大壩裂縫化學(xué)灌漿施工技術(shù)

摘要：由于各種因素的影響，混凝土大壩在施工過程均會出現(xiàn)不同程度的裂縫?；炷链髩瘟芽p絕大多數(shù)是表面裂縫，但其中一部分可能發(fā)展為深層裂縫甚至貫穿性裂縫，如不及時處理將影響結(jié)構(gòu)的整體性，危及大壩的安全運行。在實際工程中，由于大壩裂縫產(chǎn)生的部位不同、性狀不同，處理的方式方法也各不相同。本文通過彭水水電站大壩裂縫處理案例，介紹一種混凝土裂縫化學(xué)灌漿處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大壩裂縫;化學(xué)灌漿;施工技術(shù)

1.前言

在彭水電站大壩混凝土施工過程中發(fā)現(xiàn)，13#壩段下閘墩高程242.5m層面上X+62.5樁號處出現(xiàn)裂縫。該條裂縫呈直線狀，寬度在0.02～0.5mm之間，裂縫長度6.02m，從側(cè)面觀察裂縫深度已經(jīng)到了高程235m。根據(jù)設(shè)計院有關(guān)設(shè)計文件要求，須對壩體裂縫采用化學(xué)灌漿處理。

2.裂縫檢查

針對該裂縫，為探明其深度，采取聲波測試為主，打檢查孔為輔的方式進行檢查。

（1）檢查孔的檢查方式

檢查孔布置見附圖2-1、附圖2-2。先用地質(zhì)鉆打孔，沖洗干凈后再埋氣管（管徑φ15），用堵漏王封閉孔口，待達到一定強度后（2小時左右），接壓力風(fēng)管，風(fēng)壓2kg;向孔內(nèi)壓風(fēng)，并觀察裂縫表面，若縫隙漏風(fēng)，表明裂縫深度已達到或超過檢查孔的深度;若縫隙不漏風(fēng)，表明沒有穿過裂縫。

（2）檢查情況

打孔檢查結(jié)果見附表1，聲波檢測結(jié)果見附圖2-3。本次共打檢查孔7個，檢查孔最深的有4.37m，未發(fā)現(xiàn)裂縫，結(jié)合聲波測試資料，判定該裂縫為深層裂縫，深度約2m。側(cè)面為淺層裂縫。穿縫檢查孔后期作為灌漿孔使用。

3.化學(xué)灌漿處理

3.1"灌漿材料

灌漿材料采用HK-G-2環(huán)氧灌漿材料，HK-G環(huán)氧灌漿材料是一種低粘度的灌漿材料，固化產(chǎn)物強度較高，產(chǎn)品為雙組份，A、B雙組份的配合比為A：B=7.5：1（體積比）。

HK-G-2系列環(huán)氧灌漿材料具有粘度小、強度高等優(yōu)點。其特點如下：

1）粘度小，可灌性好，可以灌注0.2mm左右的細(xì)縫。

2）和混凝土的粘結(jié)強度高，一般都大于混凝土本身的抗拉強度。漿液固化后的抗壓和抗拉強度都很好，有較好的補強作用。

3）漿液具有親水性，對潮濕基面的親和力好。

3.2"工藝流程

縫面清洗→預(yù)埋灌漿管（嘴）、排氣管→嵌縫→清洗裂縫→灌漿→封孔。

3.3處理方式

沿裂縫兩則共布置灌漿孔18個，孔徑Φ60，孔深0.45m～5.4m，傾角45度和60度。布置排氣孔8個，孔徑Φ20、孔深0.45m，傾角45度;閘墩左側(cè)面裂縫貼灌漿嘴，再鑿槽7cm×5cm（寬×深）后采用預(yù)縮砂漿嵌縫。

（1）縫面清洗

將縫面清洗干凈，采用小錘、鋼絲刷及砂布將裂縫兩邊各10cm寬的混凝土表面浮渣及油污等清除干凈，后對粘貼灌漿嘴處采用棉絲蘸丙酮或甲苯擦洗。

（2）預(yù)埋灌漿管（嘴）、排氣管

高程242.5m層面灌漿管、排氣管采用Φ20橡膠管埋設(shè)，灌漿孔堵塞段采用預(yù)縮砂漿回填，灌漿孔孔口采用堵漏王密封，灌漿前進行壓風(fēng)通氣檢查，檢查方式為將孔沖洗干凈后，采用0.2Mpa風(fēng)壓進行。

