关于高拱坝混凝土深层裂缝化学灌浆施工工艺探讨.pdf

西北 水 电 2 0 1 1 年 第 3期 4 1 文章编号 ： 1 0 0 6 2 6 l 0 ( 2 0 1 1 ) 0 3 O o 4 1 0 7 关 于高 拱 坝 混 凝 土 深 层 裂 缝 化 学 灌 浆 施 工 工 艺 探 讨 赵 毅， 许常玉 ( 青海友邦特种工程有 限责任公 司， 西宁8 1 0 0 0 0 ) 摘要 ： 主要阐述小湾水电站高拱坝混凝土坝体贯穿性深层裂缝产生原因和加 固措施 ； 贯穿性混凝土裂缝处理工艺 的优化和探索过程； 混凝土深层裂缝化学灌浆工艺探讨； 灌浆效果理想。 关键词 ： 高拱坝 ； 混凝土 ； 深层裂缝 ； 化学灌浆 ； 施工工艺 中图分类号 ： T V 5 4 3 2 文献标识码 ： A Di s c u s s i o n o n c o ns t r uc t i o n t e c h no l o g y o f c he mi c a l g r o ut i ng o f d e e p c r a c k s i n c o nc r e t e o f h i g h ar c h d a m ZHAO Yi ，XU Ch a ng -y u ( Q i n g h a i Y o u b a n g S p e c i a l E n g i n e e r i n g L i m i t e d L i a b i l i t y C o m p a n y ， X i n i n g 8 1 0 0 0 0 ，C h i n a ) Abs t r ac t ： Th i s p a p e r ma i nl y d e s c r i be s t he c a u s e o f pe n e t r a t i v e c r a c k s i n c o n c r e t e o f Xi a o wa n h i g h a r c h d a m a n d t h e r e i n f o r c e me n t me a s u r e s，p r e s e n t s t he o p t i mi z a t i o n o f t e c h n o l o g y f o r t r e a t me n t o f t he p e n e t r a t i v e c r a c k s i n c o n c r e t e a n d t h e di s c o v e r y p r o c e s s，a n d d i s c u s s e s t he c h e mi c a l g r o u t i n g t e c h no l o g y f o r d e e p c o n c r e t e c r a c ks ，t he g r o ut i ng r e s u l t i s r e mark a b l e Ke y wo r ds： d a m b o d y； c o nc r e t e；d e e p c r a c k s；c he mi c a l gro ut i n g；c o ns t r uc t i o n t e c hn o l o gy l 丁程概述 小湾水电站工程属一等大 ( I ) 型工程 ， 永久性主 要水工建筑物为一级建筑物。工程以发电为主兼有 防洪 、 灌溉、 养殖及旅游等综合利用效益， 水库具有不 完全多年调节能力， 系澜沧江中下游河段的“ 龙头水 库” 。该工程由混凝土双曲拱坝、 坝后水垫塘及二道 坝、 左岸泄洪洞及右岸地下引水发电系统等组成。水 库库容为 1 4 9 1 4亿 m ， 装机 4 2 0 0 Mw。 小湾水电站坝体结构形式为双曲拱坝 ， 坝体建基 面最低高程为 9 5 0 5 i n ， 坝顶高程 1 2 4 5 in， 最大坝高 2 9 4 5 m， 坝顶 中心线弧长 9 0 1 7 7 1 m。