水庫砌石拱壩防滲補強灌漿施工工藝

柳大鴻

(福建省壽寧縣水利局，福建壽寧355500)

水庫砌石拱壩防滲補強灌漿施工工藝

柳大鴻

(福建省壽寧縣水利局，福建壽寧355500)

砌石拱壩是水庫擋水建筑物常用的結構形式，憑借其獨特的結構性能得到廣泛應用，為現代水利調度作業創造了有利條件。從水利建設多方面需求分析，對水庫砌石拱壩采取防滲補強措施，有助于提升水庫安全與水庫系統的綜合作業效率，維持區域水資源調度利用的高效率。灌漿施工技術是水利項目的常用工藝，采用灌漿法及相關材料對水庫結構修補處理，起到了良好的防滲抗災效果。文章分析了水庫砌石拱壩工程存在的病害問題，介紹了灌漿施工工藝在水庫防滲補強施工中的應用方法。

水庫;砌石拱壩;防滲;灌漿工藝

1 水庫砌石拱壩

拱壩是指一種在平面上向上游彎曲，呈曲線形、能把一部分水平荷載傳給兩岸山體的擋水建筑，是一個空間殼體結構。從實際應用情況看，砌石拱壩具有良好的水利設施性能，維持著水庫內部水資源調配工作的有序進行。一方面，砌石拱壩具有擋水、蓄水功能，根據地區資源需求蓄積水資源，避免自然水流失過快造成的供應問題;另一方面，砌石拱壩也具備了防洪抗災作用，利用拱壩圍擋水流，防治水流沖刷對水工建筑區產生結構性損壞［1］。

2 砌石拱壩工存在問題及原因分析

2.1 滲漏

砌石拱壩最早應用于中小型水庫工程，在農村、山區等水庫建設中應用較多。選擇砌石拱壩是由于其結構簡單、材料成本低，基本滿足了地區水資源蓄積存儲的工程要求。從目前水利工程結構分析，石料是砌石工程所用的大宗材料，這類材料在面對水介質沖刷時，沒有起到理想的抗害抗災能力。例如，砌石拱壩結構之間形成明顯的孔隙，砌石材料配合緊密性不足，長期使用之后會出現明顯的滲漏現象［2］。

2.2 開裂

用石材筑造水庫圍擋結構，還將面臨結構開裂問題，對水庫整體結構也會產生較大的破壞作用。一般情況下，造成砌石拱壩開裂主要與材料、受力、氣溫等因素相關。其中，砌石拱壩在外力作用下，石材結構本身會形成細小的裂隙，水庫某一個結構部分有開裂現象，進而影響到了整個水庫結構的完整性。砌石拱壩開裂與氣候條件也有關聯，水庫區氣溫高低升降、冬季冰凍等，使拱壩工程的安全性、耐久性等標準面臨考驗。

3 砌石拱壩防滲補強灌漿施工工藝

砌石拱壩施工質量優劣將直接影響水庫系統的功能狀態，特別是砌石工程的安全性和耐久性。為了避免滲漏、裂縫等問題帶來的不利影響，施工單位需結合現場施工條件，采取防滲補強技術方案進行處理，保障砌石拱壩結構性能符合水利項目部的質量要求。灌漿技術是當代水利結構補強處理常用的方法，主要步驟如圖1，對水利除險加固、結構病害處理等方面的應用效果顯著。

3.1 前期處理

砌石拱壩正式修補之前，需執行前期施工處理方案，為后期工藝執行做好充分的準備。前期處理是對病險水庫初步清理，對砌石拱壩采取有關清潔、清掃措施。通常，必須對拱壩表面應進行鑿毛處理，清潔表面時不得有碎石、浮漿、油污和脫模劑等雜物。此外，在灌漿前24 h對表面應充分濕潤，灌漿前1 h清除積水，提前做好關鍵施工的有關準備工作。

圖1 灌漿施工流程

3.2 支模操作

灌漿修補技術采用新型材料，按照一定比例配制特殊水泥漿材料，以保證灌漿砌石拱壩結構快速凝固，增強了壩體結構的綜合性能。支模是灌漿工藝的重要步驟，支模質量保證了滲漏縫隙的密封性，決定著壩體防滲性能好壞。這一環節施工必須確保模板與基礎、模板與模板間的接縫處用水泥漿、膠帶等封縫，達到整體模板不漏水的程度。模板與設備底座四周的水平距離應控制在100mm左右，模板頂部標高應高出設備底座表面50 mm。

3.3 材料配制

灌漿材料是砌石拱壩施工的基本要素，配制灌漿材料按通用加固型按13%～14%的標準加水攪拌，豆石加固型按9% ～10%的標準加水攪拌。推薦采用機械攪拌方式，攪拌時間一般為1～2 min。采用人工攪拌時，應先加入2/3的用水量拌和2 min，其后加水剩余水量攪拌至均勻。每次攪拌量應視使用量多少而定，以保證40 min以內將料用完。現場施工人員要控制不同種灌漿材料標準，且避免長時間堆放而影響其建筑性能見表1。

表1 聚合物砂漿的技術性能指標

3.4 灌漿施工

按照水庫砌石拱壩防滲補強要求，灌漿施工采用一次灌漿、二次灌漿等方案，通過兩次灌漿起到更好的修補、加固效果。本次工程一次灌漿應采用分段施工，二次灌漿應符合下列要求。具體灌漿施工方法:

①二次灌漿時，應從一側或相鄰的兩側多點進行灌漿，直至從另一側溢出為止，以利于灌漿過程中的排氣。不得從四側同時灌漿，這樣會損壞灌漿工藝的協調性，影響最終的修補防滲效果;②灌漿開始后，必須連續進行，不能間斷。并盡可能縮短灌漿時間，維持灌漿材料凝固的最佳效果。

4 砌石拱壩補強后期養護

除了對砌石拱壩防滲補強處理外，施工期間也要配合相應的養護措施。灌漿完畢后30 min內應立即加蓋濕草或巖棉被，并保持濕潤。冬季施工時，養護措施還應符合現行《鋼筋混凝土工程施工及驗收規范》(GB50204)的有關規定?？⒐ず?，要注重拱壩結構的養護管理，定期檢查拱壩結構是否出現病害現象，提前做好修補加固處理工作。

5 結論

灌漿修補技術是砌石拱壩防滲補強的實用性技術，可從安全性、耐久性、抗害性等方面提升水利工程價值，解決了傳統拱壩結構常見的病害問題。因此，施工單位要結合水庫砌石拱壩滲漏實況，擬定符合工程要求的防滲補強技術方案。

［1］王旭，謝新生，戴文勝，冉從勇.砌石拱壩的病害整治措施探討［J］.水電站設計，2006，22(01):111-114.

［2］熊敬，舒仲英.預應力錨固技術在思德水庫除險加固工程中的應用［J］.四川水力發電，2005，24(03):54-56.

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1007-7596(2014)07-0155-02

2014-05-27

柳大鴻(1967-)，男，福建壽寧人，工程師，研究方向為水利水電設計與施工。