灌漿嘴埋設(shè)從側(cè)面高程235m～242.5m之間每隔30cm埋設(shè)一個騎裂縫預(yù)埋灌漿嘴。灌漿嘴埋好后即可采用環(huán)氧膠泥騎縫粘貼灌漿嘴。灌漿嘴在混凝土面外露長度10cm，埋設(shè)灌漿嘴后的待凝時間不少于24h。

（3）嵌縫

嵌縫工作與埋設(shè)騎縫管或灌漿管同時進行，壓氣檢查需待嵌縫材料有一定強度后進行，壓氣所用壓力不得超過設(shè)計灌漿壓力。若灌漿嘴與裂縫不通或有氣外漏，應(yīng)立即進行重新埋灌漿嘴或補嵌加固。

（4）清洗裂縫

灌漿前，將縫面沖洗干凈，再用高壓風(fēng)沖干。沖洗用水要保持清潔，壓縮空氣應(yīng)經(jīng)油水分離器，以免污染縫面，影響灌漿效果，清洗完成后用干凈的棉紗將水吸干。

（5）灌漿

設(shè)備為手搖泵，灌漿前應(yīng)將所有嘴上的閥門全部打開，用壓縮空氣將孔內(nèi)縫內(nèi)的積水全部吹擠干凈，風(fēng)壓控制在0.1MPa～0.2MPa，灌漿按由深到淺，由上而下，從一側(cè)到另一側(cè)的順序進行，灌漿壓力為0.3MPa，灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)以不吸漿為原則，如吸漿率小于0.01L/min，再繼續(xù)灌漿20分鐘可結(jié)束灌漿。

1）灌漿作業(yè)全部在白天進行。

2）灌漿方式為純壓式灌漿。

3）灌漿前各孔口閘閥應(yīng)全部打開，待出漿后即可關(guān)閉。

4）灌漿壓力及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：灌漿壓力應(yīng)先小后大、進漿宜緩慢，不應(yīng)急促進漿，最大壓力控制在0.3～0.4MPa。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：裂縫縫面停止吸漿后繼續(xù)灌注30min。

5）裂縫張開度的控制：為防止在灌漿壓力作用下裂縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生有害的應(yīng)力和變形，在灌漿過程中布置千分表進行觀測，控制裂縫增開度不大于100μm。

試完成之后即可封孔，封孔方法采用干硬性水泥球塞填入孔內(nèi)并搗實，將孔口摸平。

（7）混凝土永久外露面處理

灌漿完成后，混凝土永久外露面采用順縫為中心，人工鑿槽5X7cm（深X寬），用水清洗干凈，待混凝土表面干燥后回填預(yù)縮砂漿，用木釬錘拍打搗實至表面出現(xiàn)少量漿液，然后用1438環(huán)氧膠泥刮平。其他部位直接采用1438環(huán)氧膠泥封閉。

3.4"灌漿過程中的注意事項

（1）灌漿過程中發(fā)現(xiàn)外漏時，應(yīng)立即進行表面封堵及降低灌漿壓力處理，

（2）灌漿過程中因故被迫中斷時，不得用水進行沖洗，并盡早恢復(fù)灌漿。

（3）灌漿結(jié)束后用丙酮及時對工具和設(shè)備進行清洗。

（4）對豎向裂縫進行灌漿時，灌漿結(jié)束8小時以后可清除孔口閥門。

3.5"資源投入

灌漿用機械設(shè)備及材料見表3、

表3"""""""""""""""""""""""""機械設(shè)備配置表

序號

設(shè)備名稱

規(guī)格型號

單位

數(shù)量

備"""""""注

1

灌漿泵

CB32

臺

1

灌漿用

2

灌漿泵

螺桿泵

臺

1

壓水試驗用

3

攪拌桶

50L

臺

1

4

儲漿桶

自制

個

1

5

配漿桶

自制

個

1

6

地質(zhì)鉆機

XY-2PC

臺

2

鉆檢查孔用

3.6"質(zhì)量控制

（1）嚴(yán)格按經(jīng)審批的施工方案進行施工，做好現(xiàn)場技術(shù)交底和工藝工作，確保工程質(zhì)量滿足合同要求。

（2）施工漿材必須滿足質(zhì)量要求，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師簽字認(rèn)可后方可帶進施工現(xiàn)場。