拱坝从右至左 共设 4 3个坝段 ， 其中 1 9 2 6号坝段为泄洪坝段， 布 置有 2个放空底孔、 6个泄洪中孔和5个泄洪表孑 L ， 泄 洪坝段宽 2 22 6 m， 其它坝段宽 2 0 In， 拱 冠梁底宽 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - O l - 0 6 作者简介 ： 赵毅 ( 1 9 8 3 一) ， 男 ， 青海 省湟 中县人 ， 助理工 程师 ， 从 事水工建筑混凝土结构补强及水工混凝土基础处理工作 7 3 3 3 4 In， 拱冠梁顶宽 1 2 1T I ， 厚高 比0 2 5 。 大坝混凝土 自2 0 0 5年 1 2月开始浇筑 ， 至 2 0 0 7 年 1 1月在对坝体中部高程 1 0 4 8 51 0 5 9 2 5 in横 缝灌区压水检查 时， 发现部分坝段横缝之间有互 串 现象 ， 随后经巡视检查 、 横缝灌 区压水 、 检查孑 L 压水 及数字成像等资料分 析表明， 各坝段高程 1 1 0 0 m 以下 ， 分布有多条裂缝 ， 其 中部分裂 缝为贯通性裂 缝。裂缝 主要 分 布在 1 43 1号 坝段高 程 9 8 0 1 1 0 0 in范围， 裂缝 产状在平面上基本为近平行拱 圈方 向分布 ， 沿拱圈厚度方向在中部区域较为集中， 在拱圈方 向有一定 的连通性 ， 高程方 向为近铅直向 且较为连通。 2 裂缝产生 的原 因分析 小湾水 电站大坝 自2 0 0 7年底发现较大规模裂 缝 以来 ， 就 引 起 了各 方 高 度 关 注 。2 0 0 8年 4月 ， 小 湾水电站工程业主单位聘请中国各大设计院有关专 家和院士组成的专家组对大坝裂缝问题进行了专题 4 2 赵毅 ， 许常玉 关于高拱坝混凝土深层裂缝化学灌浆施工Z - - 艺探讨 咨询 ， 形成 了 比较一 致 的意见 ， 认 为产生 裂缝 的主要 原 因有 以下方 面 ： ( 1 )小湾水 电站拱坝坝高 2 9 4 5 m， 底宽 7 3 m， 工程规模 巨大 ， 各方面均无经验可以借鉴 ， 国际上也 无 同类经验可以借鉴 ， 未摆脱传统观念的束缚 ， 认识 上存在缺陷， 是导致大坝混凝土开裂的一个重要 因 素。 ( 2 )工 程质 量与裂缝 的关 系 。历 次质量 检查结 果表 明 ， 从地 基处 理 、 混凝 土原 材 料 、 浇筑 质 量 和混 凝土温控均符合现行规范要求和设计要求 ， 设计质 量符合规范要求 ， 工程质量处 于 良好的受控状 态。 大坝混凝土温控严格认真 ， 裂缝发生于“ 传统” 观念 的不易裂的位置， 因此裂缝 的产生与工程质量无关 系。 ( 3 )大坝地基基础约束区最高温度控制在设计 要求范围内， 脱离约束 区的虽按照 3 03 5控制 ， 但 8 4 左右控制在 2 7以内， 温控整体情况良好。 大坝按照设计要求进行 1 5 2 1 d的一冷 ， 但通水过 程中还存在一定的缺陷， 降温不均匀 ， 并且在二冷开 始前坝体温度平均回升 4左右 ， 以致二冷降温幅 度过大( 按观测到的坝内最高温度计算最大降幅为 1 81 9) ， 是产生裂缝的重要原 因。此外 ， 在二冷 结束接缝灌浆后， 混凝土温度仍在 回升 ， 平均回升约 2 7， 这在 中国工程中不多见 ， 也加大了对上部混 凝土的约束( 相当于上部混凝土温降) 。 ( 4 )已进行封拱灌浆的下部拱坝对上部各坝段 混凝 土产生 的约束 是导致 大坝 混凝土 开裂 的重要 因 素。各坝段横缝灌浆后由于其底宽大 ， 大坝刚度 、 弹 模 和整体性均大于基岩 ， 使上部各坝段在脱离地基 约束后 ， 又受到下部不断增高的已灌缝坝段的约束 ， 其约束远大于各坝段均匀上升的向心的约束 。 ( 5 )对于底宽较大的小湾拱坝 ， 二冷 6 1 1 盖重 明显偏小 ， 加剧了裂缝的产生。 ( 6 )混凝土 自身体积变形表现的特性为 1 5 0 d 龄期前 收缩 ， 之后膨 胀 ， 也 对裂缝 的产生 和发展具 有 一 定 的影 响 。 ( 7 )大坝 上下游 封拱 温度 设分 区 ( 梯 度 ) ， 采 用 分 区冷却 ， 是一个诱导因素。 3 裂缝的分 布和处理原则 ( 1 )裂缝分 布情况 小湾水电站拱坝混凝土裂缝分布在 1 3 3 O号 坝段 ， 共 1 8个坝段 ， 其 中 3 1 号和 3 2号坝段仅发现 零星裂缝点。裂缝最低高程为 9 7 0 m( 2 2号坝段 ) 、 最高高程为 1 1 1 6 I T I ( 1 5号坝段 ) ， 裂缝主要分布在 B区( C 1 8 0 3 5 ) 混凝土范围， 裂缝产状在平面上基本 为近平行拱圈方 向分布， 沿拱圈厚度方 向在中部区 域较为集中 ， 在拱圈方 向有一定的连通性 ， 高程方向 为近铅直向且较为连通 ， 具有规律性。典型坝段裂 缝示 意 图见 图 1 。 ( 2 )裂缝处 理原 则 根据混凝土裂缝 的性状及分布特点 ， 利用坝后 马道 、 栈桥 、 排架和检查廊道打设灌浆孔查找裂缝具 体位置 ， 进行压水、 孔内录像 ， 确定裂缝化学灌浆方 案， 并经设计 、 业主 、 监理和施工单位 四方充分讨论 确定的灌浆参数和工艺 ， 通过灌浆孔将环氧浆材灌 人裂缝中， 使裂缝充分的填充密实、 固结和粘结。 鉴 于裂缝分布范围较大 ， 为避免一次性灌浆时 高差过大 ， 浆液 自重产生 的压力与灌浆压力形成叠 加， 对坝体裂缝造成劈裂 ， 裂缝从低到高分 4层进行 化学灌浆处理 ， 灌区高差控制在 3 0 m以内。如在某 高程范围内， 多个坝段相互串通 ， 视为一个灌区进行 灌 浆 。 ( 3 )根据化学灌浆现场生产性试验 和室内试 验 ， 优选浆材。化学灌浆浆液选择 中国著名的长委 生产 C W 和中科院广化所生产 Y D S的环氧树脂材 料， 在进行生产性试验基础上， 分阶段 、 分高程范 围 逐步实施裂缝化学灌浆 。 ( 4 )通过招标优选 中国有 实践 经验的青 海友 邦 、 深圳霸魁 、 宜昌瑞派尔、 杭州 国电 4家专业队伍 实施裂缝化学灌浆处理施工。 4 大坝深层裂缝 化学灌浆 4 1工艺流 程 布孔一钻孑 L 一单孑 L 分段压水一孔 内物探一射浆 管安装一灌区压水及外漏封堵一模拟灌区压水一用 高压风排水一化学灌浆一灌后质量检查。 4 2布 孔及 钻 孔 根据拱坝混凝土裂缝 的性状及分布特点 ， 分坝 段分别在坝后马道 、 下游坝面及检查廊道内布置灌 浆孔。灌浆孑 L 穿过裂缝 的间排距基本上是 6 m( 高 差) x 4 H 1 ( 间距) ， 视裂缝压水检 查的串通性进行加 密 。 西 北水 电 2 0 1 1年 第 3期 4 3 剖 面 图 图 1 1 51 8号坝段坝段裂缝分布示意 图 4 3单子 L 分段压 水及 孑 L 内物探 ( 1 )单孑 L 压水检查采用正规单点法压水 ， 用水 压式栓塞 自孑 L 底向孑 L 口分段进行压水检查 ， 分段长 度为 5 m， 压水压力为0 5 MP a 。压水过程采用 自动 记录仪全程监控记录 ， 以查清裂缝具体位置。 ( 2 )每个钻孑 L 及单孔压水试验完成后 ， 将孑 L 内 冲洗干净 ， 对完成的钻孔进行数字成像测试 。物探 成 果 内容有 ： 裂缝 位 置 、 裂 缝 可 视 开 度 、 裂 缝 充 填情 况、 孑 L 深 以及冷却水管 回填情况。 4 4射 浆管安装 根据各灌浆孔 的孔深， 孔 口管外管用 0 2 5 mm、 长为 1 2 13 1 的钢管 ， 内套 2 0 mm钢管 ， 用 接箍连接 到孔底作为射浆管 ， 射浆管埋设到孑 L 底 ， 距孑 L 底深度 不大于 1 0 c m。将孔 口外端 的内外管问的缝隙焊接 封 闭 ， I i 2 5 I T I I T I 的外 管 焊 接 支 管 ( 设 丝 扣 和 阀 门 ) 作 为排气管。