圓滿貫水電站大壩裂縫處理方法

羅其明

摘要：圓滿貫水電站碾壓混凝土雙曲拱壩，在壩體填筑至37m高時，由于洪水壩體被動擋水和全斷面過流，導致壩軸線處和壩軸線左側約30m處出現2條性裂縫，需對裂縫進行處理。由于裂縫產生在不同部位以及裂縫的性狀不同，處理方式方法也存在著不同，有本文重點介紹圓滿貫水電站大壩貫穿裂縫的處理方法。

關鍵詞：碾壓混凝土雙曲拱壩 裂縫 化學灌漿 處理方法

中圖分類號：TV7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0096-02

圓滿貫水電站攔河大壩為碾壓混凝土雙曲拱壩，壩頂軸線長192.52m，最大壩高82.5m，壩頂高程519.50m，建基面高程437.00m；壩頂厚5m，壩底厚20m。溢流壩段常態混凝土迎水面起始澆筑高程為EL481m，背水面起始澆筑高程為E476m。

壩體碾壓混凝土填筑到上升至EL474.00m高程之后，于2008年7月由于遭遇特大洪水，大壩被動擋水，全斷面過流。2008年8月在大壩倉面清理的時，發現大壩壩軸線處和壩軸線左側約30m處出現2條性裂縫，兩條裂縫基本垂直于壩軸線方向。在壩體填筑上升壩頂工作面EL479.8m時，又遭遇洪水，雖未翻壩，但壩前最大水位已經達EL478.46m高程。為讓壩體應力釋放和裂縫的發展情況趨于穩定，在大壩填筑到EL481m高程時，對裂縫進行了處理。處理的裂縫最大的為上游面EL443.2m～EL481m，縫豎向長37.8m，下游面EL440.4m～EL474.4m，縫豎向長34m，縫寬約0.5mm～2.5mm之間，為上、下游貫穿性裂縫。

1 裂縫成因情況分析

通過對裂縫產生時期、發展情況、裂縫位置進行分析，裂縫產生的原因為。

（1）在遭遇特大洪水情況下，由于導流洞的導流能力有限，大壩開始擋水，最終全段面過流，新澆混凝土強度未達到設計強度，混凝土塊體內部溫度較高，外部水溫較低積聚溫差變化出現裂縫。另外，洪水水位的快速升降，壩體擋水受力，隨后洪水消退，荷載釋放，大壩壩體中部及拱端附近受力較大部位拉應力出現造成裂縫。

（2）裂縫出現在6～7月的高溫季節，混凝土澆澆筑完成后，由于混凝土的溫升造成的內外溫度的差異，產生拉應力出現裂縫。

2 裂縫處理方法

根據裂縫不同部位以及裂縫的不同性狀，裂縫處理的方法有采用縫口封閉、化學灌漿及加設止水縫口封閉等。根據裂縫的類型，本工程采用鉆孔進行化學灌漿的處理方式，分上、下游工作面進行。

裂縫處理原則必須滿足壩體補強、防滲等技術要求，對壩體兩條裂縫采取表面騎縫灌漿和內部鉆孔灌漿相結合處理方法來消除裂縫對壩體的危害。其具體工藝流程如圖1所示。

2.1布設灌漿盒及灌漿孔

根據裂縫表面張開度，在兩條裂縫上下游表面較寬處布設灌漿盒，原則上每一米左右布設一個灌漿盒。在兩條裂縫上下游均布設淺、深兩排灌漿孔。淺孔孔間距1m且沿裂縫交錯布設，深孔孔間距也為1m且沿裂縫交錯布設，淺孔和深孔之間間距為0.5m。灌漿盒與灌漿孔的布置見圖2。

2.2鑿縫鉆孔

沿裂縫鑿一條寬、深約3～5cm的“U”型槽（預留灌漿盒的部位不作處理），再用鋼絲刷將混凝土表面的灰塵、浮渣及松散層仔細清除，并清洗干凈。用鉆徑為Φ32的風鉆鉆孔，鉆進角度分別為60°和80°，孔口離裂縫距離分別為0.5m和0.7m，孔深根據孔所在高程控制。

