混凝土重力壩的防滲加固措施

（江西贛禹工程建設有限公司）

混凝土重力壩的防滲加固措施

□章智

（江西贛禹工程建設有限公司）

混凝土重力壩滲透性高，故其發生溶蝕、裂縫及凍融等病害的可能性大，對水利工程混凝土重力壩進行防滲加固對保證工程質量意義重大。基于龍灘水電站碾壓混凝土重力壩實際情況，并結合多年混凝土壩體防滲加固工作經驗，對該重力壩防滲加固設計要點進行了詳細探討，包括混凝土抗滲等級的確定、混凝土面板與原砌石壩的粘接、面板裂縫及分縫設計和止水設計等，以期對類似重力壩工程防滲加固提供指導借鑒。

混凝土重力壩；防滲加固；處理

1 概述

龍灘水電站碾壓混凝土重力壩存在較為嚴重的滲漏現象，在現場檢查中還發現其壩坡砌石勾縫的水泥砂漿存在局部脫落，背水坡坡身及壩體廊道等部位也以多處滲漏，個別地方滲漏量甚至高達2 L/s。究其原因主要是原施工過程中，坐漿不飽滿，上游面勾縫所用水泥砂漿強度不達標，壩基基礎未采取帷幕灌漿且處理不徹底，導致壩基壩體滲漏現象的普遍存在。

2 混凝土壩段防滲加固設計要點

2.1 混凝土抗滲等級的選擇

在進行截滲墻開槽施工之前，必須反復勘探并充分了解防滲墻槽位的地質條件，并查明基巖陡坡及大孤石等的分布特征，繪制槽位軸線剖面圖，并選擇重力壩壩段防滲墻部位進行生產性試驗，以便獲取鑿孔、固壁泥漿等施工參數的可靠取值。截滲墻主要為臨河截滲，可以起到加固重力壩的作用，并通過降低重力壩浸潤線出逸點以確保大壩安全。截滲墻技術主要包括水泥土截滲墻與混凝土截滲墻兩種，前者造價較低而后者造價高?；炷两貪B墻在進行施工時，先在重力壩壩面開槽施工，并利用泥漿進行地基固壁處理，開鑿成槽型孔或連鎖樁柱孔，并進行防滲材料的回填，最終筑起防身性能較強的地下連續墻。

混凝土重力壩抗滲等級主要與水頭有關，假設混凝土重力壩壩段最大工作水頭34.88 m，則按照《混凝土壩設計規范》（SL25-2006）相關規定，混凝土抗滲等級應為W4，混凝土防滲面板厚度應為最大工作水頭的1/30～1/60之間，底部厚度取值1.16～0.58 m，而頂部厚度≥0.30 m。

初擬塑性混凝土時應該選擇的配合比如下：水泥120～150 kg，膨潤土75～95 kg，砂率為45%并采用粒徑5～20 mm礫石，以上配合比為試驗時采用，施工所采用的配合比應根據重力壩實際情況進行調整，防滲加固所采用塑性混凝土性能指標見表1。

表1 塑性混凝土性能指標表

2.2 混凝土面板與原砌石壩的粘接

為了加強混凝土面板與原漿砌石壩體更好的粘接，必須在上游面均勻鉆錨梅花型孔，間距為1.10 m×1.10 m，孔深0.30 m，孔徑20 m，錨固孔必須布置在壩體“丁石”上，而避免在順砌條石上布孔，并根據現場實際情況適當調整錨筋間排距。錨固鋼筋型號為HRB335，直徑18 mm，埋入深度為0.30 m，清孔并保證孔內清潔后，采用鐵絲將其與面板鋼筋綁扎固定，注入建筑專用植筋膠后錨入鋼筋，植筋膠必須采用改性環氧樹脂膠粘劑。鋼筋安裝并加固處理后，需進行拉拔試驗，并按照《混凝土結構加固設計規范》（GB50367-2006）的規定確定拉拔強度。

影響拉拔力的因素主要有兩個，一是試驗方法及所采用的操作技術，如錨固方法、錨具尺寸、錨入程度、成孔質量、試驗儀器等；二是試驗材料，如混凝土材料及配合比、混凝土的干濕度、齡期、強度等級等。而在試驗儀器和等級確定之后，影響其拉拔試驗結果的因素就只?；炷亮耍囼灡砻?，當混凝土表面拉拔力高于側面3%時，底面的拉拔力比側面偏低2%，這與混凝土表面強度小于底面強度的事實正好相反，并因為水泥砂漿含量將直接影響各個部位的抗拉力。

