大壩壩頂面坡面裂縫修補(bǔ)施工技術(shù)

趙凱

摘? 要：水利工程是利國(guó)利民的大工程，其關(guān)系到民眾的人畜飲水、防洪抗旱等一系列問(wèn)題，做好水利工程的運(yùn)維是確保水利工程安全使用的重要一環(huán)。裂縫被譽(yù)為水利工程“殺手”，裂縫的存在將會(huì)對(duì)水利工程的安全運(yùn)行埋下較大的安全隱患。以大壩為例，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中大壩壩頂面坡面會(huì)出現(xiàn)裂縫進(jìn)而對(duì)大壩的安全運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。結(jié)合大壩壩頂面坡面裂縫的特點(diǎn)采用裂縫修補(bǔ)技術(shù)對(duì)大壩壩頂面坡面的裂縫進(jìn)行針對(duì)性的修補(bǔ)將有助于減少裂縫對(duì)大壩壩頂面坡面所產(chǎn)生的危害，確保大壩的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：大壩;壩頂面坡面;裂縫;修補(bǔ)施工

中圖分類號(hào)：TV698.2+3? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）25-0145-02

Abstract： Water conservancy project is a major project for the benefit of the country and the people， which is related to a series of problems， such as human and animal drinking water， flood control and drought resistance. Therefore， to enhance the operation and maintenance of water conservancy projects is an important part to ensure the safe use of water conservancy projects. Cracks are known as the "killer" of water conservancy projects， and the existence of cracks will bury great hidden dangers for the safety operation of water conservancy projects. Taking the dam as an example， in the process of long-term use， cracks will appear on the top slope of the dam， which will have an adverse impact on the safety operation of the dam. According to the characteristics of the cracks on the top of the dam， this paper proposes using the crack repair technology to repair the cracks on the top of the dam， which will help to reduce the harm of the cracks to the slope of the top of the dam and ensure the safety operation of the dam.

Keywords： dam; dam top slope; crack; repair construction

前言

裂縫對(duì)大壩所產(chǎn)生的危害較大且較為嚴(yán)重，為保障大壩的安全運(yùn)行需要對(duì)大壩裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，以消除裂縫對(duì)大壩所造成的影響。大壩壩頂面坡面的裂縫處理需要結(jié)合裂縫的種類、特點(diǎn)等采取不同的措施。可以借助鑿槽、縫口封閉、灌漿等施工技術(shù)對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理，并通過(guò)沿裂縫走向鋪設(shè)限裂縫筋的方式降低裂縫所受的作用應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)于裂縫的加固。在完成對(duì)于大壩壩頂面坡面裂縫的修補(bǔ)后可以借助各種測(cè)量工具對(duì)大壩壩頂面坡面的裂縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)以確保大壩壩頂面坡面裂縫修補(bǔ)取得良好的修補(bǔ)效果。

1 某大壩壩頂面坡面裂縫情況

某大壩主體工程采用混凝土結(jié)構(gòu)，在長(zhǎng)期的運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中針對(duì)大壩壩頂面坡面的裂縫進(jìn)行了多次修補(bǔ)但是受限于技術(shù)并未針對(duì)裂縫進(jìn)行根本性的修補(bǔ)，致使大壩壩頂面坡面裂縫問(wèn)題反復(fù)出現(xiàn)且呈現(xiàn)出越來(lái)越多的現(xiàn)象，不利于大壩的安全運(yùn)行。針對(duì)這一問(wèn)題需要結(jié)合大壩壩頂面坡面裂縫的特點(diǎn)制定出相應(yīng)的方案對(duì)大壩壩頂面坡面裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理，保障大壩的安全運(yùn)行。

2 大壩壩頂面坡面修補(bǔ)前的準(zhǔn)備工作

2.1 搭建大壩壩頂面坡面裂縫修補(bǔ)作業(yè)平臺(tái)

大壩壩頂面坡面的裂縫分布在從坡腳到98.5m高程的區(qū)間范圍內(nèi)，利用大壩坡面自身、新老混凝土結(jié)合面施工所搭建的腳手架、倉(cāng)面等搭建大壩壩頂面坡面裂縫修補(bǔ)作業(yè)所需要的作業(yè)平臺(tái)。

