淺談水庫溢洪閘水庫溢洪閘裂縫控制

付淑華++胡培華

摘 要：混凝土中產(chǎn)生的各種裂縫不僅對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良的影響，還可能對整個建筑物產(chǎn)生直接的危害。水工建筑物水下部分的裂縫，會造成水沿裂縫滲漏，水位線以上的裂縫，則會由于氣溫的反復(fù)變化，使裂縫中的毛細(xì)水對結(jié)構(gòu)物造成進(jìn)一步的損傷，從而可能造成結(jié)構(gòu)物的破壞。本文就水庫溢洪閘混凝土施工裂縫控制進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：水庫溢洪閘；水庫溢洪閘；裂縫控制

引言：

隨著建筑業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展、高質(zhì)量的塊石等不可再生資源的日益匱乏，混凝土替代漿砌塊石的現(xiàn)象越來越多，混凝土工程已成為水庫除險加固工程中的重點，也是水庫溢洪閘施工的關(guān)鍵，混凝土裂縫控制成為水庫除險加固工程必須高度重視的問題。

一、工程概況及裂縫產(chǎn)生部位

某水庫集水面積154.8 km2，總庫容1.12 億m3，需實施水庫除險加固，對原溢洪閘進(jìn)行了拆除重建，將原五孔每孔凈寬2.5 m 的鋼筋混凝土平板閘門螺桿式啟閉的溢洪閘，改建為三孔每孔凈寬4.6 m 的弧形鋼閘門液壓啟閉的溢洪閘，溢流堰由寬頂式改為駝峰堰，溢流堰頂高程32 m。溢洪閘改建工程施工完成后，在對溢洪閘混凝土工程進(jìn)行檢查觀測時，先后在溢流堰體、陡槽及溢流堰體與閘墩之間發(fā)現(xiàn)了混凝土裂縫和滲水現(xiàn)象，具體情況為：在階梯式陡槽16.2 m 高程平臺以下部位出現(xiàn)順?biāo)飨蛄芽p，縫線走向基本位于陡槽中心軸線部位，裂縫長約20 m，縫隙細(xì)小，約0.1 mm（以下簡稱裂縫①）。2 在三孔溢流堰體下游弧面中部向下部位各出現(xiàn)1條（中孔2 條）“Y”形裂縫，裂縫部位和形狀基本相同，裂縫寬度細(xì)微，小于0.1 mm（以下簡稱裂縫②）。發(fā)現(xiàn)溢洪閘閘墩與溢流堰體之間的豎向裂縫有輕微滲透漏現(xiàn)象（以下簡稱裂縫③）。

二、裂縫產(chǎn)生原因分析

根據(jù)裂縫產(chǎn)生的位置、地質(zhì)條件和較長一段時間的跟蹤觀察，分析裂縫產(chǎn)生的成因為：在上述三種裂縫產(chǎn)生的情況中，溢洪閘閘墩與溢流堰體之間的豎向裂縫為施工縫，主要是由于堰體混凝土收縮，致使施工縫張開，但縫的寬度不大，所以僅有輕微滲水現(xiàn)象。滲水的主要原因，可能是施工縫預(yù)留止水銅片底部封漏砂漿不足造成。雖然該縫本身對于工程結(jié)構(gòu)的安全影響不大，但由于該縫面直接與庫水相通，在滲透水流的作用下，可能對混凝土結(jié)構(gòu)使用的耐久性有一定影響，需進(jìn)行防滲加固處理。①②裂縫都為溫度應(yīng)力裂縫，其產(chǎn)生的原因有二：一是施工過程中，基礎(chǔ)溫差和混凝土內(nèi)外溫差過大； 二是混凝土收縮過程中受到基礎(chǔ)巖石或老混凝土約束，應(yīng)力無法自然釋放，溢洪閘陡槽裂縫的混凝土基礎(chǔ)為微風(fēng)化鞍山巖，溢流堰體混凝土澆筑時，由于基礎(chǔ)灌漿工程的施工影響，基礎(chǔ)塊混凝土的齡期已經(jīng)達(dá)到60 d 以上，基礎(chǔ)對上部溢流堰體的混凝土約束作用明顯。加之上述兩個部位混凝土相對較薄（厚約50 cm），對產(chǎn)生裂縫也有一定影響。從①②裂縫的特征分析，縫②屬表面裂縫，由于裂縫的寬度很小，對結(jié)構(gòu)本身影響不大； 縫①屬深層裂縫，但裂縫的混凝土基礎(chǔ)為大塊微風(fēng)化鞍山巖，因此裂縫對陡槽底板的穩(wěn)定性影響也不大。但從混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和結(jié)構(gòu)表面情況來看，必須對裂縫進(jìn)行必要的處理，以防止鋼筋銹蝕和混凝土繼續(xù)脹裂，影響混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性。