（3）裂縫描述應(yīng)準(zhǔn)確、細(xì)致并做好記錄，以便正確確定漿嘴間距及灌漿壓力。

（4）貼嘴時應(yīng)嚴(yán)格控制注漿孔中心對準(zhǔn)裂縫，且注漿孔不得被封縫材料封堵。

（6）每道工序完成后必須經(jīng)監(jiān)理驗收后方可進行灌漿。灌漿壓力調(diào)整必須經(jīng)監(jiān)理同意。

（8）施工技術(shù)員、質(zhì)檢員全過程跟蹤值班，進行現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量檢查，確保施工質(zhì)量的可靠性。

4.灌漿效果檢查

①本裂縫灌漿歷時12：17（h：min），共耗漿材量118.34Kg。從灌漿的灌入量來看，該裂縫已被化學(xué)灌漿材料充填。

②"8個排氣孔有6個孔口返漿，排氣孔返漿率達75%，漿液擴散良好。

③"灌漿后布置了騎縫檢查孔1個，孔徑Φ219，孔深2m，從芯樣外觀來看，漿液從縫口延伸止縫底，縫面全部被化學(xué)材料充填密實（裂縫芯樣外觀情況見附圖4-1）。

④"檢查芯樣的平均抗壓強度達34.5Mpa，平均粘劈強度達3.47"Mpa，漿液粘劈強度較好，具體試驗成果見下表6。

表6"""""""""""""""""13#壩段高程242.5m層面化灌芯樣試驗成果表

試驗編號

抗壓強度（MPa）

平均強度（MPa）

粘劈強度（MPa）

平均粘劈強度（MPa）

備注

1

34.9

34.5

3.47

3.47

混凝土C25

2

36.2

3.43

3

32.5

3.52

5.結(jié)束語

彭水水電站大壩工程13#閘墩裂縫采用化學(xué)灌漿處理，處理后采用鉆孔取芯的方式進行驗證，效果良好，各項性能指標(biāo)滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

摘要：由于各種因素的影響，混凝土大壩在施工過程均會出現(xiàn)不同程度的裂縫?；炷链髩瘟芽p絕大多數(shù)是表面裂縫，但其中一部分可能發(fā)展為深層裂縫甚至貫穿性裂縫，如不及時處理將影響結(jié)構(gòu)的整體性，危及大壩的安全運行。在實際工程中，由于大壩裂縫產(chǎn)生的部位不同、性狀不同，處理的方式方法也各不相同。本文通過彭水水電站大壩裂縫處理案例，介紹一種混凝土裂縫化學(xué)灌漿處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大壩裂縫;化學(xué)灌漿;施工技術(shù)

1.前言

在彭水電站大壩混凝土施工過程中發(fā)現(xiàn)，13#壩段下閘墩高程242.5m層面上X+62.5樁號處出現(xiàn)裂縫。該條裂縫呈直線狀，寬度在0.02～0.5mm之間，裂縫長度6.02m，從側(cè)面觀察裂縫深度已經(jīng)到了高程235m。根據(jù)設(shè)計院有關(guān)設(shè)計文件要求，須對壩體裂縫采用化學(xué)灌漿處理。

2.裂縫檢查

針對該裂縫，為探明其深度，采取聲波測試為主，打檢查孔為輔的方式進行檢查。

（1）檢查孔的檢查方式

檢查孔布置見附圖2-1、附圖2-2。先用地質(zhì)鉆打孔，沖洗干凈后再埋氣管（管徑φ15），用堵漏王封閉孔口，待達到一定強度后（2小時左右），接壓力風(fēng)管，風(fēng)壓2kg;向孔內(nèi)壓風(fēng)，并觀察裂縫表面，若縫隙漏風(fēng)，表明裂縫深度已達到或超過檢查孔的深度;若縫隙不漏風(fēng)，表明沒有穿過裂縫。

（2）檢查情況

打孔檢查結(jié)果見附表1，聲波檢測結(jié)果見附圖2-3。本次共打檢查孔7個，檢查孔最深的有4.37m，未發(fā)現(xiàn)裂縫，結(jié)合聲波測試資料，判定該裂縫為深層裂縫，深度約2m。側(cè)面為淺層裂縫。穿縫檢查孔后期作為灌漿孔使用。