2.2 大壩壩頂面坡面裂縫修補(bǔ)作業(yè)中水電、設(shè)備等的布設(shè)

施工中使用空壓機(jī)作為壓縮空氣移動(dòng)供應(yīng)終端，利用壓縮空氣清除作業(yè)面的雜物、沖洗灌漿孔。利用軟管等搭建供水管網(wǎng)用以保障大壩壩頂面坡面裂縫修補(bǔ)作業(yè)所需的水。拉鋪電纜用以為大壩壩頂面坡面裂縫修補(bǔ)作業(yè)提供所需的電力。

3 大壩壩頂面坡面裂縫修補(bǔ)施工方法

在大壩壩頂面坡面裂縫修補(bǔ)處理中需要結(jié)合裂縫的不同種類采取不同的處理方法。

3.1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類裂縫修補(bǔ)處理的總體方法

在對(duì)大壩壩頂面坡面裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理時(shí)首先需要做好裂縫種類的檢查。以Ⅱ類裂縫為例，利用檢測(cè)儀器對(duì)裂縫的深度、長(zhǎng)度進(jìn)行檢測(cè)并以此制定出針對(duì)性的修補(bǔ)方案。按照Ⅱ類裂縫表面清理-裂縫檢查-裂縫表面處理-切鑿嵌縫槽-Ⅱ類裂縫縫口修補(bǔ)閉合的流程完成對(duì)于Ⅱ裂縫的修補(bǔ)作業(yè)。對(duì)于大壩壩頂面坡面上的Ⅲ、Ⅳ類裂縫檢查修補(bǔ)處理流程如下：Ⅲ、Ⅳ類裂縫表面混凝土清理-裂縫損壞情況檢查-裂縫表面處理-切鑿嵌縫槽-鉆孔埋設(shè)灌漿管-封閉縫口-灌注漿液-裂縫修補(bǔ)質(zhì)量檢測(cè)。

不同的裂縫處理方法不同，距大壩壩頂距離超過(guò)1m以上的Ⅰ、Ⅱ類裂縫、大壩壩面下游壩面裂縫、大壩壩頂面坡面上的縱向裂縫根據(jù)裂縫縫口大小采取不同的處理方法，如裂縫寬度超過(guò)8mm以上，則需要對(duì)裂縫進(jìn)行加固灌漿封口處理，當(dāng)大壩壩頂面坡面Ⅰ、Ⅱ類裂縫的裂縫寬度小于8mm的則無(wú)需作專門的處理，可以通過(guò)采取一般的鑿槽封口方法對(duì)其進(jìn)行處理。對(duì)于距離大壩壩頂距離在1m范圍以內(nèi)的Ⅰ、Ⅱ類縱向裂縫，需要對(duì)裂縫進(jìn)行針對(duì)性的處理，在距離上游面0.75±0.25m范圍內(nèi)位置處進(jìn)行騎縫鉆孔作業(yè)，使得所鉆鉆孔穿過(guò)裂縫縫底0.5m左右，鉆孔孔徑為φ80mm，完成鉆孔作業(yè)后向其內(nèi)填充SR2柔性防水材料，而后采用灌漿作業(yè)處理方案向Ⅰ、Ⅱ類裂縫中灌注漿液閉合縫口，用以恢復(fù)大壩的功用。當(dāng)大壩的下游壩面裂縫延伸貫穿大壩上游壩面時(shí)則需要按照上游壩面裂縫處理規(guī)則進(jìn)行處理。

