水电站泄洪洞混凝土裂缝处理及防治措施.pdf

内 蒙 古 水 利 2 0 1 4年第 1期( 总第 1 4 9期 ) 【 设计与施工 】 水电站泄 洪洞混凝 土裂缝处理 及 防治措施 王 志 强 ( 内蒙古农业大学， 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 2 0 ) [ 摘要] 文章通过对比试验， 调整了其施工方法及原材料， 采取 C 9 0 3 5聚羧酸地热混凝土， 对洞身 混凝土仓位最大浇注长度加以控制 ， 再加强相应的振捣 ， 采取一定的防风及保温等措施 ， 有效地改善 泄 洪洞的 裂缝数 量及 尺 寸。 [ 关键词] 水电站 ； 混凝土裂缝 ； 泄洪洞 中图分类号 ： T V 4 3 1 文章标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9— 0 0 8 8 ( 2 0 1 4 ) 0 1— 0 0 6 0— 0 2 1 工程概况 以贵州省蒙江流域双河 口水电站泄洪洞龙抬头段 及泸定水 电站泄洪洞裂缝处理及防治为例。 1 ． 1 蒙江流域双河 口水电站泄洪洞工程概况 贵州省蒙江流域双河 口水电站泄洪洞采取的是城 门洞形 ， 整个隧洞全长 5 2 8 m， 进 出口底板高程分别为 5 3 6 ． 6 5 、 4 9 4 ． 2 m， 其 中， 双河 口水 电站第一次 蓄水 以 后 ， 经过现场检查发现 ， 在库 区水位比度汛洞堵头拱顶 部位高程 以上时 ， 龙抬头斜井底板的施工缝 以及混凝 土冷缝产生了渗水的现象 ， 并且其渗水量伴 随库 区水 位的上升而持续增加。与此同时 ， 在龙抬 头斜井段的 侧墙混凝土冷缝及施工缝同样产生渗水的现象。经过 有关人员勘测并研究发现 ， 造成这些部位渗水 主要原 因， 是由于这些隧洞岩层的地质条件 比较差、 施工缝 的 处理不够理想、 混凝土浇筑过程 中产生冷缝以及度汛 洞堵头固结灌浆不佳等。为此 ， 有关人员提出对渗水 部位进行化学灌浆 的方法来有效 抑制渗水及处理裂 缝 。 1 ． 2 蒙江流域双河 口水电站泄洪洞裂缝处理情况 泸定水 电站 的泄 洪洞受 冲刷部位 全部采用 的是 H F C 4 0混凝土浇筑 ， 而水 电站筑坝产生 的裂缝大多数 分布于此 。据统计 ， 其裂缝主要集 中在水坝 0+1 8 0～ 0+6 0 0段 内， 裂缝产生 的主要位置为与底板距离 1～ 7 m的边墙 ， 宽度大多数都在 0 ． 1 m m左右， 特 别是每仓 的中间部位分布最 多。其中， 发生裂缝 的角度与水平 夹角保持大于或等于 4 5 。 ， 形状为龟裂而不规则 ， 而产 生渗水的裂缝通常具有很小 的渗水量 ， 而多数裂缝只 是出现缝面湿润以及混凝 土表面 出现水印的现象 ， 却 有很少部分发生 比较明显的渗水痕迹 ， 几乎见不到有 轻微流淌水流 的痕迹。通过对裂缝发展的时间进行观 察得知 ， 在对前期浇筑混凝土建筑 完后 2 4 h进 行拆 模 ， 裂缝便会随之 出现， 然后这些裂缝在拆模后的 7 d 左右便会逐渐达到高峰期 ， 直至拆模后的 l 5～ 2 0 d才 会慢慢停止发展 。 2 水 电站泄洪洞混凝土裂缝处理及有效 防治 2 ． 1 双河 口水电站泄洪洞的化学灌浆法 2 ． 1 ． 1 材料 简介 、 特性及配置 化学浆液 的材料为 P C I —C W 高渗透改性环氧树 酯。该材料具有较高的粘结力 ， 并且在常温下可以固 化 ， 在 固化之后的收缩较小 ， 同时具有机械强度高和稳 定的耐热性等特点 ， 因而具有 良好 的止水及堵漏效果 。 这种补强灌浆材料 ， 在水利工程建筑修补及加 固中的 应用 比较广泛 。此外 ， 该材料还具有工艺简单 、 环保性 能优 良， 不会给环境造成污染等优点。 2 ． 1 ． 2 施工步骤 首先 ， 查缝 和钻孔。对泄洪洞中已经发现 的裂缝 采取高压水及逆行那个混凝土基 面的清洗工作 ， 并检 查造成裂缝的原因以及裂缝 的走 向。并采取骑缝孔与 斜孔相结合的办法来进行钻孔 。在完成斜孔钻孔后 ， 需要利用高压风及高压水枪检查其孔缝 ， 以及完成对 裂缝尺寸的数据采集等。 其次 ， 布孔、 封孔和封缝。再次利用高压风对即将 水电站泄洪洞混凝土裂缝处理及防治措施王志强 6 1 进行施工的灌浆孔进行 清孔工作 ， 将沉积在孑 L 底以及 附着在孔壁上的沉积物 给清除 出来 ， 接着便安装灌浆 孔 口阻塞器 ， 并在管孔处标明灌浆孔与排气孔的标识 。 