新疆山口碾压混凝土坝裂缝化学灌浆工艺.pdf

第 4 3卷 第 3期 2 0 1 2 年 2 月 人 民 长 江 Yan g t z e Ri v e r V0 1 4 3 No 3 F e b，2 01 2 文 章 编 号 ： 1 0 0 14 1 7 9( 2 0 1 2) 0 30 0 2 70 3 新疆山口碾压混凝土坝裂缝化学灌浆工艺 韩 春 生 ， 王 超 ( 1 中国水 电建设集 团 辽宁工程局有限公司 ， 辽 宁 沈阳 1 1 0 1 7 9 ； 2 长 江勘测规 划设 计研 究院 施 工设计处 湖 北 武 汉 4 3 0 0 1 0 ) 摘要 ： 新疆地 区空气干燥 ， 昼夜 温差大 ， 致使 山 1：7 碾 压混凝土大坝在施工过程 中出现裂缝。根据工程和地区特 点 以及 裂缝情 况 ， 选 用了表 面修补 、 嵌缝封堵 、 化 学灌浆加 固以及与仿生 自愈合法相结合的综合处理措施对裂 缝进行修补 ； 介绍 了修补材料 的选 用要 求； 详细 阐述 了修补施 工的工艺过程 。修补 完成后 ， 通过压水试验及钻 芯取样检 测 ， 所有裂缝均 未见渗 水； 后期检测也 未见 裂缝有继 续发展 的趋 势。其 处理方 法和工 艺流程 可供 同 类 工程 参考。 关 键 词 ： 裂缝修补 ；灌浆 ；碾压混凝土 ；大坝 ；山 1 5I 水 电站 ；新疆 中图法分类号 ： T V 5 4 3 文献标志码 ： A 1 裂缝 原 因 新疆山 口碾压混凝土坝施工过程 中， 在坝体上下 游面 、 年度或汛期临时停浇面及坝段 中间， 产生了不同 程 度 的 裂 缝 ， 缝 宽 一 般 在 0 2 0 3 m m 之 间 ， 个 别缝 宽大于 0 3 mm， 并有不同程度的渗水现象。施工期对 所有裂缝 的位置、 深度及走 向均进行 了详细 的检查与 描述 ， 并采用化学灌浆的方法进行 了坝体裂缝防渗及 补 强处 理 。 混凝土坝裂缝生成的原因很复杂 ， 结合 以往 同类 工 程 的施 工经 验及 施工 过 程 ， 经 综合 分析 ， 该 大坝碾 压 昆 凝 土裂 缝 的 主要成 因有 如下 几点 。 ( 1 )坝址所在地 区气候条件相对较 为恶劣 ， 昼夜 温差 与其 他 地 区相 比要 大 很 多 ， 混 凝 土 容 易 产 生表 面 温度 裂 缝 。 ( 2 )坝址 所在 地 区空气 干燥 ， 相 对湿度 极低 ， 混 凝 土 表 面失水 快 ， 容易 引起 表 面干缩 裂缝 。 ( 3 )由于 气候 原 因 ， 混 凝 土 坝 每年 冬 季 必 须 停 止 施 工 ， 汛期 也有 局 部停 浇 面 ， 混 凝 土浇 筑 间隔 时 间 长 ， 容易出现层缝面冻胀等温度裂缝 。 ( 4 )碾压混凝土 中胶 凝材料含量少 ， 且混凝土体 积 大 、 施工 连续 、 坝 体 上 升 速度 快 ， 不 利 于混 凝 土 均 匀 散热 ， 容易 产生 内部 应力裂 缝 。 ( 5 )混凝 土骨料 与胶 凝材 料 的各 项 物理性 质本 来 就不 一致 ， 混凝 土本 身也 就容 易产 生各种 应力 裂缝 。 2 裂缝处理方法及施工材料选用 混凝土裂缝的修补有多种方法： 如表面修补法 ， 灌 浆 、 嵌缝 封堵 法 ， 结 构加 固法 ， 混凝 土置 换法 ， 电化 学 防 护法以及仿生 自愈合法等 。针对不 同的裂缝情况 ， 需 要 采取 不 同的施 工方 法和施 工工 艺 。根据 现场 实际情 况 ， 该工程选用了表面修补、 嵌缝 封堵 、 化学灌浆加固 以及与仿生 自愈合法相结合的综合处理施工工艺。 2 1处理方法 ( 1 )对大坝上下游面缝宽 0 2 m m的裂缝 ， 采 用 表面涂 刷水 泥基 渗透 结 晶型材料 K T 1 ； 缝 宽 0 2 mm 0 3 m m的裂缝， 采用开槽后用水泥基防水材料 K B嵌 缝 ， 表 面 涂 刷 K T 1 ； 缝 宽 50 3 mm 的 表 面 裂 缝 ， 采 用贴 嘴 化学 灌 浆 ； 缝 宽 60 3 mm 的贯 通裂 缝 采 用 打斜孔 进行 化学 灌浆 。 ( 2 )对大坝浇筑面缝宽 610 3 m m的 表面裂缝及缝宽 I0 3 m m的贯通裂缝 ， 均采用打斜 孔进行化学灌浆。 收 稿 日期 ： 2 0 1 l一1 21 5 作者简 介 ： 韩春 生， 男， 高级 工程 师 ， 主要从 事水 电工程 的施 工工作。Em a i l ： h a n c h u n s h e n g 0 2 4 1 2 6 C O B 2 8 人 民 长 江 2 2 处理材料选定 ( 1 )低黏度改性环氧灌浆材料。选用的化学灌浆 材 料要 满足 混凝 土结构 中细微裂 缝 、 冷 接缝 、 空 隙等灌 浆 的需 要 ， 且 具有 黏度 和 表 面 张力 低 、 接触 角 小 、 可 灌 性和浸润性好 、 固化物力学强度高 、 对岩石和混凝土缝 隙及粉细充填物粘接牢 固、 结合密实 、 抗渗性能好、 耐 久性优 良等特性。工程选用的低黏度改性环氧灌浆材 料 的性 能见表 1 。 表 1 低黏度改性环氧材料检测性能 矧2 o 度 时 间 8 ” 就 ( g c m 一 ) ( 2 o c ) ( M l a s )( 2 0 c ) 个 ) 强 度 个 ) ( 2 )嵌缝材料。嵌缝采用凯顿百森 K B， 该材料具 有固化快 、 粘结强度高的特点 ， 适用于混凝土表面剔槽 嵌缝 处理 。具 体指标 见 表 2 。封 缝 材料 性 能 指标 见 表 3。 表 2凯顿百森 K B性 能检测指标 表 3封缝环 氧胶 泥性 能指标 ( 3 )表面涂刷材料。表面涂刷材料采用凯顿百森 K T 1 ， 该材 料是 一 种 刚 性 防水 材 料 ， 与水 作 用 后 ， 材 料 中含有的活性化学物质通 过载体 向混凝土内部渗透 ， 在混凝土中形成不溶于水的结晶体， 填塞毛细孑 L 道 ， 从 而使混凝土致密 、 防水 ， 具体性能指标见表 4 。 表 4性能检 测指标 3 裂缝表 面涂刷及嵌缝处理工艺 ( 1 )主要施 工机具。角磨 机 、 切割机 、 电动搅拌 器 、 方凿、 锤子、 毛刷 、 喷雾器 ( 或喷涂设备) 等 。 ( 2 )施工工艺。缝宽在 0 2 m m 以下 的裂缝 ， 表 面涂刷水泥基渗透结晶型材料 ( 凯顿百森 K T 1 ) ， 即以 缝为轴线 ， 两边各涂刷 2 5 c m宽。涂刷前必须对基面 进行处理 ， 做到凿毛 、 潮湿、 干净 ， 然后涂刷 ， 涂刷厚度 在 1 mm左右 ， 待表面涂层初凝达到足够强度后， 立即 进行喷水养护 ， 并保证涂层处于润湿状态 ， 但不得用水 浸 泡养 护 。 4 化学灌浆处理施工工艺 4 1 机具选用 为 了确保灌浆效果 ， 采用美 国原装进 口的 U 3 9 5 型智能型高压灌浆机 ， 该灌浆机采用数字控制技术 ， 可 精确设定 、 显示注浆压力 ， 能较好地保证灌浆效果。 钻 孔 取 芯 设 备 选 用 了瑞 士 进 口的 喜 利 得 D D 1 5 0 岩 芯钻机 ， 该 钻机轻 巧 适 用 ， 能 快捷 地 钻 取 芯 样 ， 为 及 时取芯检查灌浆质量起到重要的作用 。 4 2施工工艺 化学灌浆施工工艺流程为： 表面处理一裂缝描述 一 剔槽 、 封面 处理一 冲洗 、 埋 嘴一 贴 嘴或 打孔埋 嘴一 嵌 缝 、 封缝一压风检查一化学灌浆一灌浆质量检查 。 ( 1 )表 面处理 。对 裂 缝 两 边进 行 清 理 ， 除 去 混凝 土 表面杂 物 。 ( 2 )裂缝描述。按要求记录裂缝部位、 裂缝宽度、 走向、 深度 、 起止高程以及是否渗水等情况 ， 将所有裂 缝用阿拉伯数字进行编号 ( 1 ， 2 ， 3 ， ， n) ， 并按照 比 例 绘制裂 缝示 意 图 ， 用 以调整 布 置 注 浆 嘴 间距 及 灌 浆 压力 。 ( 3 )剔槽 。采用 1 5 0角磨机沿裂缝深度方向切割 并凿成一个宽 2 5 m m， 深 3 0 4 0 m m的“ u ” 型槽沟。 ( 4 )冲洗 。用清水沿裂缝开 口向两边冲洗 ， 以保 证缝 口敞开无 杂物 。 ( 5 )贴 嘴 。