2.3 混凝土面板裂縫問題

對于裂開度在0.20 mm以上的混凝土面板貫穿及深層裂縫，必須先進性化學灌漿，可以選用的灌漿材料主要為強度高且收縮小的環氧漿液，既可以有效發揮防滲作用，又有助于恢復混凝土面板的整體性能，并在裂縫表面涂刷手刮聚脲，對修復后的裂縫加強保護。

SK-E改性環氧系列灌漿材料具有高粘結強度與防滲特性，常用于混凝土重力壩壩體與壩基的補強與防滲，其具有粘度低、可灌性好、發熱量低、無毒性且操作方便等優點，一般滲入混凝土裂縫及微細巖體內0.20 mm，是當前混凝土重力壩防滲加固處理的理想材料。SK-E改性環氧系列漿材性能指標見表2。

2.4 分縫及止水設計

2.4.1 重力壩分縫設計

表2 SK-E改性環氧系列漿材性能指標表

2.4.1.1 面板分縫設計

重力壩分縫主要出現在混凝土面板，作為重力壩防滲主體結構，其在整體上具有的柔性而在局部則剛度較大，難以應對重力壩集中變形。在水壓作用下，重力壩面板處于雙向受壓狀態，可能在岸坡周邊縫與面板頂部出現拉應力，而進行重力壩分縫的目的主要是為了適應壩體變形，避免面板開裂，保證重力壩的防滲性能。

面板分縫分為垂直縫和施工縫，其中垂直縫主要為了適應面板變形及便于進行滑膜施工而設置的沿面板坡度順向的接縫，而垂直縫則是為了改善面板受力情況，減少并盡可能消除面板中心應力過于集中而引起應變并發生開裂、破壞。

2.4.1.2 周邊縫設計

周邊縫一般位于面板、趾板變形相差較大的結構分界面上，故而其變形往往是三維狀態，與面板正面相交的變位最大，而由于受到面板整體拉力約束其順坡下滑的切向變位較小。周邊縫往往是面板防滲體系中的薄弱環節，也是滲漏最可能出現的部位。

2.4.2 重力壩止水設計

2.4.2.1 周邊縫止水設計

混凝土重力壩蓄水后周邊縫基本屬于拉應力區域，應按照張性縫設計原則，既適應接縫處位移與防滲要求，又便于施工，防止混凝土擠壓破壞及止水撕裂，并采取止水與自愈相結合的結構型式。在周邊縫頂部采用SR塑性填料，并保證其在水壓力作用下流入接縫，以發揮止水作用。

2.4.2.2 垂直縫止水設計

張性垂直縫與壓性垂直縫的止水結構基本相同，只是張性垂直縫的縫內無需填塞瀝青木板，只需在縫面涂刷3 mm厚度的乳化瀝青即可。壓性垂直縫頂部宜采用SR塑性填料，并在填料鼓包表面覆蓋6 mm厚度的三元乙丙橡膠防滲保護蓋，并采用7 mm×50 mm（厚×寬）的PVC壓條和50 mm×50 mm×6 mm（長×寬×高）的不銹鋼角鋼并以間距0.40 m的膨脹螺絲將其固定在相鄰面板。

3 防滲加固效果

混凝土重力壩完工運行后，背水坡壩基壩底廊道等處滲漏現象完全消除，擋水壩處漏水口也已堵塞，防滲效果較好，即實現了防滲加固的目標，又保證了水電站碾壓混凝土重力壩社會效益與經濟效益的發揮。

［1］馬杰，老撾南湃水電站面板堆石壩分縫及止水設計［J］陜西水利，2014（5）：73-74.

［2］劉國柏，豐滿混凝土重力壩防滲降壓灌漿處理工藝探討［J］水利規劃與設計，2016（9）：129-132.

TU528.32

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1673-8853（2017）04-0055-02

2017-01-15

編輯：趙鑫

章智（1986-），男，工程師，主要從事水利項目管理工作。