2.3沖洗與檢查

鉆孔結束后，用高壓風水將鉆孔及“U”形槽沖洗干凈，吹凈孔內（槽內）粉末，確保進漿孔、回漿孔穿過裂縫縫面。在確定裂縫縫面通暢之后，用高壓風將縫內積水沖干。

2.4埋灌漿管和灌漿盒

鉆孔結束后，用風水輪換將鉆孔及鉆孔周圍吹洗干凈，涂上環氧基液，然后將進漿管和排氣管一并用環氧砂漿封牢。將預留埋設灌漿盒處裂縫的混凝土表面清洗干凈，再用環氧砂漿將灌漿盒貼牢。

2.5封縫待凝

用風、水輪換將裂縫吹洗干凈，然后用環氧砂漿將裂縫封堵，讓環氧砂漿固化達到一定強度，以防裂縫漏漿。

2.6配漿灌漿

環氧砂漿固化24h后，在施工現場配置漿液，用灌漿泵按自下而上原則逐孔逐盒進行灌漿，灌漿壓力一般不超過0.3MPa。灌漿技術要求如下。

（1）漿液配制：由專人負責現配現用，嚴格配料程序，用量杯天平稱量準確，并攪拌均勻。

（2）灌漿：每條裂縫灌漿時，按由低至高順序進行灌漿，即先對灌漿孔進行灌注，待相鄰孔排出濃漿時，將該孔扎管，逐孔進行，至該縫最后一孔灌漿結束，迸漿30min，迸漿壓力0.3～0.4MPa。

（3）灌漿壓力：應由由低至高，逐步升高，最高壓力不超過0.3～0.4MPa。

（4）灌漿結束標準：正常情況下，在達到最高設計灌漿壓力下，如不吸漿或吸漿率≤0.01Lmin，持續迸漿30min，即可結束灌漿。

（5）特殊情況處理：如灌漿時發現明顯外漏，則應將外漏處進行快速封閉處理，然后繼續進行灌漿處理。

2.7迎水面防滲材料涂刷

壩體迎水面裂縫處采用涂刷環氧基液和貼玻璃絲布。涂刷前先前混凝土表面灰塵、油污等除掉，清洗干凈并濕潤壩面。按三油二氈方式處理。

2.8灌漿質量檢查

采用壓水試驗檢查。壓水檢測：造檢查孔（孔徑32mm、孔深10～15cm）后，對檢查孔進行壓水試驗，采用單點法壓水，壓水檢查壓力為0.3Mpa。壓水試驗穩定標準，在穩定壓力下，每3～5min測讀一次壓入注量，連續四次讀數中最大值與最小值之差小于最終的10%，或最大值與最小值之差小于1mL/min時，本孔段壓水結束，取最終值為計算值，測記漏量，計算透水率（Lu），合格標準為：壓水檢查透水率≤1Lu。

3 灌漿材料

本工程化學灌漿采用改性環氧灌漿材料，該灌漿材料粘度低，可灌性好，抗壓強度高達40MPa以上，同混凝土的粘結強度高，一般都大于混凝土本身的抗拉強度，并且有親水性，對潮濕面的親和力好。該環氧灌漿材料主要性能指標則見表1。

4 灌漿后成果檢查

壓水試驗檢測成果見表2。通過檢測，裂縫經處理后透水率普遍小于1Lu，達到了一般態混凝土防滲的基本要求。從后期大壩蓄水后觀測，裂縫處沒有任何漏水現象，說明防滲處理滿足了設計要求。

4 結語

水工混凝土多為大體積結構，施工中由于混凝土配合比、氣候條件、施工方法、養護不善等，極易造成裂縫，若不加以專項處理，將給大壩蓄水運行留下嚴重的安全隱患。出現裂縫后，施工中應根據不同裂縫的成因、裂縫特點及裂縫所處部位等情況，需采取相應的補救措施對裂縫進行必要的處理。