基于雙曲混凝土拱壩灌漿在水利工程施工中的應用

楊波

【摘要】文章重點對水利工程雙曲混凝土拱壩灌漿施工技術措施、灌漿特殊情況處理及接縫灌漿質量檢查進行了簡要的分析研究。以供類似工程參考應用。

【關鍵詞】水利工程；雙曲混凝土；灌漿施工；特殊情況處理

一、工程簡介

該水利工程主要是以農業灌溉為主，兼顧發電與農村人畜生活供水綜合利用的中型水利工程。混凝土雙曲拱壩最大壩高93m，壩頂厚10m，壩底厚27m，壩頂弧長318.783m。根據橫縫設置原則和壩身泄洪等建筑物的布置要求，采用“一刀切”形式進行垂直平面分縫，共設置2l道橫縫，將大壩分為22個壩段，每條橫縫間距約為15m，各灌區高度為9-12m，單個灌漿區面積在96-123m2之間。

二、灌漿分區及灌漿系統布置

（一）灌漿分區布置

壩體接縫灌漿分區布置原則為：接縫灌漿分區高度為9-12m；單個灌區面積不大于123m2；灌漿單層累計灌漿面積不大于400m2。根據上述原則進行灌漿區布置，共分為112個灌漿區。

（二）灌漿系統組成布置

根據壩體橫縫設置灌區，每條橫縫內根據灌區高度、灌區面積設置獨立的灌區，每個灌區的灌漿系統由進漿管、回漿管、升漿管、出漿設施、排氣設施和止漿片組成。每個灌區的灌漿系統均采用預埋兩套管路灌漿系統，互為備用，以保證接縫灌漿質量。預埋的管路系統布置為：預埋兩套水平鍍鋅鋼管并在其上連接升漿鋼管，進、回漿管的進口和出口都平行布設在各個相應灌區的廊道內，其中進漿、回漿、水平灌漿管均采用3.8cm鍍鋅鋼管，與進漿管連接的升漿配件支管采用2.54cm鍍鋅鋼管。水平進、回漿管分別設置在各個灌區底部，升漿管采用Φ20mm軟塑料管并與升漿配件支管連接，各個灌區頂部設置預留水平排氣槽，達到完全排氣至漿液充滿橫縫面內。

（三）灌漿管路安裝

為保證灌漿管路系統的通暢，灌漿管路的安裝按以下程序和要求進行：（1）灌漿管路全部埋設在先澆筑塊混凝土中；（2）在先澆筑塊縫面上塑料拔管位置采用預埋半圓木條，要求上、下混凝土澆筑層間必須保證預埋的半圓木條位置準確、平直、連續；（3）拔管采用塑料軟管，要求充氣24h，經檢查無漏氣現象時，方可使用；（4）后澆筑塊安設的塑料軟管應順直地固定在先澆筑塊的半圓槽內，充氣后應與進漿管或升漿孔洞緊密連通。（5）在混凝土澆筑完24h后即可放氣拔管，拔管后對孔口進行保護，以免石渣或其他雜物掉入孔內造成管路堵塞。

三、灌漿施工技術

（一）灌漿準備工作

（1）灌漿溫度監測。設計灌漿溫度6-8℃，在實際中采用的灌漿溫度，有時因受其他因素影響略有改變。在灌漿時，灌區上部一般澆筑9m厚混凝土壓重層，其溫度亦要求達到設計灌漿溫度。（2）灌漿時間。接縫灌漿時間應在低溫季節進行。（3）灌區縫面張開度要求大于0.5mm。（4）各灌區周邊封閉良好，管路和縫面暢通。（5）灌漿壓力。灌漿過程中必須控制灌漿壓力和縫面增開度，灌漿壓力應達到設計要求，若灌漿壓力尚未達到設計要求，而縫面增開度已達到設計規定值，應以縫面增開度為準限制灌漿壓力。

（二）灌漿施工

（1）灌漿程序應按高程自下而上分層進行，水平方向同一層內的接縫灌漿宜由大壩中部灌漿區開始施灌，再依次向兩岸對稱推進。

（2）同一高程的接縫灌漿區，一個灌漿區灌漿結束3d后，其相鄰的接縫灌漿區方可開始灌漿。若相鄰壩塊灌漿區均已具備灌漿條件，可采用同時灌漿方式，也可采用按從中到邊順次逐區推進的連續灌漿方式。當采用連續灌漿時，前一灌漿區灌漿結束后8h以內，必須開始后一灌漿區的灌漿，否則仍應間隔3d后進行灌漿。