孑 L 口 1 m段用水 泥砂浆埋设进浆管( 射 浆管) 和排气管 ， 孔 口段 1 m必须用水泥砂浆封堵 密实 ， 防止浆液外漏。 4 5灌 区压 水检 查及 灌 区外漏 的处 理 灌区进行压水检查 ， 具体要求为从低层的进浆 孔压水 ， 压水检查压力为 0 5 M P a ， 待上层的进浆孑 L 返浆后 ， 再从上层 的进浆孔压水 ， 依次逐层实施 ， 直 到顶层灌浆孑 L 返水并关闭阀门， 测出灌区稳定流量 。 通过灌区压水检查 ， 全面了解灌区串通情况 ， 串漏量 大小 ， 查出外漏部位及外漏量等。 对灌区外漏点采用聚合物砂浆嵌缝封堵 ， 埋设 排气管 ， 在灌浆过程 中， 进行排气和排水。对钻孔打 断坝体排水盲沟管 、 坝内冷却水管 ， 灌浆前采用隔离 回填措施 。 4 6模 拟灌 浆 在灌 区封闭压水完成后 ， 通过灌区压水成果 ， 对 灌区裂缝提出针对性的化学灌浆施工方案。按照初 步确定的化学灌浆施工方案 ， 用水进行模拟灌浆 ， 进 一 步确认灌区的封闭性 、 外漏处理 、 孔内或坝体特殊 情况 孔段 的处 理结 果 是 否 满 足设 计 要 求 ， 是 否存 在 新的串漏情况及特殊情况 、 灌 区总漏水量 等。以便 合理计划灌浆材料用量 ， 保证灌浆施工效果。同时 ， 也是为了进一步验证初步灌浆措施 的可行性 。 4 7化 学灌 浆 ( 1 )灌浆原则 4 4 赵毅， 许常王 关于高拱坝混凝土深层裂缝化学灌浆施工工艺探讨 灌浆施工遵循“自低高程 向高高程” ， 在同一高 程同排灌浆孔 中， 先从 流量最大的孔起灌的原 则。 灌浆采用纯压式、 “ 小流量进浆 、 慢速率升压 ” 的方 式灌注。先进行 串通孔灌浆 ， 后进行单孔灌浆。 ( 2 )并灌程序 选取灌 区最底排 串通性好 的灌浆孑 L 为主进浆 孔 ， 采用 1 0 k g m i n左右 的进浆量对主进浆孔进行 充容后 ， 逐级升压灌浆 ， 注入率不能大于 2 k g m i n 。 同排孔返浆后按返浆次序依次并灌 ， 高高程的灌浆 孔返浆后将其暂时关闭阀门， 每 4 h进行一次排气 、 排水操作。最低排灌浆孑 L 采用从小泵逐级升压至设 计压力后稳压灌注直至屏浆结束 ； 若最低排灌浆孔 灌注时间已达 1 5 2 0 h后 ， 开始对上层返浆孔开始 不问断充容 ， 置换新鲜的浆液 ， 以免返浆孔内浆液初 凝 ， 造成灌浆孔堵塞， 影响灌浆质量。依次类推 ， 直 至最顶层灌浆孔灌浆结束 。 ( 3 )灌浆压力及升压方式 灌浆压力 以进浆压力为主要控制指标， 同时观 测回浆管压力 ， 并做好记录。回浆压力达到 0 3 0 5 MP a之间， 使浆液在压力作用下充分扩散 、 挤压 和浸润。裂缝 上缘 的灌 区最 顶排灌 浆 孔， 按 0 3 MP a 压力控制 ， 防止压力过大对裂缝上缘造成劈裂。 灌浆 逐 级 升 压 ， 正 常 情 况 下 ， 控 制 在 0 1 M P a ( 3 0 6 0 m i n ) 内， 但可根据灌浆过程 中注入率 的变化来控制升压速度。当注入量小于 1 k g m i n 时， 开始逐级升压。 ( 4 )结束标准 串通孔灌浆结束标准 ： 在进浆压力0 5 MP a 下 ， 灌浆注人量小于 0 O 1 k g ra i n ， 保持进浆压力屏浆 4 h后 ， 结束灌浆。 单孔灌浆结束标准 ： 在进浆压力 0 8 M P a 下 ， 灌 浆注入量小于 0 O 1 k g mi n ， 保持进浆压力屏浆 2 h 后 ， 结束灌浆。 4 8灌后检查 结果 ( 】 )检查孔 布孔原则 1 )单排串通孔布置在两孑 L 连接中点附近 ， 多排 串通孔布置在矩形孔或菱形中心点附近 ； 2 )串通性较好的部位 ； 3 )灌浆情况不正常 以及分析认为裂缝化学灌 浆质量有 问题的部位 ； 4 )有效检查孑 L 按灌浆孑 L 总孑 L 数 的 1 0 左右控 制， 但每个单元的每批灌区必须有一个有效检查孔 ； 5 )检查孔尽量布置在廊道 内， 布置成角度较大 的下倾孑 L 和浅孑 L 。 ( 2 )检查 孔钻孔 钻孔采用地质 回转钻机造孔 、 双管单动钻具取 芯， 检查孑 L 孔径为 9 1 m m。 ( 3 )检查孔取芯成果 本次化学 灌浆 处理 1 8个坝 段 ( 1 33 0号 坝 段 ) ， 共布置检查孑 L 钻孔 2 1 5个 ， 其 中有 效检查孔 ( 通过孔内数字成像发现检查孔 内存在有裂缝或钻 孔芯样发现有化学灌浆浆液结石的检查孔 ) 1 7 3个 ， 有效检查孔 中发现有化学灌浆浆液充填的裂缝总数 为 1 8 9处 ， 充填饱满 的裂缝数为 1 7 5处 ， 充填率为 9 2 5 9 ， 其 中， 粘结良好的裂缝数为 1 5 0处 ， 占有化 学灌浆浆液充填裂缝总数 的 7 9 3 7 ( 大于设计要 求的 5 0) 。从有效检查孔芯样结石所处的高程 部位反映出， 本次大坝裂缝 内均被化学灌浆浆液充 填密实且粘结 良好 ， 处理效果满足设计要求 ( 见 图 2) 。 ( 4 )灌浆效果分析 从施工过程控制来看 ， 灌浆孔钻孔 、 单孑 L 压水 、 射浆灌制安、 灌区压水及外漏点封堵 、 灌浆过程控制 等各项施工工序均满足设计要求 ； 从几个关联工序 成果来看 ， 孔 内数字成像成果和单孔压水成果相吻 合 ； 灌区压水检查成果与灌浆过程相吻合； 从灌浆成 果资料分析 ， 实际缝面注入量大于理论裂缝容积； 检 查 孔 取 芯 粘 结 率 为 7 9 3 7 ， 充 填 率 良 好 率 9 2 5 9 ， 均满足设计要求 。说明小湾水 电站大坝裂 缝化学灌浆处理取得了圆满的成功。 5 裂缝化学灌浆施工工艺探讨 5 1 化学灌浆工艺优化过程 本次大坝坝体深层裂缝处理 ， 分 4个阶段进行 施工， 第 1 阶段是生产性试验阶段 ； 第 2阶段是高程 1 0 6 1 m 以下裂缝处理 ； 第 3阶段是 高程 l 0 6 1 l 0 8 4 m裂缝处理； 第 4阶段是高程l 0 8 4 m以上裂 缝处理。每个阶段灌浆结束， 不断进行总结灌浆经 验 ， 不断对灌浆工艺 ( 灌 浆材料凝结 时间， 并灌程 序、 灌浆压力及升压 方式 、 灌浆结束 标准 ) 进行优 化。最终摸索出了适合大坝混凝土深层裂缝化学灌 浆施工工艺。 ( 1 )灌浆材料凝结时间的优化 裂缝化学灌浆 中， 灌浆材料凝结时间对浆液在 西北 水 电 2 0 1 1 年 第 3期 4 5 裂缝中扩散范围以及灌浆屏浆时问等影响很大。凝 结时间过短， 浆液不能在裂缝 中充分扩散 ， 影响灌浆 质量 ； 凝结时间过长 ， 浆液在裂缝 中( 一般情况下裂 缝 中温度较 低 ) 长 时 间不 能 固 化 ， 上 部 裂缝 进 行 灌 浆时 ， 对裂缝 会造 成新 的劈 裂 。 本次裂缝化学灌浆凝结 时问 4个 阶段不 断优 照片 (1 ) 照片 ( 3) 化， 根据现场实际灌浆情况需要 ， 凝结时问最终要求 不 小 于 1 8 h 。凝 结 时 问 第 1阶 段 要 求 不 小 于 3 0 rai n ， 第 2阶段要求不小于 5 h ， 后两个阶段要求不小 于 1 8 h 。 ( 2 )并灌程序 的优化 并灌程序指灌浆过程中， 对起灌孔流量控制 、 同 照片 ( 2) 图 2 化 学 灌 浆 后 的 取 芯 检 查 情 况 图 排返浆孔并灌时间控制 、 灌浆孔灌浆顺序 以及高高 程返浆孑 L 处理等。从灌浆实际情况得 出， 合理 的并 灌程序是裂缝化学灌浆成败的关键性因素。 本次裂缝处理 中， 并灌程序优化取得灌浆效果 最为显著 ， 优化过程如下 ： 第 1阶段。从灌区底层串通的同排灌浆孔同时 进行灌浆 ， 待排气管出纯浆后 ， 关 闭排气孑 L 阀门， 丌 始逐渐 加 压灌浆 ； 待上 层灌 浆孑 L 出纯 浆液 后 ， 根据 浆次序连接灌浆泵进行加压灌浆 ； 并保持下层孑 L 继 续进浆 ； 直至灌区顶层灌浆孔出纯浆后关闭阀门， 持 续 5 rai n结 束灌 浆 。 