大壩裂縫化學灌漿施工技術

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不同程度的裂縫。混凝土大壩裂縫絕大多數是表面裂縫，但其中一部分可能發展為深層裂縫甚至貫穿性裂縫，如不及時處理將影響結構的整體性，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灌漿處理技術。

關鍵詞：大壩裂縫;化學灌漿;施工技術

1.前言

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

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），接壓力風管，風壓2kg;向孔內壓風，并觀察裂縫表面，若縫隙漏風，表明裂縫深度已達到或超過檢查孔的深度;若縫隙不漏風，表明沒有穿過裂縫。

（2）檢查情況

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

3.化學灌漿處理

3.1"灌漿材料

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

HK-G-2系列環氧灌漿材料具有粘度小、強度高等優點。其特點如下：

1）粘度小，可灌性好，可以灌注0.2mm左右的細縫。

2）和混凝土的粘結強度高，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;閘墩左側面裂縫貼灌漿嘴，再鑿槽7cm×5cm（寬×深）后采用預縮砂漿嵌縫。

（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，灌漿孔堵塞段采用預縮砂漿回填，灌漿孔孔口采用堵漏王密封，灌漿前進行壓風通氣檢查，檢查方式為將孔沖洗干凈后，采用0.2Mpa風壓進行。

灌漿嘴埋設從側面高程235m～242.5m之間每隔30cm埋設一個騎裂縫預埋灌漿嘴。灌漿嘴埋好后即可采用環氧膠泥騎縫粘貼灌漿嘴。灌漿嘴在混凝土面外露長度10cm，埋設灌漿嘴后的待凝時間不少于24h。

（3）嵌縫

嵌縫工作與埋設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計灌漿壓力。若灌漿嘴與裂縫不通或有氣外漏，應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，再用高壓風沖干。沖洗用水要保持清潔，壓縮空氣應經油水分離器，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

設備為手搖泵，灌漿前應將所有嘴上的閥門全部打開，用壓縮空氣將孔內縫內的積水全部吹擠干凈，風壓控制在0.1MPa～0.2MPa，灌漿按由深到淺，由上而下，從一側到另一側的順序進行，灌漿壓力為0.3MPa，灌漿結束標準以不吸漿為原則，如吸漿率小于0.01L/min，再繼續灌漿20分鐘可結束灌漿。

1）灌漿作業全部在白天進行。

2）灌漿方式為純壓式灌漿。

3）灌漿前各孔口閘閥應全部打開，待出漿后即可關閉。

4）灌漿壓力及結束標準：灌漿壓力應先小后大、進漿宜緩慢，不應急促進漿，最大壓力控制在0.3～0.4MPa。灌漿結束標準：裂縫縫面停止吸漿后繼續灌注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混凝土產生有害的應力和變形，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縮砂漿，用木釬錘拍打搗實至表面出現少量漿液，然后用1438環氧膠泥刮平。其他部位直接采用1438環氧膠泥封閉。

3.4"灌漿過程中的注意事項

（1）灌漿過程中發現外漏時，應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，并盡早恢復灌漿。

（3）灌漿結束后用丙酮及時對工具和設備進行清洗。

（4）對豎向裂縫進行灌漿時，灌漿結束8小時以后可清除孔口閥門。

3.5"資源投入

灌漿用機械設備及材料見表3、

表3"""""""""""""""""""""""""機械設備配置表

序號

設備名稱

規格型號

單位

數量

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

地質鉆機

XY-2PC

臺

2

鉆檢查孔用

3.6"質量控制

（1）嚴格按經審批的施工方案進行施工，做好現場技術交底和工藝工作，確保工程質量滿足合同要求。

（2）施工漿材必須滿足質量要求，并經現場監理工程師簽字認可后方可帶進施工現場。

（3）裂縫描述應準確、細致并做好記錄，以便正確確定漿嘴間距及灌漿壓力。

（4）貼嘴時應嚴格控制注漿孔中心對準裂縫，且注漿孔不得被封縫材料封堵。

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

（8）施工技術員、質檢員全過程跟蹤值班，進行現場技術指導和質量檢查，確保施工質量的可靠性。

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.結束語

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

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不同程度的裂縫。混凝土大壩裂縫絕大多數是表面裂縫，但其中一部分可能發展為深層裂縫甚至貫穿性裂縫，如不及時處理將影響結構的整體性，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灌漿處理技術。

