大壩裂縫防滲處理技術與應用實踐

陳建華

摘 要：大壩裂縫防滲處理是保障水庫安全運行的重要內容，因冬季溫度驟降而誘發的大壩裂縫，需要及時進行止裂、止水防滲處理，避免發生貫穿性裂縫帶來潰壩風險。其中，以柔性防滲處理技術來實現防裂變形、防滲目標，投資少，技術穩定，止水效果好，具有較高的應用價值。

關鍵詞：水庫大壩；裂縫止水；柔性處理技術

中圖分類號：TV543 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2017）03-0090-02

Abstract： Seepage control of dam crack is an important part of guaranteeing the safe operation of the reservoir， for dam cracks induced by sudden temperature drop in winter， in order to avoid the risk of dam break caused by penetrating fractures， it is necessary to carry out crack prevention and water seepage control. Based on the flexible seepage treatment technology to achieve crack deformation， seepage， it has the advantages of less investment， stable technology and good water stopping effect， which has high application value.

Keywords： reservoir dam；crack sealing；flexible processing technology

水庫建設是提供區域灌溉、人飲、防洪、養殖和旅游等綜合利用價值的重要水利樞紐工程。大壩裂縫所帶來的庫區整體抗滲性能降低問題，給庫區安全帶來風險。因此，應加強水庫大壩裂縫防滲處理技術研究，來提高工程的綜合效益。本文結合某水庫大壩裂縫防滲處理實際，就柔性處理方法展開探析。

1 大壩裂縫現狀

某攔河大壩為混凝土重力壩，庫容約1.45億m3，主要由大壩、副壩、引水隧洞、地面開關站等組成，壩頂高層146m，最大壩高39m，共計32個壩段、31條伸縮縫，其中3～25號壩段為溢流壩段，其余為擋水壩段。通過對壩體及上游壩面水下環境進行全面檢查，在擋水壩段、溢流壩段均存在與排水孔相貫通的水平裂縫。初步統計共計24處水平裂縫，裂縫寬度1～60mm，長度2.4～12.3m。另外，部分壩段珍珠巖保護層存在脫落現象，擋水面區域混凝土出現麻面，排水孔滲漏水部分出現射流狀態。結合對壩體廊道的細致觀察，得出整個壩體滲流現象嚴重，安全危害表現在3個方面：①從析鈣狀況來看，壩體混凝土內部膠凝顆粒被沖走，降低壩體強度；②裂縫降低了壩體抗滲能力，影響壩體可靠度；③裂縫具有擴張性，可能引發貫穿性裂縫，危及壩體安全。從產生裂縫的原因分析來看，該庫區所在位置在季節變化中帶來的溫度差異，特別是冬季上游壩面水溫1～3℃，而下游壩面水溫降至-10℃，巨大溫差驟變帶來的溫度應力作用可能導致壩體混凝土產生裂縫。

2 止裂、防滲技術選擇

從壩體裂縫現狀及成因分析來看，止裂與防滲處理都應該同時進行，止裂是為了防范裂縫繼續擴大，防滲是對現有裂縫進行封堵，阻止漏水。因此，在方案設計上，要重視三點：①將錨索加固與裂縫防滲進行融合，從壩體上游打預應力錨索，從壩面延伸至壩基巖，來抵抗因冬季水溫降低而帶來的壩面混凝土收縮應力，再在壩面裂縫處采用柔性處理技術止水；②利用錨索來對壩體裂縫進行灌漿處理，結合壩面裂縫位置，實施錨索加固，在裂縫周邊進行鉆孔灌漿，由于施工縫、伸縮縫相互連接，灌漿可能填充伸縮縫，引發溫度變化帶來的伸縮受阻，嚴重時可能導致擠壓破壞；③對壩面上游進行防滲和加固處理，利用柔性技術來處理壩面裂縫，降低漏水，以錨筋澆筑鋼筋混凝土加固層來防控裂縫擴展[1]。

根據本防滲工程實際，在止裂與止水措施上，主要從試驗性技術方案來進行。針對壩體裂縫現狀，以三重防滲柔性技術來進行處理。首先對裂縫周邊進行開槽，并填充GB柔性止水材料，然后加固錨固止水板，再確定鉆孔灌漿止水。GB柔性處理具有較高的耐老化、防滲能力，且塑性大，與混凝土具有良好的粘結性，具備嵌縫止水性能。同時，GB柔性材料具有多種型材結構，如條狀斷面、板狀斷面，便于工程粘結與加固施工。在三重防滲止水處理中，GBW止水條主要承擔止水，SXM主要承擔封堵止水，GB柔性止水板來強化防滲止水[2]。

