現役大壩坡面混凝土面板修復施工技術研究

唐 楨，廖乾成，于五江

(四川港航建設工程有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

混凝土面板堆石壩是近年來國內水電站采用較多的一種壩型，但大壩迎水坡面面板澆筑完成后，可能出現中部面板擠壓破壞、周邊縫止水拉裂、面板表面裂縫等，由于重建大壩的費用一般較高，因此，往往需要對混凝土面板裂縫進行修復，解決面板的裂縫和大壩滲漏偏大的問題。

工程上處理面板大面積缺陷修復通常采用鑿槽封縫，埋管注漿、刷涂防水材料等。但大壩面板大面積缺陷修復加固時存在人工鑿槽封縫填充施工效率低、面板加固整體性提升、灌漿孔臨時封閉效果不佳等問題，影響混凝土面板堆石壩大面積缺陷修復的施工質量和施工效率，為解決上述問題，一些學者和現場技術人員對大壩混凝土面板修復施工進行了有針對性的研究。宋彥剛等[1]、陳生水等[2]對大壩地震損傷原因進行了分析，并對今后混凝土面板堆石壩的地震反應計算分析研究、抗震設計工作以及紫坪鋪混凝土面板堆石壩震后修復原則提出了相應的建議。王德庫等[3]、趙樹東[4]、雍莉[5]、朱永斌等[6]、龔有貴等[7]和鈕新強等[8]對北方地區大壩混凝土面板凍害破壞問題和南方地區大壩混凝土面板碳化、侵蝕、霉變問題，提出采用能夠適應基層變形的彈性修補防護材料進行修復防護處理。譚界雄等[9]、柏海駿等[10]針對白云水電站面板存在的脫空、滲漏問題，進行了面板脫空檢測與灌漿處理、疏松墊層料加密灌漿處理和止水修復等面板堆石壩系統治理技術等一系列研究。黃星宇等[11]針對天生橋一級水電站大壩上游防滲面板存在的滲漏現象，對水下面板潛水檢查進行研究。潘忠良等[12]利用沖擊壓實機，不僅可以快速破碎并壓實穩固舊混凝土路面板，有效減少和緩解反射裂縫，而且能夠嵌鎖穩固的新路面底基層。

分析表明，現有研究成果在適宜的工況下取得了較好的工程建設效果，但研究主要針對混凝土面板結構，從工程施工全過程角度改善堤壩護坡施工質量的研究成果較少。同時，現有工程措施和技術成果中，尚存在人工鑿槽封縫填充施工效率低、面板加固整體性提升、灌漿孔臨時封閉效果不佳等問題亟需解決。鑒于此，為彌補現有技術的不足，本文以工程為對象、工藝為核心，對現役大壩迎水坡面混凝土面板綜合修復施工技術進行了研究。

1 工程技術問題及施工難點

1.1 面板加固整體性弱

混凝土面板在使用過程中都出現裂縫類病害，有的甚至嚴重到不得不進行大面積翻修。大壩迎水面混凝土面板出現裂縫之后，一旦水流滲入裂縫，侵蝕鋪裝層與鋼橋面板之間的粘結層，那么水流的橫向荷載作用下，鋪裝層會很快在更大面積上開裂惡化，甚至誘發更多其他類型病害。目前工程上處理面板大面積缺陷修復通常采用鑿槽封縫、埋管注漿、刷涂防水材料等方式。

1.2 封縫填充施工效率低

對于結構承載力不足引起的裂縫一般采用封閉法處理，采用封閉法時，首先應判斷裂縫的大小、深度，然后根據裂縫的程度，采用相應粘結劑。除此之外，還應采取相應的加固措施，確保結構安全可靠。

1.3 灌漿孔封閉效果不佳

在灌漿施工過程中，需要對灌漿孔進行臨時封閉，便于觀察和檢測。其封閉效果取決于灌漿壓力、裂隙寬度、孔洞大小以及稠漿本身的性質等。

2 施工工藝原理及特點

1)在現役大壩迎水坡面面板布置化學植筋，刷防水砂漿封底層，安裝貼面框格鋼板，化學植筋端部錨固貼面框格鋼板，通過貼面框格鋼板連為整體，增強現役大壩迎水坡面面板結構的整體性，具有較好的加固效果。

