余陂水庫大壩裂縫處理措施探析

廖愛強

(福建省圍墾建設工程有限公司，福建 漳州 363100)

1 工程基本情況

長汀縣余陂水庫工程攔河壩為混凝土砌毛石重力壩，攔河壩基礎開挖高程為363.00m，壩頂高程402.00m，最大壩高39.00m，壩頂長130.00m。從右到左水工建筑物為右擋水壩段、溢流段、左擋水壩段。右岸、左岸擋水壩段長度分別為59.60m、41.00m。溢流段長度為20.40m，溢流凈寬18.00m，溢流堰頂高程為399.00m，為敞開式溢流堰自由泄流，中墩、邊墩厚均為0.6m，且為鋼筋混凝土結構。在右岸擋水壩段設塔式分層取水放水孔，取水閘后接D800輸水管，引水至水廠及下游農田灌溉供水。壩體設灌漿、排水廊道，廊道上游側布置于壩軸線下游2.5m處。壩體采用C15細石混凝土砌毛石，上、下游面采用厚60cm的C20混凝土預制塊，壩體基礎采用1.0m厚C15混凝土墊層。溢流堰及側墻和壩頂交通橋墩均采用C25混凝土結構。

2 壩體裂縫調查情況

余陂水庫攔河壩工程于 2013 年 10 月 15 日開工，于2014年6月5日開始澆筑，2016年8月25日完成壩頂最后一倉混凝土澆筑。施工過程中均未發現壩體有裂縫。

2016年10月20日發現左岸 0+27.53m處和 右岸樁號-0+44.41m處壩頂、上下游壩頂有細微裂縫。

2016年11月27日現場觀察發現裂縫逐漸加大，并且右岸-0+024.3m處又新增一條裂縫，大壩共有3條裂縫見表1。

表1 2016年11月27日3條裂縫情況表

2016年12月29日現場觀察發現裂縫有所加大，觀測數據見表2。

表2 2016年12月29日3條裂縫情況表

該工程大壩裂縫屬于Ⅳ類裂縫。

3 裂縫成因分析

大壩裂縫成因存在如下5種可能：①混凝土在溫度較高時施工情況下，氣溫出現驟降時內外溫差過大，其內部溫升過快，混凝土溫度控制措施不到位；②混凝土施工縫部位，后序混凝土澆筑間隔的時間過長，且養護不到位；③混凝土溫度驟降后產生的裂縫為誘導縫，兩岸裂縫位置大壩基礎地質含軟弱夾層破碎帶，基礎承載力不均勻，導致大壩主體沿誘導縫形成貫穿裂縫；④大壩沒有設伸縮縫；⑤其他原因。

表3 壩體大體積混凝土裂縫分類及評判標準

4 裂縫處理方案

該工程用縫口鑿槽嵌縫與縫內鉆斜穿孔加鉆騎縫孔貼嘴化學灌漿相結合的方法處理大壩深層及貫穿性裂縫。

大壩裂縫表面 V 型鑿槽尺寸：寬5cm，深4cm ，并在槽內需回填環氧砂漿，回填前處理方法是在槽底涂刷界面劑來增強黏結強度。以潮濕固化劑配置的環氧樹脂基液作為界面劑，在回填砂漿時應將砂漿搗實，搗實程度為表面冒漿，然后抹光表面。

化學灌漿法在深層裂縫和貫穿裂縫的修補中適用，使用漿液應為環保型水溶性聚氨酯，且HW 型聚氨酯強度較高，LW 型聚氨酯遇水膨脹性較好。使其以一定比例混合后，灌入混凝土裂縫中，既防滲又對有一定的補強作用。化學灌漿材料應采用專業廠家生產的產品。鉆孔及貼嘴施工布置示意圖見圖1和圖2。

圖1 布孔剖面圖

圖2 布孔立面圖

5 專家論證

2016年12月17日縣水投公司在鎮政府召開了專題會議，并邀請了省、市專家參加會議。

6 施工組織

6.1 施工順序

施工順序會上根據設計方提出的大壩裂縫采用縫口鑿槽嵌縫與縫內鉆斜穿孔加鉆騎縫孔貼嘴化學灌漿相結合的方法處理方案，做出的施工方案經專家討論論證，會議同意設計方提出的處理方案。

順序為：裂縫沖洗→埋設灌漿貼嘴→鉆斜穿孔→安裝灌漿嘴→封閉裂縫→檢查封閉性→灌漿→封孔、打磨[1-2]。

6.2 施工工藝方法

1)裂縫沖洗：

裂縫沖洗先用高壓水對裂縫進行沖洗，裂縫口是敞開且無雜物，保證裂縫兩側無粉塵和其它有損黏接之污物。

2)灌漿貼嘴布置：

灌漿貼嘴間距 0.5m。貼嘴布置在裂縫交叉點及尖滅點處。貼嘴和封縫前先處理縫口兩側，縫口兩側5cm 處打磨平整，平整后清理縫口，清理用潔凈的壓縮空氣和(或)壓力水沖洗干凈，然后及時貼嘴和封縫。貼嘴時，要用定位針穿過進漿管，對準縫口插入并將注漿嘴騎縫壓向混凝土面，同時在拔出定位針時，以不黏附嘴膠判定為合格。如不合格，應將焊縫清理干凈，重新黏嘴，直至合格。灌漿裝置中的所有混凝土裂縫、灌漿噴嘴和水龍頭應統一編號。