在布置好灌浆孔后 ， 利用 P S I 一1 3 0快速堵漏 剂来 封 孑 L ， 并且用环氧胶 泥对孑 L 口作进一步强化密封。封闭 孑 L 口之后 ， 需要 沿着混凝 土裂缝走 向凿 除一条 2 e m 宽 、 2 c m深的槽 ， 对凿槽及逆行那个压力水清洗后 ， 再 利用快速堵漏做封槽工作 。 再次 ， 对埋设 的管路做通风检查后 ， 开始进行灌浆 操作。灌浆过程 中， 先对奇数斜孔进行灌注 ， 其孔位数 的布置依照实际施工过程 中的长短进行。在灌浆时 ， 需要充分考虑相邻孔位 出现 的返浆状况 ， 一旦邻 近孔 产生返浆 ， 需要将返浆孔的积水全部排出， 在将其与灌 浆管进行接通并灌浆。依照上述的方法 ， 由上至下 、 由 低到高对各个孔进行灌浆 。 最后 ， 灌浆结束标准。对泄洪洞混凝土裂缝的化 学灌浆其压力标准为设计所提供的标准值 ， 一般来说 ， 最大灌浆压力要小于等于 1 ． 5 MP a 。而灌浆结束 的确 定则由注人量及灌浆压力大小作为标准 ， 其基本要求 是 ， 灌浆压力达到最大之后 ， 在 3 0 mi n内压浆不再进 入孔 内。此时 ， 便可作扎管闭浆操作 。 2 ． 2 泸定水电站泄洪洞裂缝产生的原 因及处理措施 2 ． 2 ． 1 泸定水电站泄洪洞产生的成 因分析 首先 ， 原材料具有较差的相容性及稳定性 。其次 ， 水泥在配合比的用量较大 ， 使得混凝土产生过高 的水 化热 。其次 ， 由于河流流域岩石骨料热膨胀系数较大 ， 在温度变化 时， 骨料 与叫凝材料会 出现错动。再 次 ， H F混凝土具有较高的施工工艺要求 ， 其在施工过程中 难 以掌握 ， 并且对振捣 时间及方式的控制达不到标准 要求 。此外 ， 由于泸定水电站的泄洪洞被贯通 ， 出现较 强的空气流动， 造成洞 内温度偏低 ， 使得混凝土与外部 环境 出现较大的温差现象。 2 ． 2 ． 2 对泄洪洞裂缝处理及防治措施 ( 1 ) 为减少洞内的通风情况 ， 保护混凝土 的温度， 从而使得混凝土与外界环境 的温差下降 ， 可 以将排架 搭设在泄洪洞的出口处 ， 并悬挂上帆布帘。 ( 2 ) 在满足强度要求 的前 提下 ， 对混凝 土的配 比 加以调整 ， 尽量减少水泥的用量 ， 同时提高粉煤灰的掺 量 ， 从而使得混凝土的水化热得以降低 ， 以便能减少混 凝土内外的温差。 ( 3 ) 利用电脑对加水 量进行控制 ， 从而在拌制混 凝土的过程中对水灰比加以严格控制 ， 需要注意 ， 在拌 和时， 为了使原料出口机 的温度得到降低 ， 需要采取温 度相对比较低的井水 ， 并且在夏季运输混凝土时 ， 还应 采取相应保温及降温措施 ， 有效减少运输过程 中混凝 土的升温情况 。 ( 4 ) 施工过程需要对振 捣工艺加以严格控制 ， 结 合使用直径为 1 0 0 m m及 7 0 mm的软轴振捣棒 ， 加强 振捣操作。 ( 5 ) 对混凝土入仓速度加 以严格控 制， 使得其上 升速度小于等于 0 ． 8 m ／ h 。 ( 6 ) 将混凝 土拆模 的时 间延 长至原来 的 1倍 ， 即 由2 4 h变为 4 8 h 。 ( 7 ) 拆模后 ， 派专门人 员对混凝土工程及时做好 喷雾养护工作 ， 其养护用水要保持在 2 0 ℃及其以上 的 温水 ， 同时还要主要让混凝土表面保持湿润。 ( 8 ) 将温度计埋设在混凝 土仓位 ， 对混凝土 内部 的温度进行监测 ， 并且对混凝土温度变化与裂缝产生 的关系加以有效分析 。 通过对双河 口水 电站泄洪洞以及泸定水电站泄洪 洞裂缝产生 的原因及处理方法加以分析得知 ， 前者 由 于地质条件 比较差、 施工缝 的处理不够理想、 混凝土浇 筑过程 中产生冷缝以及度汛洞堵头固结灌浆不佳等造 成 的泄洪洞裂缝现象 ， 可以采取高渗透改性环氧树酯 材料进行化学灌浆的方法 ， 进行有效抑制 ； 后者 因为混 凝土水化热过高而引起 的裂缝 ， 可 以通过合理减少水 泥用量及用聚羧酸高效减 水剂及 C 9 0 3 5混凝土材料 的方法 ， 对裂缝进行处理及有效防治。 ( 编校 ： 郭宝丽) 收稿 日期 ： 2 0 1 3— 1 2—2 0 作者简介： 王志强( 1 9 9 0一) ， 现主要从事水利工程施工工