 孔位中心骑在裂缝上并垂直， 第二个取芯位置选在一号横缝的 三号孔和四号孔中间， 高程为 6 2 9 m， 孔位再距裂缝 3 5 c m的位 置， 布孔角度为 7 5 。 ， 第三个取芯位置选在一号纵缝的4号孔 和 5号孔之间， 高程为 6 2 7 4 m， 第四个取芯位置选在二号纵缝 的 1 0号孔和 1 1 号孔之间， 高程为 6 2 8 4 m。 一 号芯样长为 3 0 c r n ， 裂缝大致平行于芯样 ， 芯样裂缝被浆 液充分填满。 二号芯样共分三段取出， 总长为 8 0 e m， 芯样第三段 与裂缝相交， 芯样裂缝完全被浆液充满。 三号芯样长为 3 0 c m， 裂 缝最深处在芯样 l O e m处，芯样裂缝充分被浆液填满，裂缝很 细。四号芯样长为 3 0 e m，裂缝最深处在芯样 6 c m处 ，芯样 l e m 3 e m处表层裂缝不完全被浆液填满 ， 3 e m 6 e m处裂缝被浆 液充满 。 经检测采用此种方法处理后的混凝土裂缝达到预期的防 渗防漏的效果， 很好地保证了水库安全蓄水的需要。 5结 论 经过化学灌浆的处理后 ， 水库的各项基本设施 已经施工完 毕 ， 水库经过相关部 门的蓄水安全验收后 ， 已经蓄水发 电 ， 经检 测其各项安全检测项 目均符合设计技术要求， 说明在处理大体 积混凝土的建筑物因水化热过大造成的裂缝时， 通过化学灌浆 的施工方法及措施可达到预定要求。大坝混凝土化学灌浆处理 措施施工良好 ， 施工质量满足设计要求 ， 工程质量处于受控状 态 。