（3）橫縫灌漿采用水灰比0.5：1的漿液，并加入0.25%的高效減水劑，只有在灌漿確有困難時可增大水灰比。要求漿液2h析水率2%～3%，粘度值37～39s，結石強度為36～37MPa（28d抗壓強度）。

（三）灌漿結束標準

同時滿足以下三個條件時，可結束灌漿。（1）排氣管排漿濃度達到或接近最濃比級漿液濃度。（2）排氣管管口壓力達到設計值或縫面增開度達到設計規定值。（3）縫面吸漿率不大于0.4L/min時，壓力持續30min，灌漿即可結束。灌漿結束時，先關閉各管口閥門并扎好各管口皮管后再停機，灌區的閉漿時間不小于8h。

四、灌漿特殊情況處理

（一）漏漿和串漿的處理

灌漿過程中出現漿液外漏，應先從外部進行堵漏，若無效再采用灌漿措施，如加濃漿液、降低壓力等進行處理，但不得采用間歇灌漿法。當出現串漿，且串漿灌區已具備灌漿條件時，應同時灌漿。否則應采取以下措施：若開灌時間不長，應使用清水沖洗灌漿區和串區，直至灌、串區的排氣管出水潔凈時停止，待串區具備灌漿條件后再同時進行灌漿；若灌漿時間已較長且串漿輕微，可在串區通低壓水循環，直至灌漿結束，串區循環回水潔凈時停止。串漏灌漿區，表現形式多種，一般為止漿片失效、壩體排水管及廊道部位漏漿等，處理措施為：上層灌漿區串漏時，采用上層灌漿區通水循環沖洗、平壓措施，若串漏量過大可采用上下層灌漿區同灌；灌漿區與壩體廊道相串時，在廊道縫面處嵌縫堵漏；灌漿區與壩體排水管相串時，若漏漿嚴重可采用木塞阻塞壩體排水管，待漿液初凝后再予以疏通。

（二）灌漿區堵塞的處理

當排氣管出漿不暢或被堵塞時，在控制變形的同時，盡量提高進漿壓力達到灌漿結束條件。若無效，則在順灌結束后，應立即從兩個排氣管中進行倒灌。倒灌時應使用最濃比級漿液，在設計規定的壓力下，縫面不再吸漿，壓力持續10min后結束灌漿。如出現管路堵塞應疏通。埋管前須對下層灌漿區通水檢查，確保每層灌漿區通暢，及時檢查處理。每個橫縫灌漿區內埋設2套灌漿系統，若一套管路堵塞，可采用另一套灌漿系統；若進漿管堵塞，可使用回漿管倒灌處理；若排氣槽堵塞，可從下游壩面或廊道鉆孔疏通排氣槽。

五、接縫灌漿質量檢查

（一）各個灌區的接縫灌漿質量主要以分析灌漿資料為主，并結合鉆孔取芯、槽檢等質檢成果。

（二）灌漿結果。該拱壩到目前為止已完成主河床壩段5條橫縫的15個灌漿區進行接縫灌漿，根據灌漿結果可知，拱壩接縫灌漿施工技術可行，單位注入量控制較好，灌漿結果滿足設計及規范要求。

（三）質量檢查。取芯檢查，鉆孔巖芯完整，呈短～中柱狀，縫面可見水泥結石充填，厚度0.5-3mm，最小0.2 mm，水泥結石呈灰黑色，充填飽滿。壓水檢查時，對檢查孔做單點法壓水試驗，壓力0.2MPa，透水率小于1Lu。

六、結論

（一）通過工程實踐以及相應統計資料可以看出，接縫灌漿施工采用塑料拔管法，具有施工工藝簡單，各環節施工緊湊、規范，焊接工程量少，施工速度快的優點。同時，塑料拔管具有可重復利用的特點，從而節約工程成本。

（二）混凝土壩體接縫灌漿工藝復雜、技術要求嚴格，為確保發電工期，應加強施工質量控制，特別是灌區橫縫水平止漿片部位施工必須專人專管，確保混凝土澆筑密實，避免灌漿區串漏。