3.化學(xué)灌漿處理

3.1"灌漿材料

灌漿材料采用HK-G-2環(huán)氧灌漿材料，HK-G環(huán)氧灌漿材料是一種低粘度的灌漿材料，固化產(chǎn)物強度較高，產(chǎn)品為雙組份，A、B雙組份的配合比為A：B=7.5：1（體積比）。

HK-G-2系列環(huán)氧灌漿材料具有粘度小、強度高等優(yōu)點。其特點如下：

1）粘度小，可灌性好，可以灌注0.2mm左右的細(xì)縫。

2）和混凝土的粘結(jié)強度高，一般都大于混凝土本身的抗拉強度。漿液固化后的抗壓和抗拉強度都很好，有較好的補強作用。

3）漿液具有親水性，對潮濕基面的親和力好。

3.2"工藝流程

縫面清洗→預(yù)埋灌漿管（嘴）、排氣管→嵌縫→清洗裂縫→灌漿→封孔。

3.3處理方式

沿裂縫兩則共布置灌漿孔18個，孔徑Φ60，孔深0.45m～5.4m，傾角45度和60度。布置排氣孔8個，孔徑Φ20、孔深0.45m，傾角45度;閘墩左側(cè)面裂縫貼灌漿嘴，再鑿槽7cm×5cm（寬×深）后采用預(yù)縮砂漿嵌縫。

（1）縫面清洗

將縫面清洗干凈，采用小錘、鋼絲刷及砂布將裂縫兩邊各10cm寬的混凝土表面浮渣及油污等清除干凈，后對粘貼灌漿嘴處采用棉絲蘸丙酮或甲苯擦洗。

（2）預(yù)埋灌漿管（嘴）、排氣管

高程242.5m層面灌漿管、排氣管采用Φ20橡膠管埋設(shè)，灌漿孔堵塞段采用預(yù)縮砂漿回填，灌漿孔孔口采用堵漏王密封，灌漿前進行壓風(fēng)通氣檢查，檢查方式為將孔沖洗干凈后，采用0.2Mpa風(fēng)壓進行。

灌漿嘴埋設(shè)從側(cè)面高程235m～242.5m之間每隔30cm埋設(shè)一個騎裂縫預(yù)埋灌漿嘴。灌漿嘴埋好后即可采用環(huán)氧膠泥騎縫粘貼灌漿嘴。灌漿嘴在混凝土面外露長度10cm，埋設(shè)灌漿嘴后的待凝時間不少于24h。

（3）嵌縫

嵌縫工作與埋設(shè)騎縫管或灌漿管同時進行，壓氣檢查需待嵌縫材料有一定強度后進行，壓氣所用壓力不得超過設(shè)計灌漿壓力。若灌漿嘴與裂縫不通或有氣外漏，應(yīng)立即進行重新埋灌漿嘴或補嵌加固。

（4）清洗裂縫

灌漿前，將縫面沖洗干凈，再用高壓風(fēng)沖干。沖洗用水要保持清潔，壓縮空氣應(yīng)經(jīng)油水分離器，以免污染縫面，影響灌漿效果，清洗完成后用干凈的棉紗將水吸干。

（5）灌漿

設(shè)備為手搖泵，灌漿前應(yīng)將所有嘴上的閥門全部打開，用壓縮空氣將孔內(nèi)縫內(nèi)的積水全部吹擠干凈，風(fēng)壓控制在0.1MPa～0.2MPa，灌漿按由深到淺，由上而下，從一側(cè)到另一側(cè)的順序進行，灌漿壓力為0.3MPa，灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)以不吸漿為原則，如吸漿率小于0.01L/min，再繼續(xù)灌漿20分鐘可結(jié)束灌漿。

1）灌漿作業(yè)全部在白天進行。

2）灌漿方式為純壓式灌漿。

3）灌漿前各孔口閘閥應(yīng)全部打開，待出漿后即可關(guān)閉。

4）灌漿壓力及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：灌漿壓力應(yīng)先小后大、進漿宜緩慢，不應(yīng)急促進漿，最大壓力控制在0.3～0.4MPa。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：裂縫縫面停止吸漿后繼續(xù)灌注30min。