分布于大壩壩面上的Ⅲ、Ⅳ類裂縫在初期多采用一般的鑿槽封口、化學(xué)灌漿的處理方案。根據(jù)裂縫縫口寬度的不同選擇使用灌漿液、改性環(huán)氧或是LPL灌漿材料。除了對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理外，若Ⅲ、Ⅳ類裂縫的縫口較大則需要在縫隙中加裝限裂鋼筋，限裂鋼筋的加裝沿著大壩壩體上Ⅲ、Ⅳ類裂縫的走向設(shè)置，用以確保裂縫修補(bǔ)取得良好的修補(bǔ)效果。如大壩上的縫隙距離上游壩面的距離小于2m，則除了采用上述處理措施外還需要對(duì)縫隙中灌注灌漿液。灌漿作業(yè)時(shí)將沿著Ⅲ、Ⅳ類裂縫的縫底約0.5m的范圍內(nèi)設(shè)置騎縫鉆孔，鉆孔孔徑為φ80mm，鉆孔孔內(nèi)填充SR2柔性防水材料對(duì)鉆孔進(jìn)行封堵，而后在封堵口上游沿著裂縫走向鑿槽并填入LPL灌漿液對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿作業(yè)。對(duì)于大壩壩面下游的裂縫，如裂縫延伸并貫穿大壩上游壩面時(shí)則可以將下游壩面的裂縫按照上游壩面上的Ⅲ、Ⅳ類裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理。

3.2 大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的修補(bǔ)施工

在對(duì)大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理時(shí)，首先需要對(duì)大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的走向、長(zhǎng)度、寬度等進(jìn)行測(cè)量，并結(jié)合大壩壩頂、壩面的實(shí)際情況制定出合理的大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫修補(bǔ)方案。一般來(lái)說(shuō)對(duì)于大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的修補(bǔ)主要采用的是鑿槽灌漿修補(bǔ)法。在對(duì)大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)首先需要對(duì)大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫周邊進(jìn)行清理，首先對(duì)大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫周邊的碳化層進(jìn)行鑿除，而后使用壓縮空氣清理裂縫表面，并吹干裂縫兩側(cè)附近的混凝土表面。完成對(duì)于大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的表面清理后需要對(duì)裂縫周邊進(jìn)行鑿槽處理，沿著大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的走向切割梯形槽，槽寬以5-8cm為宜，具體槽寬選擇需要根據(jù)裂縫縫隙大小所決定，槽深約為5cm，使用切割或是鑿除的方式清除掉切割槽內(nèi)的混凝土。在完成了大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的鑿槽作業(yè)后需要對(duì)大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫進(jìn)行縫口封閉。首先使用壓縮空氣清理裂縫周邊混凝土表面，尤其是對(duì)梯形槽進(jìn)行重點(diǎn)清理避免槽內(nèi)存在雜物影響修補(bǔ)效果。而后在裂縫嵌縫槽內(nèi)涂刷1：2的水泥漿或是環(huán)氧基液，涂刷時(shí)需要確保水泥漿或是環(huán)氧基液涂刷均勻，使用頂縮砂漿填充嵌縫槽的回填嵌縫。填充完成后的預(yù)縮砂漿可以使用橡膠錘對(duì)其進(jìn)行敲擊以驗(yàn)證填充效果，以敲擊產(chǎn)生少量泛漿為宜。填充的預(yù)縮砂漿需要充滿切割槽并對(duì)填充后的表面進(jìn)行修形處理，以確保回填后的高度與混凝土表面平齊。灌漿回填后使用草席、氈毯覆蓋其上并注意澆水養(yǎng)護(hù)。在修補(bǔ)完成后需要對(duì)修補(bǔ)效果進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)用以確保大壩的使用安全。

3.3 大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫修補(bǔ)施工

大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫對(duì)大壩造成的危害較大，根據(jù)大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫縫寬大小的不同采用不同的修補(bǔ)方案，一般來(lái)說(shuō)主要以切槽灌漿并加裝防裂鋼筋法為主。在對(duì)大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫進(jìn)行表面清理、槽縫切割、縫口封閉等都可以參照上述大壩壩頂、壩面Ⅱ類裂縫的表面清理方法。為完成對(duì)于裂縫的灌漿作業(yè)，采用鉆騎縫孔埋設(shè)灌漿管的方式進(jìn)行。沿著大壩壩面裂縫鉆直徑為φ20mm深度為20cm的鉆孔，鉆孔沿著裂縫的走向并以60±20cm的距離為間隔，具體的間隔標(biāo)準(zhǔn)將以裂縫的縫寬為基準(zhǔn)進(jìn)行選取。完成鉆孔作業(yè)后使用壓縮空氣清理孔洞并做好灌漿管與裂縫之間的連接，使用壓縮空氣清潔后繼續(xù)使用高壓水對(duì)裂縫進(jìn)行沖洗用以進(jìn)一步去除裂縫中的雜質(zhì)。使用預(yù)所砂漿或是環(huán)氧砂漿進(jìn)行嵌縫。