第 2阶段 。选 取灌 区底 部 串通性 好 的灌浆 孔 开 始进浆 ， 待同排孔返浆后 ， 按照返浆顺 序依 次并灌 ， 照片 ( 4) 上层灌浆孑 L 返浆后 ， 用返浆孑 L 回浆压 力不大于 0 0 5 M P a 控制下层灌浆孔进浆压力和 丰入量。依次从低 高程灌浆孔逐层 向上推进 ， 直至顶层灌浆孔达到灌 浆结束条件结束灌浆 。 后两个阶段。选取灌区最底排串通性好的灌浆 孔 为主进浆 孔 ， 采 用 1 0 k g ra i n左 右 的进 浆 量 对 主 进浆孑 L 进行充容后 ， 逐级升压灌浆 ， 注入率尽可能小 于 2 k g rai n 。同排孔返浆后按返浆次序依次并灌， 高高程的灌浆孔返浆后将其暂时关 闭阀门， 每 4 h 进行一次排气 、 排水操作。最低排采用从小泵逐级 升压至设计压力后稳压灌注直至该排屏浆结束； 若 最低 排 灌浆孑 L 灌 注时 间 已达 1 52 0 h后 ， 开 始上 层 灌浆孑 L 充容。依次类推 ， 直至最顶层灌浆孔灌浆结 4 6 赵毅， 许常玉 关于高拱坝混凝土深层裂缝化学灌浆施工工艺探讨 束 。 ( 3 )灌浆压力及升压方式的优化 灌浆压力按进浆压力为主要控制指标。回浆管 在灌浆过程中， 浆液始终处于静止状态容易固化被 堵死 ， 回浆压力不能真实反映灌浆压力。灌浆压力 升压不宜过快 ， 避免出现高高程灌浆孑 L 返浆 ， 中间裂 缝部位形成“ 空洞” 影响灌浆质量。 本次裂缝处理 中， 4个 阶段灌浆压力均为 0 5 MP a ， 前两阶段是以回浆压力为主控指标 ； 后两阶段 进浆压力为主要控制指标 ， 回浆管压力作为参考 ， 并 要求 回浆压力达到 0 3 0 5 MP a之间。4个阶段 的升压方式主要控制分级控制升压速度， 分级升压 速度 ： 第 1阶段为 0 0 5 MP a 5 ra i n ， 第 2阶段为 0 1 M P a 5 mi n ， 同时以上层压力不大于 0 0 5 M P a控制 下层进 浆 压 力 和 注 入 量， 第 3阶 段 控 制 在 0 1 MP a ( 3 0 6 0 ra i n ) 内， 但可根据灌浆过程中注入率 的变化来控制升压速度。第 4阶段要求在第 3阶段 基础上， 当注入量小于 1 k g mi n时， 开始升压。 ( 4 )灌浆结束标准的优化 4个阶段 的灌浆结束标 准根据现场实际情况， 在设计压力下 ， 逐 阶段延长了屏浆时间 ， 使浆液在灌 浆压力下 ， 在裂缝 内充分扩散 、 挤压和浸润 ， 最终使 裂缝缝面全部被化学材料充填密实。第 l阶段要求 当灌区最后一个灌浆孔返纯浆后 ， 达到设计压力 ， 裂 缝缝面不吸浆再屏浆 3 0 ra i n可以结束灌浆 ； 若裂缝 缝面持续吸浆 ， 则保持设计压力稳压 3 h可以结束 灌浆。第 2阶段要求 回浆压力 0 5 M P a ， 注入率小 于 0 O 1 k g m i n ， 屏浆 1 2 0 ra i n结束灌浆。第 3 ， 4阶 段要求在进浆压力 0 5 M P a下， 灌浆 注入量小 于 0 O l k g m i n ， 保持进浆压力屏浆 4 h后 ， 结束灌浆。 ( 5 ) 上述各项灌浆参数优化过程 中4个阶段检 查孑 L 取 芯情况 1 )第 1阶段灌浆质量检查孔取芯情况 本 阶段共 布置 了有 效 检查 孔 1 0 4个 ， 从 取 出芯 样实物分析 ， 发现有化 灌浆液充 填 的裂缝 总数 为 1 1 5处 ， 充 填 良好 的 有 1 0 2处 ， 充 填 良好 率 为 8 8 7 0 ， 其中， 芯样粘结 良好 的裂缝有 8 2处 ， 粘结 良好 率 7 1 3 。 