2)在大壩迎水坡面面板滲水條點處采用多孔同封灌漿，灌漿孔采用可啟閉的臨時封閉裝置臨時封閉，便于觀察和檢測，可對灌漿孔快速封閉，操作方便，封閉效果較好。

3)在大壩迎水坡面面板滲水條帶塑性止水材料填充采用活塞式的快速鋪填裝置填充，操作簡單，填充速度快，可提高施工效率，節約人工成本。

4)采用微嵌式預制板快速封閉，縫隙通過防水砂漿封縫，與傳統施工方法相比施工速度快，可顯著提高施工效率，節約施工工期。

3 施工工藝流程與操作要點

3.1 施工工藝流程

現役大壩迎水坡面混凝土面板綜合修復施工工藝流程如圖1所示。

圖1 現役大壩迎水坡面混凝土面板綜合修復施工工藝流程圖

3.2 操作要點

1)搭設施工平臺：搭設腳手架施工平臺(間排步距為：1 m×1 m×1 m，腳手架平臺滿足規范要求)。

2)基面清理：工程施工前，選用專業清洗公司對大壩迎水面進行清理，首先用高壓水槍沖洗大壩迎水面，然后刷毛，用鋼絲刷或鏟刀鏟除壩面的碳化層和污垢，再用高壓水槍沖洗一次，使混凝土表面潔凈，確保無粉塵、油污以及其他有機物質等。

3)大壩面板缺陷處理：對大壩迎水面的裂縫進行詳查，主要內容包括裂縫位置、縫長、縫寬、總條數及裂縫編號。對于需采取鑿除填補方式修補的缺陷，若修補面積大于0.5 m2且短邊長度大于30 cm，采取化學植筋。鑿除深度(修補厚度)按5 cm左右控制，在修補基面混凝土內布設錨筋，修補體內布置鋼筋，修補區域內按水平面距50 cm、豎向間距30 cm呈梅花形布置錨筋；錨筋采用Φ12鋼筋，長度17～18 cm，混凝土段長度15 cm；采用Φ26沖擊鉆造孔，粘接材料采用HK-98化學植筋膠，先注膠后插筋。

4)鉆孔灌漿：沿滲水條帶鑿U型槽，寬5 cm、深5 cm。鑿槽范圍：沿滲水條帶向兩端順延50 cm。根據滲水深度檢查結果，在滲水條帶兩側錯距布置φ42灌漿孔，灌漿孔孔距、孔深及傾角視滲水深度而定；集中滲水點采用垂直滲水點打φ42灌漿孔埋灌漿管，孔深0.5 m。灌漿孔布置見圖2。

圖2 滲水點灌漿孔布置示意圖

5)臨時封閉：灌漿孔鉆設完工后，對槽口采用臨時封閉裝置封閉。臨時封閉完成24 h后進行壓氣試驗。試氣壓力應先小后大，最大壓力控制在0.2～0.3 MPa。試氣時要求吹凈滲水部位內的塵土，之后堵塞出進氣嘴以外的其余嘴子，用肥皂水或洗滌劑水刷滿滲水部位表面，如發現冒泡漏氣現象，需對漏氣部分重新進行封閉。

6)灌漿：灌漿材料采用HW+LW混合使用(HW與LW比例不得小于7∶3)，滲水條帶由一端向另一端逐孔灌注灌漿壓力應先小后大、進漿宜緩慢，不應急促進漿，最大壓力控制在0.3～0.4 MPa；灌漿結束標準為滲水部位停止吸漿后繼續灌注30 min；灌漿處理完成20 d后，采用壓水法對滲水部位處理進行質量檢查。

7)滲水條帶充填：清理槽內雜質，嵌填塑性止水材料，然后涂抹聚合物水泥砂漿和水泥基防滲材料。塑性止水材料通過塑性止水材料快速鋪填裝置填充。

8)貼面框格鋼板安裝：在壩面鋪設貼面框格鋼板，貼面框格鋼板與化學植筋通過螺母固定，化學植筋上裸露部分設混凝土保護層。

9)鑲嵌微嵌式混凝土預制塊：在貼面框格鋼板上鑲嵌微嵌式混凝土預制塊，微嵌式混凝土預制塊與貼面框格鋼板之間的縫隙填充防水砂漿。綜合修復施工結構示意見圖3。

圖3 現役大壩迎水坡面混凝土面板綜合修復施工結構示意圖

4 結 語

1)基于當前工程的實際需要，本文提出了一種提高大壩迎水坡面面板大面積缺陷修復的施工效率、降低施工難度，改善大壩迎水坡面面板的防滲性能，減少現場作業時間，提高工效的混凝土面板修復施工方法，并對該技術的施工工藝流程和控制要點進行分析論述。

2)結合工程實際，本文對該技術的施工工藝流程和關鍵技術要點進行了系統研究，并將相關技術應用于實際工程，總結了工程施工技術和經驗，闡明了研究技術的工程適用性和工程應用價值。

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