3)鉆斜穿孔灌漿：

鉆孔布置在裂縫兩側，分別距裂縫 50cm 布設，每側孔間距100cm ，梅花形交錯布置，斜穿鉆孔一側為 45°，另一側為 60°，孔深穿過裂縫 20cm左右，鉆孔完成后采用高壓氣沖洗干凈，保證鉆孔通暢。所有鉆孔均用作灌漿孔，對互不串通的孔，采用單孔內循環注漿，串通孔采用平行注漿，串通區采用從一側到另一側的注漿順序。鉆孔結束后，在填縫前，用高壓氣體反復吹洗，保證孔縫暢通。堵孔按盲孔處理并回填。

4)安裝灌漿嘴：

在高壓氣體吹掃干凈的孔內安裝灌漿噴嘴，并用扳手或鉗子擰緊，以防漏氣、漏漿。灌漿前，在灌漿孔內安裝阻塞器(或埋管)，通過灌漿管口施加灌漿壓力壓水，檢查灌漿管口是否牢固，是否進水。

5)裂縫封閉：

灌漿孔封閉，防止灌漿漏漿，保證灌漿壓力，使灌漿在壓力作用下滲入裂縫深部，保證灌漿質量。為使混凝土縫隙充滿泥漿，保持壓力，保證泥漿不外滲，鑿槽嵌縫材料用環氧水泥砂漿密封。裂縫封閉養護一段時間后，待密封砂漿達到一定強度后，進行壓縮空氣泄漏試驗，檢查封縫和灌漿管座的密封效果，對漏氣處進行修補和密封，直至無滲漏為止[3]。

6)灌漿前檢查：

灌漿前需要采用用潔凈壓縮空氣對裂縫與埋管、貼嘴之間的暢通性以及封縫的密封性、管路安裝的牢固性、可靠性等進行壓風檢查并做好記錄。若發現質量問題需要及時處理，最終結果直到合格。風壓≤最大灌漿壓力的 30%。

7)灌漿次序：

混凝土豎向裂縫(包括斜縫)灌漿方法宜采用自下而上、自深到淺的方法進行。對于混凝土水平裂縫(包括近水平裂縫)，應從內到外，從一端到另一端進行灌漿。灌漿應按孔(嘴)數順序進行。什么時候采取分區灌漿，就是在裂縫規模較大，灌漿設備的正常工作能力不足以支持和灌漿質量得不到保證時采用這種方法，分區方法方式有鉆孔封堵、間隔灌漿分割等，以形成各自獨立的灌區。采取優先灌漿情況是，某些灌漿嘴的進水量特別大，串通范圍特別廣的孔洞用這種方式[4]。

8)灌漿：

灌漿設計壓力 0.30-0.50MPa，在灌漿過程中，除已灌漿或正在灌漿的孔和噴嘴外，所有的孔和噴嘴都是敞開的，以便排氣和排水。灌漿程序是逐級提升灌漿壓力，每級提升的壓力是0.05MPa。在還沒有灌漿的灌孔嘴出濃漿時，先將孔嘴封死，并堅持繼續在原孔灌漿，需要達到的結果是原孔在設計壓力下不再吸漿或者吸漿量< 0.1min/L，再換灌臨近沒有出濃漿或沒有出漿的孔嘴，直到最后一個孔嘴的灌漿吸漿量< 0.03min/L，灌漿結束延遲10min后完成[5]。

9)封孔、打磨：

灌漿結束時一定要等到孔內灌漿材料固化后，按工程要求規定，按步驟對埋管、貼嘴及封縫材料來進行拆除清理和(或)封孔。并將灌漿嘴割除、打磨然后環氧膠泥抹平。

7 質量管理

7.1 質量保證措施

裂縫化學灌漿施工的每道工序均由現場技術人員控制。需要進行技術交底及其質量要求交底對參加化學灌漿的施工技術人員，前提條件是在化學灌漿施工前。必須嚴格按照規范和設計要求施工，沒有得到監理工程師認可同意，無論在什么況下不得更改施工措施及施工方案。

7.2 裂縫質量檢測

施工過程中一定要對化學灌漿材料及其各道工序的質量檢測并做好記錄。檢測時間要把握好，就是應根據所灌材料的性能在灌漿結束后適當時間來進行。

混凝土裂縫化學灌漿質量檢測檢查孔位布置在壩頂距上游面1.5m處，從壩頂鉆騎縫孔，鉆至孔底以下至少0.5m。

檢查孔壓水試驗其壓力采用 0.3MPa，并穩壓 10-20min 后結束。

檢查結果<3LU，滿足設計要求。成果見表4。

表4 裂縫孔壓水試驗表

8 結 語

裂縫處理后，我部對裂縫深度持續觀察，裂縫并未往下發展，裂縫已經基本穩定，壩體廊道內及大壩下游壩面，無明顯滲漏，化學灌漿取得了良好的效果。