三、裂縫處理

根據(jù)裂縫處理的一般原則和水庫溢洪閘混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與裂縫特征，為進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋產(chǎn)生銹蝕，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，我們對橫山水庫溢洪閘混凝土裂縫采取了以下措施：

1.①②裂縫處理：一是鋼筋防銹； 二是裂縫處理。鋼筋防銹采用Sika FerroGard903 防銹浸漬劑，其優(yōu)點為不改變混凝土表觀和水蒸氣的擴(kuò)散能力，經(jīng)濟(jì)地延長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，施工簡單、經(jīng)濟(jì)。

2.對溢洪閘閘墩與溢流堰體之間的豎向裂縫，即施工縫，采用化學(xué)灌漿方法進(jìn)行處理。

a.化學(xué)灌漿方法

沿施工縫鉆斜交孔與縫相交，再使用適當(dāng)?shù)墓酀{壓力灌注化學(xué)漿液。化學(xué)灌漿材料選用SikaFix106 聚氨酯堵漏劑，利用該堵漏劑遇水膨脹、固化的原理，在施工縫間形成彈性充填墊，以達(dá)到止水目的。由于此化學(xué)灌漿漿材的粘度小，可灌性高，因而能夠很容易地灌入混凝土缺陷部位。SikaFix106 聚氨酯堵漏劑特點：柔韌、通用、擴(kuò)展型的注射灌漿； 無溶劑、無毒、適用于飲用水的環(huán)境； 親水、再次遇水又會膨脹、保持永久彈性； 優(yōu)異的粘結(jié)力、性能可調(diào)。

b.化學(xué)灌漿工藝流程

施工準(zhǔn)備→查縫定位→布孔→鉆孔→清孔→安裝灌漿塞、連接灌漿泵→灌漿→清理施工現(xiàn)場→驗收

（a）查縫定位：首先根據(jù)裂縫發(fā)生的部位和情況，確定裂縫類別，再檢查裂縫的深度，為布孔提供第一手資料。

（b）布孔：根據(jù)裂縫情況和所用灌漿材料的流動性等性能進(jìn)行布孔。因裂縫③一側(cè)為閘墩，只能采用單面布孔進(jìn)行灌漿處理，布孔間距一般為30～50 cm。灌漿布孔由溢流堰頂起向下一直布至溢流堰體與底板連接處，布孔間距50 cm。

（c）鉆孔：采用德國進(jìn)口電錘鉆孔，最大孔深可達(dá)85 cm，孔徑范圍Φ6～Φ20，孔深以過縫3～5 cm 最佳，鉆45°斜孔。在30 m 高程以上裂縫灌漿鉆孔的深度采用80 cm，鉆60°斜孔； 在30 m 高程以下裂縫灌漿鉆孔的深度采用50 cm，鉆45°斜孔。

（d）清孔：灌漿前應(yīng)對成形的孔進(jìn)行清理，清除孔內(nèi)石粉等雜質(zhì)。

（e）安裝灌漿塞、連接灌漿泵：利用膨脹原理加工而成的膨脹型灌漿塞，并且在膨脹型灌漿塞內(nèi)部設(shè)有兩道單向閥，灌漿結(jié)束后，單向閥能夠有效的防止灌入的漿材倒溢，保證了灌漿的質(zhì)量。灌漿塞經(jīng)獨特設(shè)計，它由塞體和灌漿桿兩部分組成。塞體所鉆孔孔徑為Φ8 mm。

（f）灌漿：

灌漿順序自下而上、由低向高，逐一連續(xù)進(jìn)行。對施工縫和細(xì)微的裂縫采用較高的壓力進(jìn)行灌漿，最大灌漿壓力約為混凝土抗壓強(qiáng)度的1 / 10。用SikaFix106 ∶水=1 ∶10 的漿液進(jìn)行灌注。對伸縮縫灌漿時，利用上層止水片出漿，灌漿開始時控制壓力及進(jìn)漿率，等繞過上層止水漏出的漿液初凝后，提高灌漿壓力至1.0 MPa，持續(xù)灌漿10 min 后即可結(jié)束灌漿。施工縫、細(xì)微裂縫灌漿開始時控制壓力和進(jìn)漿速率，逐漸提高灌漿壓力至縫面出漿后，保持5 min 即可結(jié)束本孔灌漿，改灌相鄰灌漿孔。當(dāng)相鄰孔灌漿后，縫面出漿不能連通時，應(yīng)在兩孔間補(bǔ)孔。所有孔灌漿結(jié)束后，使用環(huán)氧沙漿進(jìn)行封孔。

結(jié)束語：

在水庫除險加固溢洪閘施工中，要認(rèn)真分析混凝土施工中裂縫的成因，從設(shè)計開始抓起，在施工過程中嚴(yán)格控制，從材料選用、施工工藝、日常養(yǎng)護(hù)等方面及時采取保障措施，避免和減少裂縫的產(chǎn)生，確保工程建設(shè)質(zhì)量。

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