纯混凝土高薄拱坝接缝灌浆横缝串区的处理方法.pdf

2 0 1 4年第 4期 纯混凝土高薄拱坝接缝灌浆横缝串区的处理方法 张乃盛 ( 寿宁县水利局 ，福建 寿宁3 5 5 5 0 0 ) 摘要：混凝土坝接缝灌浆通常会发生 串区、串层 的情况，串区、 串层的处理是接缝灌浆难 点。 该文以寿宁牛头山水电站大坝为例，探讨纯混凝土高薄拱坝接缝灌浆横缝串区处理方法，主要 措施 包括改进施工工艺、延长灌浆循环时间、采用平压水压力控制缝面张开度等，效果 良好。 关键词：高薄拱坝；接缝灌浆；串区处理；牛头山水电站 中图分类号 ： T V 5 4 3 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 23 0 1 l ( 2 0 1 4) 0 4 0 0 4 0 0 2 前言 混凝土坝施工时，为防止 因温度应力产生 的裂 缝，常按分缝的方式将坝体分成若干坝段，每一坝 段按分层交替上升进行浇筑施工。为保 持坝体在运 行时的整体性 和有效传递应力 ，大坝投入运行前 ， 要对这些分缝注入水泥浆液进行灌浆处理 ，即进行 接缝灌浆 。混凝土坝接缝灌浆通常会发生 串区、串 层的情况 ，串区、串层 的处理是接缝灌浆难点。现 以寿宁牛头山水电站大坝为例 ，探讨纯混凝土高薄 拱坝接缝灌浆横缝 串区处理方法 ，供参考。 1 概述 寿宁牛头 山水 电站纯混凝土拱坝最大坝高 1 0 8 m，坝顶弧长 3 0 7 2 m，最 大底 宽 2 5 0 m，坝顶 高 程 3 4 3 0 m，建基面高程 2 3 5 0 m。大坝共分 1 5个 坝段 ，设 1 4道横缝 ，9个灌浆层 ，每层灌浆层 高 9 1 2 m，共 8 6个灌区，灌浆面积约 2 0万 m 。 2 串区的发生及原因分析 牛头山水 电站大坝接缝灌浆实施过程中，1 4条 横缝有7条横缝出现灌区窜区 ( 见图 1 ) ，其中以两 个灌区 ( 5 横缝和 6 横缝)相串居多。5 横缝第 一 、二 、三灌区互串 ，6 横缝第二、三、四灌 区互 串。预灌性压水检查时 ，5 横缝第一灌 区排气管压 力为零 ，排气管最大出水率为 4 5 L mi n ，漏水率为 1 5 L m i n 。检查发现 ，5 横缝下游面基岩缝隙渗水。 因基岩缝 隙较多 ，现 场 无 法 完 全 封堵 。6 横 缝 第 收稿 日期 ：2 0 1 41 01 5 4 0 - _串 I玉 图 1 高程 2 9 3 O 0 m 以下窜 区灌浆分布 四、五灌 区串水量较少 。 分析认为 ，造成横缝灌浆 出现 串区的主要原 因 在于：止浆片 ( 铜 片)焊接 缺陷、安装位 置不准 、 混凝土浇筑过程 中被碰撞变形或移位 ，未修整好止 浆片位置和形状就浇筑后浇块 ，且止浆片周围混凝 土振捣不密实等。 3串区处理 根据串区发生 的原 因分析 ，通过改进施工工艺 、 延长灌浆循环时间、随时注意灌浆压力表变化 和缝 面张开度变化、采用平压水压力进行控制调整等措 施进行接缝灌浆串区处理。 ( 1 )准备工作。坝体温度检测 ，横缝 、接触缝 面通水检查 ，横缝缝 面张开度检测 ，预灌性压水 和 风水轮番洗缝等。 ( 2 )灌浆机械、管路及监测仪器布置。接触灌 浆配备 1台灌浆机 ，5 、6 横缝均配备 2台灌浆机 。 每一个灌区设置 1套进浆管路和 1套出浆管路 ，灌 区间进浆管路转换采用三通接头 ，以保证灌浆的连 续性。每一个灌区进浆管和出浆管各布置 1个压力 表，随时 监 测灌 浆 压 力 变 化。4 横 缝第 一灌 区、 7 横缝第 四灌 区进浆管和出浆管各布置1 个压力表， 2 0 1 4年第 4期 用 以控制平压水压力。7 横缝 高程 2 7 1 0 m、6 横缝 高程 2 4 7 0 m 和 2 6 8 0 m、5 横缝 高程 2 4 7 0 m和 2 6 8 0 m各布置 1 个 百分表 ，随时监测缝 面张开度 变化 。 ( 3 )灌浆顺序 。为防止 5 横缝灌浆时堵塞接触 灌浆管 ，先完 成接触灌浆 ，后进行接缝灌浆 ，即先 进行左岸接触灌浆第一 、二、三区的灌注 ，灌完后 ， 同时对 5 横缝 ( 第一 、二 、三灌 区) 、6 横缝 ( 第 二、三 、四灌 区)进行接缝灌浆。 ( 4 )灌浆压力控制 。接缝灌浆开始时首先控制 灌浆压力 ，因其大小直接影响灌浆质量 。通过 回浆 管阀门的不同开启度调节灌浆压力 ，灌浆过程灌浆 压力控制为设计压力的 5 0 一 7 5 ，最终一级灌注 浓浆时采用设计灌浆压力灌注 。 ( 5 )灌浆过程 出浆率及增开 度控制。灌 浆 中， 随时观察 出浆率情况 ，一般控制出浆率为 1 5 2 5 L m i n ；同时注意观察缝隙增开度 ，一般控制灌 区层顶 的增开度不大于 0 5 mm。增开度过大会导致缝面形 成气囊 ，影响灌浆质量。 ( 6 )浆液水灰比控制。开灌起始浆液水灰 比采 用 1 ： 1 ，同时灌注 5 横缝第一灌 区、6 横缝第二灌 区。待 5 横缝第二灌区、6 横缝第三灌 区进 、回浆 管都有浆液串出时，变换浆液水灰 比为 0 6 ： 1的浓 浆灌注 ，浓浆浆液 中加入 0 1 5 的缓凝剂。当 5 横 缝第二灌区、6 横缝第三灌 区进 、回浆 管出浆 比重 达到 1 7 2时 ，利用第二 台灌浆机灌注 5 横缝第二灌 区、6 横缝第三灌 区，开灌浆液浓 度水灰 比为 0 6 ： 1 。当 5 横缝第三灌 区、6 横缝第 四灌 区进 、回浆 管都有浆液串出时，利用下 面灌 区所使用的灌浆泵 灌注以上灌区。 ( 7 )灌浆过程平压水压力控制。灌浆区起压开 灌的同时 ，邻缝必须平压 。4 横缝 第一灌 区、7 横 缝第四灌区通水平压 ，平压水压力 以相应缝 面增 开 度不大于 0 1 m m控制。5 横缝第三灌区、6 横缝第 四灌区排气浆管出浆 比重达到设计浆液 比重且缝 面 吸浆量不大于 0 4 l Mmi n时，在 5 、6 横缝缝 面及 相邻缝面开度允许情况下 ，尽可能提高压力 ，延续 2 0 mi n闭浆结束 。 ( 8 )灌浆结束 时的注意事项。灌浆结束时 ，应 在不释压的情况下先关闭所有出浆和进浆管 口阀门， 以防止灌人浆液倒流，待压力 自然消失后才可将其拆 除。结束灌浆的同时，相邻区的通水平压还需继续维 持一段时问，直至将串人的浆液全部清除后再停止。 4接缝灌浆效果分析 本大坝横缝接缝灌浆共 1 4条 ，9个灌浆层 ，8 6 个灌 区。l 4条横缝 中，有 7条横缝 出现灌 区窜 区。 现以灌区相串最多的 5 、6 横缝 的灌 区灌浆为例进 行接缝灌浆效果分析。从表 1看 ，接缝灌浆 串区处 理措施可行 ，灌浆结果满足设计和规范要求。 从钻孔取 芯情况看 ( 见 图 2 ) ，缝 内水 泥填 充 密实 ，胶结 良好。 5 缝 进 行 压水 检 查 ，压力 1 0 M P a ，1 0 mi n内 图 2 接缝 串区灌 浆后 的钻孔取芯芯样 ( 下转第 6 4页) 41 2 0 1 4年第 4期 补偿等；第二层次是水储存对象与用水户间或较大 规模 的用 水户 与用水户 间水权 交易 ，如 “ 外 渡引 水”工程中东圳水库与引水水源所在 的河道管理单 位间的水权交易 ，东圳水库与企业用水户间水权交 易 ；第三层次是个人用水户 间水权交易 ，如农业灌 溉过程 中农民用水户间的水权交易等。 分析认为，我省水权交易制度 的建立应 主要针 对第一层次和第二层次 ，第三层次 的水权交 易应结 合地方水资源管理、用水管理等手段稳步开展。 4 3 建立水权交易管理体 系 建立完整的水权交易管理体系需完善以下方面： ( 1 )划定水权交易的组织管理结构 ，明确该机 构在水权交易过程 中的责、权 、利。