2 )第 2阶段灌浆质量检查孔取芯情况 本阶段共布置了有效检查孑 L 3 6个 ， 从取出芯样 实物分析 ， 发 现有化 灌浆液充填的裂缝总数为 4 l 处 ， 充填 良好的有 4 0处 ， 充填 良好率为 9 7 5 6 ， 其 中， 芯样 粘 结 良好 的裂 缝有 3 7处 ， 粘 结 良好率 9 0 2 4 。 3 )第 3 ， 4阶段灌浆质量检查孔取芯情况 本 阶段共布置 了有效检查孔 3 3个 ， 从取出芯样 实物分析 ， 发现有化学灌浆浆液充填的裂缝总数为 3 3处 ， 充填 良好的有 3 3处 ， 充填 良好率为 1 0 0 ， 其 中， 芯 样粘 结 良好 的裂 缝 有 3 l处 ， 粘 结 良好 率 9 3 9 4 。 5 2 深层裂缝 化学 灌浆处 理工 艺几点建 议 ( 1 )此次裂缝处理耗浆量较大 ， 共消耗化学浆 液约有 6 0 0 t ， 其中灌浆T L T L 内占浆占总耗量的 4 0 左右 ， 由此看出减少孔 内占浆可以节约相 当大的工 程成本。今后类似工程处理可以考虑灌浆孔非裂缝 段引管用水泥砂浆 回填 、 达到灌浆结束标准后用水 泥浆( 0 4 5： 1 ) 置换 出孔内浆液以及减小灌浆孔孔 径等方法减少孔 内占浆。 ( 2 )灌区隐蔽外漏点查找及处理， 裂缝 串通性 较好 、 范围较广 ， 外漏点查找非常困难 ， 高锰酸钾易 氧化和稀释查找效果不明显 ， 可用水溶性 的有色涂 料查找。灌浆前 ， 灌 区压水检查和模拟灌浆最终稳 定流量 比较大， 表明灌 区裂缝未封闭存在外漏。此 情况只能先灌注一定量可操作时间 比较短 的浆液 ( 改变浆液配比来缩短可操作 时间) ， 然后采用 “ 小 流量、 低压力” 灌注可操作时间长的浆液 ， 推动可操 作时间短的浆液 ， 直至缝面不吃浆时再逐级升压。 ( 3 )在串通性 比较好 的灌区 ， 低高程灌浆孑 L 长 时间达不到结束标准， 上层灌浆孔返浆后， 为了避免 返浆孔孑 L 内浆液长时间处于静止状态 ， 所 以在浆液 凝结时间内 ， 要不间断对返浆孔进行充容 ( 进 、 回浆 管交替充容) ， 确保返浆孔孔 内浆液新鲜 ， 保持液态 状。这样可以使孑 L 内“ 老浆液 ” 压人裂缝 内， 但没有 持续压力使它在裂缝内扩散、 挤密， 此处理方法裂缝 中容易造 成脱 空 。 ( 4 )由于横缝灌浆使裂缝缝 面污染， 虽进行多 次的缝面清洗 ， 但不可能清洗彻底 ， 影响化学灌浆材 料对裂缝粘结力 。 ( 5 )灌浆过程 中浆液外漏点处理， 发现外漏点 后 ， 降低灌浆压力或暂停灌浆 ， 对渗漏点进行凿槽 ， 用丙酮将外漏在界面上浆液清洗干净， 再用清水冲 洗后 ， 用快堵王埋管封堵 。外漏浆液先 通过预埋管 引流 ， 待封堵材料达到一定强度后 ， 绑扎预埋管。对 于外漏裂缝采用灌注聚氨酯或裂缝表面加热， 加快 西北 水 电 2 0 1 1年 第 3期 4 7 高浆液固化时间进行封堵 。 ( 6 )裂缝贯穿坝体排水系统和钻孔打断坝体冷 水系统处理 ， 钻孔过程 中打断坝体冷水 系统和坝体 排水盲沟管采用 隔离 ( 双头栓塞隔离) 或水 泥砂浆 回填处理 ； 对裂缝贯穿坝体排水系统的部位 ， 灌浆前 对该部位排水系统进行水泥灌浆处 理， 灌浆后打排 水孔恢复排水系统。 ( 7 )本次所处理 的坝体混凝土裂缝 ， 高程方向 高差过大 ， 采用 了分高程 、 分阶段方 法进行灌浆处 理。灌浆从低到高逐层 向上 ， 每一层灌区用顶部灌 浆孔压力 0 3 MP a ， 升压速率 0 0 l MP a 6 0 m i n ， 用 这种低压力慢升压的方法控制液面上升高度。为了 避免上下两层灌区衔接部位裂缝 出现灌浆盲 区， 上 层灌区灌浆时， 在下层灌 区顶部灌浆孔高程部位布 置加密孔 ， 作为上层灌 区的起始灌浆孔起灌 。 