淺談混凝土壩面裂縫處理工藝

龔歡 梁娟 王運澤

中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司 浙江 杭州 311122

1 工程概況

某水電站大壩建設過程中，部分壩段灌漿廊道等部位曾出現混凝土裂縫，相應部位的廊道出現大量滲漏。對該水電站上游壩面混凝土裂縫進行了遙控無人潛水器（ROV）水下檢查。檢查后發(fā)現：部分壩段上游面發(fā)現有近水平向裂縫和縱向裂縫[1]。

2 裂縫處理思路

大壩裂縫處理需要達到三個目的：堵水、補強 加固、耐久性要求。由于發(fā)現滲漏時已經進行大壩裂縫廊道化學灌漿處理，已經達到臨時堵水的目的。但聚氨酯類化學灌漿材料強度較低，無法滿足補強加固及耐久性的要求，因此從大壩的長期安全穩(wěn)定運行考慮，必須對上游裂縫進行全面徹底的處理。

理想的堵水方式是能夠盡量靠近裂縫上游，因為這樣將使裂縫內的壓力盡量降低，能夠避免裂縫進一步生長和發(fā)展。采用大壩上游面裂縫水下封閉的辦法，便能夠滿足要求。混凝土面裂縫封閉的方法可借鑒混凝土面板壩結構縫的處理方式，即裂縫嵌填柔性填料堵水、表面覆蓋蓋片進行防護。本方案能在混凝土表面有效隔絕上游庫水，還能適應裂縫變化。可采用水下表面封堵結合水下化學補強灌漿的方式進行處理[2]。

材料的選擇。①塑性止水材料。拉伸強度(3.5Mpa)；扯斷伸長率(350%)；硬度(邵爾A)( 40±3度)。②環(huán)保型水下環(huán)氧灌漿材料，改性環(huán)氧樹脂(A液)及透明的固化劑組成。固化物抗壓強度，≥60MPa；拉伸剪切強度，≥10MPa；固化物抗拉強度，≥15MPa。

3 裂縫處理技術

3.1 裂縫水下處理流程

水下裂縫檢查（水下錄像設備進行全程錄像）—縫面清理—騎縫切槽—鉆灌漿孔—埋灌漿管—嵌壓塑性止水材料—封縫—灌漿—拆除灌漿管—噴墨檢查—粘貼防滲保護材料、不銹鋼壓條固定—封邊及噴墨檢查。

3.2 大壩裂縫部位處理工藝

（1）縫面清理：裂縫復核完成后，徹底清除裂縫及兩側混凝土表面的附著物和松散層。

（2）騎縫切槽：潛水員利用水下液壓切割設備進行騎縫切U型槽，分別在裂縫兩側開始切槽，用于嵌填止水材料。

（3）鉆灌漿孔：潛水員入水后，到達作業(yè)部位深度，當確定該裂縫位置屬于灌漿范圍后，采用液壓鉆進行鉆孔施工。

（4）埋灌漿管：水面作業(yè)人員對本裂縫灌漿管采用防水布粘貼至灌漿管上后，記號筆對灌漿管從“壩段-01”對各其進行逐一編號，以便記錄化灌記錄，標記完成后，潛水員入水，由裂縫頂部開始依次將孔徑16mm、管長55cm的灌漿管插入孔內，縱向裂縫埋深控制在35cm，水平縫埋深控制在20cm，并采用水下密封劑封孔對其進行封孔。

（5）嵌壓塑性止水材料：潛水員沿清理干凈的“U”形槽內嵌壓塑性止水材料，塑性止水材料尺寸為寬3cm×厚2cm，沿槽將塑性止水材料嵌入并鋪平壓實，并用水下射釘槍或水泥鋼釘進行固定。

（6）封縫：埋管完成后，對需要灌漿段的裂縫進行封閉。裂縫封閉依次從上向下進行，封縫材料主要采用水下密封劑封閉。潛水員將攪拌好的水下密封劑嵌入裂縫中，進行塞壓，并將周邊抹平，直至凝固。

（7）灌漿：縱向裂縫灌漿材料選用水溶性聚氨酯，水平縫灌漿材料選用環(huán)氧樹脂。縱向裂縫化學灌漿采用自下而上的順序，水平裂縫化學灌漿采用從左至右或從右至左的順序。

縱向裂縫灌漿：灌漿管未入水前，采用灌漿泵將清洗劑注入灌漿管內，使其在灌漿過程用于排水，確保水溶性聚氨酯和環(huán)氧樹脂注入裂縫內之后再與水開始接觸。洗滌劑內加入少量的顯色劑，用于潛水員水下判斷清洗劑排除，根據管容計算結果每根灌漿管清洗劑的灌入量控制在0.05L。清洗劑注入完成后，開始漿液配置，聚氨酯灌漿漿液比例LW∶HW選用9∶1。

水平裂縫灌漿：水平縫灌漿材料選用環(huán)保型水下環(huán)氧灌漿材料，環(huán)氧樹脂灌漿漿液比例A∶B選用7∶1。

化學灌漿遵循“穩(wěn)壓、慢灌”的原則，根據設計要求灌漿壓力控制在0.2MPa（灌漿嘴部位的實際相對壓力）左右。灌漿結束的標準為當注入量小于1ml/min后屏漿20min結束。

（8）拆除灌漿管：待漿液固化后，采用管鉗工具拆除灌漿管，將拆除出來的灌漿管帶回工作平臺，檢查灌漿管內是否存在殘留漿液。

（9）噴墨檢查：灌漿完成后，對裂縫進行系統(tǒng)的噴墨檢查，潛水員近觀目視，并對噴墨進行全程水下攝像檢查，檢查水下灌漿施工效果情況。

（10）粘貼防滲保護材料、不銹鋼壓條固定：灌漿管拆除后，分段粘貼寬度不小于60cm的防滲保護材料，若有搭接，相鄰防滲保護材料搭接長度不小于10cm；用5mm厚的不銹鋼壓條對防滲保護材料壓邊固定，并采用水下射釘槍或膨脹螺栓固定不銹鋼壓條，壓條固定按照50cm間距打孔。

（11）封邊及噴墨檢查：用水下涂料對防滲保護材料各邊進行封邊，封邊完成后，對防滲保護材料周邊進行系統(tǒng)的噴墨檢查，潛水員近觀目視，并對噴墨進行全程水下攝像。

（12）裂縫處理質量控制：施工過程中通過水下視頻系統(tǒng)，對每一道工序進行全過程監(jiān)控，水上管理人員、現場監(jiān)理工程師直接通過水下電話和潛水員對話，隨時指導水下作業(yè)人員按設計要求作業(yè)，并對水下施工完成情況及時檢查與驗收。每個分部工程完成后，通過視頻系統(tǒng)對本分部工程再進行一次全面的視頻檢查驗收。

4 結束語

混凝土大壩在施工及運行過程中會產生裂縫，裂縫是滲漏水的主要原因。通常采用在滲漏部位截斷滲水途徑、封閉或改變滲漏水逸出點的方法處理滲漏水，效果往往不甚理想，耐久性也難以滿足設計要求。隨著施工技術及材料的不斷改進與提高，在上游面水下進行封閉處理已成為現實。該電站裂縫處理后漏水量已降為零，效果顯著，該方法對類似工程有借鑒作用。