完成了前期準(zhǔn)備后下一步將對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿修補(bǔ)。灌漿之前需要對(duì)灌漿管路進(jìn)行試壓，在環(huán)氧砂漿固化后使用肥皂水通過(guò)灌漿管路以0.3MPa的壓力灌入灌漿管路中查看嵌縫處是否存在漏氣缺陷，如存在漏氣則需要繼續(xù)使用環(huán)氧砂漿涂刷漏氣區(qū)域。只有檢測(cè)后不存在漏氣才能對(duì)大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫進(jìn)行化學(xué)灌漿。灌漿將按照一定的順序進(jìn)行，如水平縫灌漿需要從一端到另一端中間不得停頓，而垂直或是傾斜裂縫則采用由下而上的灌漿順序。灌漿時(shí)灌漿壓力從0逐步提升至0.8MPa，通過(guò)緩慢提升用以確保灌漿液能夠徐徐滲入到各個(gè)裂縫中，灌漿作業(yè)持續(xù)到灌漿壓力穩(wěn)定或是灌漿吸收速率小于10ML/min時(shí)停止。灌漿采用單點(diǎn)推進(jìn)灌注法，灌漿時(shí)待到相鄰灌漿嘴冒漿且顏色正常后停止灌漿并將灌漿孔封閉，按照上述方法依次完成各灌漿孔的灌漿作業(yè)。初步完成灌漿后需要對(duì)各灌漿孔進(jìn)行補(bǔ)灌，補(bǔ)灌到吸漿量小于10ML/min時(shí)繼續(xù)屏漿10min后停止灌漿作業(yè)，在完成了對(duì)于大壩壩頂、壩面Ⅲ、Ⅳ類裂縫的修補(bǔ)灌漿后需要積極做好灌漿的養(yǎng)護(hù)工作，確保灌漿液能夠取得良好的灌注效果。在完成灌漿后采用非破壞法對(duì)裂縫修補(bǔ)質(zhì)量進(jìn)行檢查。

4 結(jié)束語(yǔ)

大壩壩體建設(shè)質(zhì)量直接影響著大壩的使用效果。由于大壩需要承受水流巨大的壓力和沖擊力，一旦大壩出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)造成嚴(yán)重的災(zāi)難。大壩裂縫是影響大壩安全使用的重要隱患，在大壩的運(yùn)維過(guò)程中需要積極做好裂縫的修補(bǔ)整理工作，提高大壩使用的安全性。本文結(jié)合某大壩工程裂縫現(xiàn)象對(duì)大壩裂縫的特點(diǎn)進(jìn)行了分析并就如何做好大壩壩頂、壩面裂縫的修補(bǔ)施工進(jìn)行了分析闡述。在大壩壩頂、壩面裂縫修補(bǔ)施工中需要緊抓施工質(zhì)量，從大壩壩頂、壩面裂縫修補(bǔ)所使用的技術(shù)、材料等多個(gè)環(huán)節(jié)入手，確保大壩壩頂、壩面修補(bǔ)后能夠滿足相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]余英，楊忠興.南水北調(diào)中線水源工程丹江口大壩加高主體壩段混凝土控制拆除施工技術(shù)綜述[J].內(nèi)蒙古水利，2008（6）：103-105.

[2]王軍輕.丹江口大壩初期工程壩頂面、下游坡面裂縫處理施工技術(shù)[J].四川水力發(fā)電，2018，37（2）：156-158.

[3]徐砜.龍圣洞水庫(kù)防滲墻施工中產(chǎn)生壩頂裂縫的原因分析和應(yīng)對(duì)措施[J].湖南水利水電，2017（2）：11-13.