如 ： 宝鸡市 水权转换管理暂行办法第二 十二条 ：水行政 主管 部 门应会同有关部 门负责水权转换节水工程 的设计 审查 ，监督节水工程 的招投标 和建设 、验收。 泉 州市水资源配置调度管理规定第二条：市人民政 府水行政主管部门对全市范围内的水资源实行统一 调度和监督管理。其下设的泉州市水资源调配中心 具体负责晋江、洛阳江流域及跨行政区域的水资源 调配工作及委托的其它事项 。 ( 2 )制定水权交易程序 。通过水权交易流程 的 制定 ，明确水权交易操作程序 ，需要提供的材料等。 ( 3 )建立水权交 易补偿机制。根据 尊重历史、 水资源 “ 三条红线”管理、资源有偿使用等原则， 建立水权交易补偿机制 ，促进水 资源 的合理配置和 可持续利用 。水权交易如何补偿 ，目前各地还没有 统一的标准，需结合实际，科学探索 。 ( 4 )建立水权交易资金使用机制。对于市场化 的水权交易，其资金可根据 自身 的需求 安排 目前 我省水权交易还未市场化 ，水权供应方 主体仍是水 行政部 门，所获得的水权交易资金仍需建立一定的 资金使用机制 ，如 ：补贴地 区水利工程、节水灌溉 工程 、水源保护地绿 化工程 、受影 响的第三方等。 具体补贴方式需因地制宜，如根据上游水源涵养、 绿化贡献率、受影响的工业数量等因素确定。 ( 5 )建立水资源监控和水权交易监管平台。由 于水资源是流动性 的生活必需品，交易过程具有取 水 、耗水和弃水 等特点。交易过程既要遵循水资源 严格管理原则 ，又要遵循水权交易原则 ，因此 ，一 方面，需要建立 水资源 的实时监控平 台，加强对用 水总量 、水质环境 的监控 ，另一方面，交易过程 中 6 4 需要加强对水权交易的监管 ，保证水权交易的公开、 公平和公正。这既是为 了维护交 易双方 的合法性 ， 也是为了防止水权交易过程 中可能对第三者造成的 利益损害 ，保障第三方的利益。 5 结语 水权交易是合理配置水资源、以工促农 、调节 经济结构的重要手段 ，也是落实 中共 中央关于全 面深化改革若干重大问题 的决定 “ 实行资源 有偿使用制度和生态补偿制度” 的重要 内容 ，在现 有条件下推 进水权交 易 建设是 可行 的 ，也 是有 必 要 的。 参考文献 1 苏芸芳 ，韩利琳 水权交易制度探析基于 东阳一义乌水权交易案例的分析 c 第十届 中 国科协年会论文集 ( 二)北京：中国科学技 术协会学会学术部 ， 2 0 0 8 ：8 1 7 8 2 2 第一作者简介 ：王钢 ( 1 9 8 1一) ，男 ，四川 宜宾 人，讲师，从事水利信息化工作。 ( 上接 第4 1页)平均注水量不大于 0 5 0 L mi n ，质 量优 良。 5 结语 牛头山水电站大坝接缝灌浆 实施过程中，1 4条 横缝有 7条 横缝 出现灌 区窜 区 ，其 中以两个 灌 区 ( 5 横缝 和 6 横缝)相 串居多 。为应对灌浆 串区问 题 ，施工过程采取 了改进施工工艺 、延长灌浆循环 时间、随时注意灌浆压力表变化和缝面张开度变化 、 采用平压水压力进行控制调整等措施 。从 串区最多 的5 横缝、6 横缝灌浆部分成果看 ，缝面增开度均 小于 0 3 mm，压水检查和钻孔取芯检查也满足灌浆 规范要求 。可见上述接缝灌浆横缝 串区的处理方法 是可行 ，可供类似工程参考。 参考文献 1 张景秀 坝基防渗与灌浆技术 M 北京 ：中国 水利水 电出版社 ，2 0 0 2 2 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 ( S L 6 2 9 4 ) S 北京 ：水利电力出版社 ，1 9 9 4 作者简 介：张乃 盛 ( 1 9 6 4一) ，男 ，福建 寿 宁 人，工程师，从事水利水电工程施工与管理工作。