改性環氧化學灌漿技術在拱壩裂縫中的應用

胡永東

（江西省上饒市水利科學研究所,江西上饒 334000）

改性環氧化學灌漿技術在拱壩裂縫中的應用

胡永東

（江西省上饒市水利科學研究所,江西上饒 334000）

通過應用改性環氧化學灌漿技術處理文公湖單曲圓弧拱壩裂縫的工程實例,詳細介紹了大壩產生裂縫的原因及改性環氧化學灌漿工工藝、處理效果,供交流參考。

改性環氧化學灌漿;拱壩;壩體防滲;

1 工程概況

文公山風景旅游區文公湖工程位于江西省婺源縣中云鎮東部的文公山處,距縣城27km,離景白公路14km。文公山,原名 “九老芙蓉尖”,因山體有九峰散列,形狀像芙蓉而得名。后因山腰葬有朱熹 （文公）祖墳,故名文公山。該工程壩址以上控制流域面積0.74km2,總庫容19.09萬m3,有效庫容16.37萬m3,壩頂長41m,壩頂寬2.0m,壩頂高程141.5m,最大壩高18.5m,壩型為混凝土埋石單曲拱壩,是一座以調節風景區水源水量,豐富景區景觀內容以及供、灌溉等綜合利用的小（二）型水庫。

2 裂縫成因分析

該工程大壩為C15混凝土埋石單曲圓弧拱壩,上游面直立,下游面為傾面,壩頂厚2m,壩底厚5.6m。大壩采用壩身自防滲系統,無臨時分縫。文公湖拱壩在試蓄水后,當 庫水位達140.1m時,于2005年3月15日發現大壩下游面溢流堰以下約5m處 （拱冠位置）,有1條長約10m,縫寬1～2mm,縫深1.75m的裂縫,但縫中無水滲出,也未貫穿壩體。裂縫發生后業主、設計、監理、質監、施工等各單位召開多次會議討論裂縫成因,并委托上饒市水利電力勘測設計院進行蓄水前安全鑒定。經過設計部門應力計算文公湖拱壩溫升工況可以滿足規范的規定,但是溫降工況不能滿足規范的規定。根據混凝土拱壩設計規范 （SL282-2003）的強制性條文規定,對基本荷載組合,拉應力不得大于1.2MPa;對于非地震情況特殊組合,拉應力不得大于1.5MPa;經初步分析主要原因是由溫度應力引起的,成因如下。

（1）當地氣溫溫差較大,夏季晝夜平均溫差約為22℃。

（2）混凝土如倉溫度高,壩體混凝土澆筑為夏季和高溫季節,由于工程造價的限制,無法采取加冰等充分有效的降低混凝土溫度的措施,混凝土入倉溫度僅能控制在當地氣溫左右。

（3）邊施工邊蓄水,使壩體未完全凝結時已擔負荷載。

3 灌漿處理方案

為了對裂縫進行灌漿處理,2006年1月將水庫放空,一方面修復壩體結構,另一方面可使大壩初始溫度場產生一定的調整,有利于壩體結構安全。從放空觀測資料上看,放空期間拱端和左右壩肩最大位移為 10～14mm（偏上游方向,水位137.3m,氣溫-4,參考位移零點放空期初）,放空期間裂縫無明顯發展跡象。

根據 《江西省婺源縣文公湖水庫蓄水安全鑒定報告》大壩裂縫成因分析及 《文公湖水庫觀測表》等有關數據,裂縫補強決定采用化學灌漿,灌漿材料采用改性環氧灌漿液,對裂縫進行處理。

改性環氧化學灌漿是由雙酚A型樹酯、混合稀釋劑及多功能固化劑等組成,在催化劑的作用下,相分離成海島狀態結構,是一種低粘度、高強度的新型化學灌漿補強材料。具有抗壓、抗拉強度等特點,適用深層裂縫補強灌漿修補。其產品主要技術指標見表1（執行Q/（DJ）1801 7-1999標準）。

表1 產品主要技術指標

4 施工工藝

（1）裂縫清理:詳細檢查、分析記錄裂縫情況,確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區域,鑿除混凝土表面析出物,確保縫面清凈。

（2）鉆灌漿孔:采用電錘沿裂縫進行騎縫鉆孔,鉆頭直徑為 16mm,鉆孔深度 40cm,鉆孔間距50cm。

（3）埋灌漿嘴:在鉆好的孔內安裝灌漿嘴,使灌漿嘴周圍與鉆孔之間無空隙。

（4）洗縫:用清水將縫內粉塵清洗干凈。

（5）封 縫 面:用錨固劑封堵縫面,目的是在灌化學漿時不跑漿。

（6）灌漿:使用高壓灌漿機向灌漿孔內灌注改性環氧漿料,灌漿壓力為0.4MPa。灌漿順序為自下向上;當相鄰孔開始出漿后,保持壓力3～5min,即停止本孔灌漿,改注相鄰灌漿孔。

（7）拆灌漿嘴:灌漿完畢12小時后,拔掉外露的灌漿嘴,清理縫面。

（8）封口:用環氧水泥基液進行灌漿口的修補、封口處理。

5 處理效果

本次施工共處理裂縫15m,耗用漿材35L,材料試樣固化良好。從現場灌漿情況和取芯觀察,裂縫灌漿飽滿,粘結良好,選擇材料科學合理,有利于壩體結構安全。

經江西省上饒市水利工程質量檢測站對大壩高程134.0m左壩肩下游面,大壩高程138.0m右壩肩下游面灌漿質量騎縫鉆芯取樣各一組進行檢測,試驗成果表明混凝土抗壓強度分別為 15.7MPa、15.3MPa滿足設計要求。

目前工程經過四年的運行情況良好,未見異常。

TV543+.2;TV698.2+31

B

1008-1305（2011）01-0055-02

10.3969/j.issn.1008-1305.2011.01.018

胡永東（1967年-）,男,江西新干人,工程師。

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