6结语 小湾水电站高拱坝坝体混凝土深层裂缝采用化 学灌浆处理后 ， 通过灌后质量检查 ， 从浆液性能 、 注 浆工艺和注入量综 合分析判断 ， 裂缝 已充填饱满并 具有必要 的粘结强度 ， 检查孔取芯情况表明 ， 裂缝充 填率 、 粘结 良好率均达到设计要求 ， 压水试验透水率 全部为 0 ， 小湾水电站 的坝体混凝土深层裂缝通过 精细高质量的化学灌浆施工后 ， 大坝的安全运行不 会 因产生 的 深层裂 缝受 到任何 影 响 。通 过小 湾水 电 站大坝深层裂缝化学灌浆施工工艺的不断总结和完 善 ， 以及坝体裂缝化学灌浆处理高质量施工 ， 为后续 类似工程的坝体裂缝预防 ， 尤其受传统技术观念的 束缚和认识的局限、 缺乏特高厚拱坝的工程实践提 供了借鉴 。小湾水电站高拱坝坝体混凝土裂缝化学 灌浆的成功实施 ， 为今后水 电行业 高拱坝水工建筑 物的研究 、 建设提供 了可靠的理论依据和实践经验。 参考文献 ： 1 韩练练 高强化学灌浆 在工程祢 强加 固中的研究及应用 J 西北水 电， 2 0 0 9 ， ( 3 ) ： 4 3 4 6 2 屈高见 ， 王健 ， 马东辉 龙 口水 电站大坝横 缝渗漏 处理工 程的 施工工艺 J 中国建筑 防水 ， 2 O l O， ( 1 3 ) ： 1 8 2 1 3 魏涛 ， 张健 三峡永久船闸右侧 中间山体段混凝土 防渗墙 的化 学灌浆 J 中国建筑 防水 ， 2 O l O， ( 1 6 ) ： 3 1 3 3 4 卢圣敏 ， 肖俊 ， 李辉 小 湾水 电站 拱坝混凝 土裂缝 化学灌 浆施 工质量控制 J 葛洲 坝集 团科技 ， 2 0 0 9， ( 4 ) ： 5 1 5 4 呋呋 呋呋呋 呋央呋呋 呋呋 央呋 六 呋 呋 呋央呋 呋呋 呋央呋 六六呋 呋呋呋 呋六 六呋六 六呋央 ( 上接第 2 5页) 根据圆曲线半径 及 曲线上任意一点 i 距 z 或 的弧长 z ， 便可算得 i 点的直角坐标 。当然 ， 也 可以 和 f ， 为引数 ， 直接查“ 曲线表” 而得 。 该法测设圆曲线 ， 曲线上各点都是独立测设 ， 其 测角和量距的误差都不累积 ， 在支距 不太长 的情况 下 ， 具有精度较高操作简便 的优点 ； 其缺点是不能 自 行闭合 、 自行校核。 4结论 通过 以上的讨论可以看 出， 在全站仪 E t 益普及 的今天， 运用坐标法测设 、 放样 圆曲线细部 ， 不论是 勘测还是施工 ， 相对传统的偏 角法和切线支距 法而 言 ， 具有操作简单、 方便快捷的优点 。它能随时调整 棱镜 中心直至设计圆曲线位置 ， 使开挖 中心线时刻 处于 曲线上 ， 且 没有误 差 的累积 ， 是 一种 很实 用 的方 法 ， 值得推 广 。 参考 文献 ： 1 李青岳 工程测量学 M 北京 ： 测绘 出版社 ， 1 9 8 4 2 吕宝雄变形极 坐标法在水库 控制测量 中的应用 J 西 北水 电， 2 0 1 0， ( 3 ) ： 2 2 - 2 3， 2 8 3 贾云生 ， 盛 红亚 ， 赵 京黔 对边 测量 在 圆曲线 测量 中 的应用 J 中国科技博览 ， 2 0 1 0 ， ( 7) ： 3 2 3 - 3 2 4 4 李金生 ， 刘翠芝 ， 刘岩曲线 放样数据计算 的几种 方法 J 辽 宁省交通高等专科学校学报 ， 2 0 0 7 ， ( 3 )： 2 8 2 9 5 李军 安 ， 严亚 敏线 形输 水 工程 施工 测 量控 制 系统 的 建立 J 西北水 电， 2 0 1 0 ， ( 5 ) ： 1 1 1 3， 2 0 6 王洪生 ， 刘颖 三角测量在施工放样中的应 用 J 黑龙江水利 科技 ， 2 0 1 0， ( 5 ) ： 2 0 6 7 徐亚军 高速铁路施工放样测量 的方法与研 究 J 山西建筑 ， 2 0 1 0 ， ( 1 3 ) ： 3 4 5 3 4 6 8 李从德 公路桥隧施工测量放样应用技术 J 中国科技博览 ， 2 0 0 9， ( 3 5 ) ： 3 0 0 - 3 0 3 9 杨秀英 ， 饶兴贵 水电工程测量坐标 系统 的确定 J 四川水力 发 电， 2 0 0 9， ( 2 ) ： 7 8 7 9