關鍵詞：大壩裂縫;化學灌漿;施工技術

1.前言

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

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），接壓力風管，風壓2kg;向孔內壓風，并觀察裂縫表面，若縫隙漏風，表明裂縫深度已達到或超過檢查孔的深度;若縫隙不漏風，表明沒有穿過裂縫。

（2）檢查情況

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

3.化學灌漿處理

3.1"灌漿材料

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

HK-G-2系列環氧灌漿材料具有粘度小、強度高等優點。其特點如下：

1）粘度小，可灌性好，可以灌注0.2mm左右的細縫。

2）和混凝土的粘結強度高，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;閘墩左側面裂縫貼灌漿嘴，再鑿槽7cm×5cm（寬×深）后采用預縮砂漿嵌縫。

（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，灌漿孔堵塞段采用預縮砂漿回填，灌漿孔孔口采用堵漏王密封，灌漿前進行壓風通氣檢查，檢查方式為將孔沖洗干凈后，采用0.2Mpa風壓進行。

灌漿嘴埋設從側面高程235m～242.5m之間每隔30cm埋設一個騎裂縫預埋灌漿嘴。灌漿嘴埋好后即可采用環氧膠泥騎縫粘貼灌漿嘴。灌漿嘴在混凝土面外露長度10cm，埋設灌漿嘴后的待凝時間不少于24h。

（3）嵌縫

嵌縫工作與埋設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計灌漿壓力。若灌漿嘴與裂縫不通或有氣外漏，應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，再用高壓風沖干。沖洗用水要保持清潔，壓縮空氣應經油水分離器，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

設備為手搖泵，灌漿前應將所有嘴上的閥門全部打開，用壓縮空氣將孔內縫內的積水全部吹擠干凈，風壓控制在0.1MPa～0.2MPa，灌漿按由深到淺，由上而下，從一側到另一側的順序進行，灌漿壓力為0.3MPa，灌漿結束標準以不吸漿為原則，如吸漿率小于0.01L/min，再繼續灌漿20分鐘可結束灌漿。

1）灌漿作業全部在白天進行。

2）灌漿方式為純壓式灌漿。

3）灌漿前各孔口閘閥應全部打開，待出漿后即可關閉。

4）灌漿壓力及結束標準：灌漿壓力應先小后大、進漿宜緩慢，不應急促進漿，最大壓力控制在0.3～0.4MPa。灌漿結束標準：裂縫縫面停止吸漿后繼續灌注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混凝土產生有害的應力和變形，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縮砂漿，用木釬錘拍打搗實至表面出現少量漿液，然后用1438環氧膠泥刮平。其他部位直接采用1438環氧膠泥封閉。

3.4"灌漿過程中的注意事項

（1）灌漿過程中發現外漏時，應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，并盡早恢復灌漿。

（3）灌漿結束后用丙酮及時對工具和設備進行清洗。

（4）對豎向裂縫進行灌漿時，灌漿結束8小時以后可清除孔口閥門。

3.5"資源投入

灌漿用機械設備及材料見表3、

表3"""""""""""""""""""""""""機械設備配置表

序號

設備名稱

規格型號

單位

數量

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

地質鉆機

XY-2PC

臺

2

鉆檢查孔用

3.6"質量控制

（1）嚴格按經審批的施工方案進行施工，做好現場技術交底和工藝工作，確保工程質量滿足合同要求。

（2）施工漿材必須滿足質量要求，并經現場監理工程師簽字認可后方可帶進施工現場。

（3）裂縫描述應準確、細致并做好記錄，以便正確確定漿嘴間距及灌漿壓力。

（4）貼嘴時應嚴格控制注漿孔中心對準裂縫，且注漿孔不得被封縫材料封堵。

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

（8）施工技術員、質檢員全過程跟蹤值班，進行現場技術指導和質量檢查，確保施工質量的可靠性。

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.結束語

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