5）裂縫張開度的控制：為防止在灌漿壓力作用下裂縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生有害的應(yīng)力和變形，在灌漿過程中布置千分表進行觀測，控制裂縫增開度不大于100μm。

試完成之后即可封孔，封孔方法采用干硬性水泥球塞填入孔內(nèi)并搗實，將孔口摸平。

（7）混凝土永久外露面處理

灌漿完成后，混凝土永久外露面采用順縫為中心，人工鑿槽5X7cm（深X寬），用水清洗干凈，待混凝土表面干燥后回填預(yù)縮砂漿，用木釬錘拍打搗實至表面出現(xiàn)少量漿液，然后用1438環(huán)氧膠泥刮平。其他部位直接采用1438環(huán)氧膠泥封閉。

3.4"灌漿過程中的注意事項

（1）灌漿過程中發(fā)現(xiàn)外漏時，應(yīng)立即進行表面封堵及降低灌漿壓力處理，

（2）灌漿過程中因故被迫中斷時，不得用水進行沖洗，并盡早恢復(fù)灌漿。

（3）灌漿結(jié)束后用丙酮及時對工具和設(shè)備進行清洗。

（4）對豎向裂縫進行灌漿時，灌漿結(jié)束8小時以后可清除孔口閥門。

3.5"資源投入

灌漿用機械設(shè)備及材料見表3、

表3"""""""""""""""""""""""""機械設(shè)備配置表

序號

設(shè)備名稱

規(guī)格型號

單位

數(shù)量

備"""""""注

1

灌漿泵

CB32

臺

1

灌漿用

2

灌漿泵

螺桿泵

臺

1

壓水試驗用

3

攪拌桶

50L

臺

1

4

儲漿桶

自制

個

1

5

配漿桶

自制

個

1

6

地質(zhì)鉆機

XY-2PC

臺

2

鉆檢查孔用

3.6"質(zhì)量控制

（1）嚴(yán)格按經(jīng)審批的施工方案進行施工，做好現(xiàn)場技術(shù)交底和工藝工作，確保工程質(zhì)量滿足合同要求。

（2）施工漿材必須滿足質(zhì)量要求，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師簽字認(rèn)可后方可帶進施工現(xiàn)場。

（3）裂縫描述應(yīng)準(zhǔn)確、細(xì)致并做好記錄，以便正確確定漿嘴間距及灌漿壓力。

（4）貼嘴時應(yīng)嚴(yán)格控制注漿孔中心對準(zhǔn)裂縫，且注漿孔不得被封縫材料封堵。

（6）每道工序完成后必須經(jīng)監(jiān)理驗收后方可進行灌漿。灌漿壓力調(diào)整必須經(jīng)監(jiān)理同意。

（8）施工技術(shù)員、質(zhì)檢員全過程跟蹤值班，進行現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量檢查，確保施工質(zhì)量的可靠性。

4.灌漿效果檢查

①本裂縫灌漿歷時12：17（h：min），共耗漿材量118.34Kg。從灌漿的灌入量來看，該裂縫已被化學(xué)灌漿材料充填。

②"8個排氣孔有6個孔口返漿，排氣孔返漿率達75%，漿液擴散良好。

③"灌漿后布置了騎縫檢查孔1個，孔徑Φ219，孔深2m，從芯樣外觀來看，漿液從縫口延伸止縫底，縫面全部被化學(xué)材料充填密實（裂縫芯樣外觀情況見附圖4-1）。

④"檢查芯樣的平均抗壓強度達34.5Mpa，平均粘劈強度達3.47"Mpa，漿液粘劈強度較好，具體試驗成果見下表6。

表6"""""""nbsp;"""""""""13#壩段高程242.5m層面化灌芯樣試驗成果表

試驗編號

抗壓強度（MPa）

平均強度（MPa）

粘劈強度（MPa）

平均粘劈強度（MPa）

備注

1

34.9

34.5

3.47

3.47

混凝土C25

2

36.2

3.43

3

32.5

3.52

5.結(jié)束語

彭水水電站大壩工程13#閘墩裂縫采用化學(xué)灌漿處理，處理后采用鉆孔取芯的方式進行驗證，效果良好，各項性能指標(biāo)滿足設(shè)計及規(guī)范要求。