3 施工技術及方法應用

3.1 施工前期漏水部位檢查及處理

針對庫區蓄水作業條件，需要對壩面漏水部位進行前期檢查，特別是對于水下漏水點裂縫狀況進行處理，檢查珍珠巖保護層破損情況，測量裂縫大小等。

3.2 柔性處理防滲作業工序

利用柔性防滲處理技術，需要對漏水點及壩面裂縫進行處理。一是對裂縫周邊切割梯形槽，沿裂縫進行切槽，確保裂縫位于槽下口位置。槽上口寬8cm，下口寬4cm，槽深約5cm[3]。二是對梯形槽進行清理，利用高壓水來剔除槽內殘渣、泥土及碎屑，保障梯形槽內清潔，便于粘合劑與槽面進行良好粘接。三是對梯形槽進行涂刷粘合劑，粘合劑的制備與調配要結合試驗條件進行選擇，確保粘合劑的粘合效果。同時，潛水員在進行水下作業時，要沿梯形槽下口面進行均勻涂抹，確保2次以上反復涂抹。四是進行嵌填GBW填充劑，在對水系梯形槽進行粘合劑涂抹結束后，迅速填充膨脹止水條及快速密封劑，遵循“從中間到兩邊”的順序來完成梯形槽嵌填膨脹止水條，并保障止水條本身與梯形槽中間良好的粘結。另外，對于GBW止水條，需要與梯形槽進行搭接時，兩者搭接長度要大于15cm。對于水下密封劑的調配，也需要遵循試驗條件，確保GBW膨脹止水條與密封劑良好粘結，避免受水的浸泡而影響封堵效果。五是利用三元乙丙復合柔性止水板進行粘結。三元乙丙復合止水板在與裂縫進行粘結時，需要先對裂縫表面進行涂刷粘合劑，在止水板一側進行涂刷粘合劑，按照從中間向兩邊的順序，迅速與止水板進行粘貼，打壓密實處理后，再利用不銹鋼壓條對止水板上下邊緣進行錨釘加固[4]。六是對GB柔性止水板、射釘錨接點以及周邊實施粘合劑封閉處理，確保防滲防漏。

3.3 裂縫灌漿化學處理

從止水、止漏處理作業實踐來看，為了獲得封堵裂縫效果，還需要對裂縫兩端進行化學灌漿處理，切實從根源上來防范繞滲問題。柔性處理技術在實施后，還需要從裂縫及兩端對伸縮縫周邊進行封閉處理，采用斜孔化學灌漿工藝來阻止繞滲。在作業工序上，首先要進行打斜孔，結合不同壩段裂縫情況，分別在4、7、8、13號壩段進行繞滲處理，因與溢流面相接，需要在上述4條裂縫兩端進行布孔灌漿，并在中墩與裂縫相接處再布孔。其次，對鉆孔進行清洗并灌漿，利用密封劑在灌漿孔進行環形封閉并固定，確保灌漿嘴密封緊密。再次，利用壓水試驗來進行裂縫開合度檢測，判斷壩體裂縫串通狀況，并由此來計算灌漿壓力及進漿量，防治漿液流失。在裂縫內灌漿試驗前，需要對裂縫密封情況進行檢查，特別是針對漏水點進行修補，確保裂面密封良好。最后為灌漿作業，采用LW/HW水溶性聚氨酯材料，設置灌漿壓力為0.3～0.5MPa，待至灌漿壓力保持在0.5MPa，10min不吸漿為止，停止灌漿[5]。

3.4 柔性處理復核作業

根據庫區壩體環境的特殊性要求，在進行裂縫柔性處理后，需要對裂縫防滲情況進行復核檢查，利用水下墨汁點滴測漏法，分別對4、7、8、13號壩段防滲情況進行測試檢查，未發現裂縫處GB柔性止水板發生漏水問題。

4 結語

柔性處理工藝在大壩裂縫防滲中的應用，需要從工程施工前期檢查與滲漏成因進行全面分析，來了解壩體裂縫狀況，針對性地開展止水、止漏處理。該項目工程所采用的柔性處理技術，在后期項目運行1a檢測與復核中，整體漏水問題明顯減少，充分說明了柔性防滲處理工藝在混凝土大壩裂縫防滲中具有較高的止水、止漏效果。同時，從該技術前期檢測、試驗、實施、復檢等流程分析來看，投資少，技術可靠性強，對壩體裂縫修補質量高，其經濟效益、社會效益顯著。針對庫區大壩安全威脅，多會受到溫度應力影響而發生裂縫問題，如果不進行及時修補和止裂處理，可能誘發更大的貫穿性裂縫，為后期大壩安全運行帶來危害。因此，從止水、止裂并行處理上，利用柔性防滲工藝，借助于壩基錨桿加固、布孔灌漿來實現裂縫的強制性封閉，具有良好的應用價值。

參考文獻：

[1]陳亮.水溶性聚氨酯化學漿液在大壩防滲板裂縫處理中的應用[J].建材與裝飾，2016（39）：282-283.

[2]呂高峰.覆蓋層內防滲墻裂縫對滲流場的影響分析[J].浙江水利科技，2015（2）：74-75，79.

[3]陳亮.水利工程中混凝土建筑滲漏處理措施分析與探究[J].水利建設與管理，2015（5）：71-73.

[4]黃朝君，楊小云，夏杰.丹江口初期工程大壩上游面水上裂縫檢查與處理[J].人民長江，2015（6）：45-48，74.

[5]石碩.水泥化學灌漿法在壩體防滲加固中的應用[J].東北水利水電，2015（11）：20-21，23.