灌 浆 的部 位 要 求 平整 ， 根 据 裂 缝 描 述 进 行 注 浆 嘴 的布 置 。对 缝 宽 小 于 0 3 m m 的规 则 裂 缝 ， 按 间距 2 0 e m布 嘴 ， 缝 宽大 于 0 3 m m 时按 间距 3 0 e m布嘴； 不规则裂缝 的交叉点及端部均布置注浆嘴。 贴 嘴时用 定位 针穿 过进浆 管 ， 对准缝 口插 上 ， 然 后将 注 浆嘴压向混凝土表面 ， 固定后抽出定位针 。 ( 6 )打孔埋嘴。当灌浆部位凸凹不平时 ， 采用打 孔 埋嘴 。此 时 ， 在距 裂 缝 两 侧各 约 1 5 e m 的地 方 向裂 缝的方向用冲击钻斜向钻孔 ， 孔径在 1 51 8 m m， 孔深 以保证斜 向穿 过 裂 缝 面为 准 ， 钻 孔 间 距 同贴 嘴 工 艺 。 孔 内明水用风吹净后再用环氧胶泥埋设灌浆管。 ( 7 )嵌缝 。贴嘴后用凯顿百森 K B嵌缝 ， 完成后 ， 再 沿裂 缝涂 刮环 氧胶 泥 ， 涂刮 宽度 以缝 为 中心 ， 两 边各 1 0 1 5 c m。胶 泥 的厚 度应 裂缝 中线 高 、 两边 低 ， 中 间 高 0 5 0 8 e m( 若干缝可不用剔槽 冲洗 ， 直接贴嘴并 封缝 ) 。 ( 8 )压风检查 。使用肥皂水， 0 2 M P a风压 ， 检查 程序为： 封闭所有的进浆孔 ； 从 1号孔进风 ， 用肥 第 3期 韩春生 ， 等： 新疆 山 口碾压 混凝 土坝裂缝化学灌浆工艺 2 9 皂 水涂 刷检 查 是否 有 漏 风 的地 方 并 做好 记 录 ； 从 1 号孔进风 ， 开启 2号孔 ， 用肥皂水检查 2号孔是否有出 风 ， 有 ， 则判断为通 畅， 以此类推 ， 检查 3 、 4 、 5 ； 假 如某 孔不 通 ， 则改 从 其 低 一 孔 进 气 ， 如 ， 当 6号 孔 不 出气时， 改从 5号孔进气 ， 再重 复 的操作方式 ( 从 5号孔往上检查 ) ； 所有孔检查完毕后 ， 对孔外 有 漏气 的地方 ， 需 重新 施工 环 氧胶泥 ， 当环氧胶 泥 达到 强度后 ， 重新进行压风检查 ； 当注浆嘴不通气时 ， 用 小 手 电检 查 ， 目视 是 否 因 孔 内堵 塞 ， 如果 是 ， 需 重新 安 装 注 浆嘴 ， 否 则 ， 做 好 记 录 ， 供灌 浆 时参考 。 压风 检查 完毕 且 满足要 求 后 ， 可 进行 灌浆 施 工 。 ( 9 )灌 浆 。采用 多点 同步 灌 注方式 ， 从 下至 上 ， 从 宽至窄 ， 逐步推进 ， 灌浆压力一般为 0 2 0 4 MP a ， 根 据进浆速度逐级缓慢提升 ， 在屏浆时根据实际情况可 以适 当提高压力 ， 以保证浆材更好地渗透到细微裂缝 ， 当进行到最后 的灌浆 嘴进浆时 ， 注浆设备的显示器停 止进 浆 或在 稳定 压力 下 1 5 rai n内连续 吸浆 率 小 于 1 0 m L mi n ， 且压力不下降时 ， 即可结束灌浆。 嘴并 对表 面进行 清理 。 ( 1 1 )质 量 检查及 验 收。灌浆 结 束 1 4 d后 进 行质 量检查。 现场布骑缝孔进行压水检查 ， 冲击钻造孔 ( 孔径 1 8 2 0 m m、 孔深 1 0 1 5 c m) 后 ， 采 用 单点 法压 水 ， 压力为 0 3 MP a ， 透水率 q0 1 L u为合格 ； 钻 孔 取芯 ， 采 用岩 芯 钻 机 钻 q d O 0 mm 骑缝 取 芯孔 ， 对芯 样检查浆材的结石情况 ， 并加工试样后进行抗压及劈 拉强 度试 验 。 5 结 语 ( 1 )新疆 山 口碾压混凝土坝裂缝化灌处 理结束 后 ， 通过 压水试 验及 钻 芯取样 检测 ， 本工 程化 学灌浆 防 渗补强施工效果 良好 ； 所有裂缝经化学灌浆处理后 ， 均 未见渗水 ； 经后期检查 ， 未见坝体裂缝有继续 发展趋 势 ， 化学灌浆施工质量满足设计及规范要求。 ( 2 )通过 新疆 山 口碾 压混 凝 土坝裂 缝化 灌处理 工 程 实践 ， 总结 整理 了 大坝 裂缝 嵌 缝 封 堵 和 表 面修 补 处 理 、 化学 灌浆 补强 加 固处 理 等施工 方法 及工艺 流程 ， 可 ( 1 0 )注浆嘴的清除。灌浆结束 1 2 h后铲除注浆 供同行业和相关行业参考。 ( 编 辑： 徐诗银) Te c h n o l o g i c a l p r o c e s s o f c h e mi c a l g r o u t i n g f o r c r a c k s o f S h a n k o u RCC Da m i n Xi n j i a n g HAN Ch u n s he n g ， W ANG Ch a o ( 1 L i a o n i n g C o n s t r u c t i o n Bu r e a u C o L t d ， S i n o h y d r o C o r p o r a t i o n， S h e n y a n g 1 1 01 7 9， C h i n a ；2 C o n s t r u c t i o n a n d De s ig n De p a r t m e n t ， C h a n g j i a n g I n s t i t u t e o fS u r v e y ， P l a n n i n g ， D e s i g n a n d R e s e a r c h ， Wu h a n 4 3 0 0 1 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Th e c r a c ks o f Sh a n ko u RCC Da m i n t h e c o ns t r uc t i on p r o c e s s we r e c a u s e d by t he d r y a i r a n d l a r g e t e mpe r a t ur e d i f f e r e n c e i n Xi n j i a n g a r e a Ac c o r d i n g t o t h e p r o j e c t c h a r a c t e r i s t i c s ， a s we l l a s t h e a c t u a l s i t u a t i o n o f d a m c r a c k s ，c o mp r e h e n s i v e t r e a t me n t me as u r e s s u c h a s s ur f a c e r e pa i r i ng，c a u l k i ng s e a l i ng，c h e mi c a l g r o ut i n g a nd b i omi me t i c s e l fh e a l i n g a r e a d o p t e d t o r e - p a i r t h e c r a c ks ，t he r e qu i r e me n t o f r e pa i r i n g ma t e r i a l s s e l e c t i o n i s i n t r od u c e d，a n d t h e t e c h no l o g i c a l p r o c e s s o f t h e r e pa i r c o n s t r uc t i o n i s e l a b o r a t e dThe r e s u l t s h o ws t ha t a l l t he c r a c ks h a v e n o s e e p a g e t h r o ug h t h e t e s t o f wa t e r p r e s s u r e a n d c o r e s a mp l i n g a f t e r t h e e p a i r a n d t h e c r a c ks d o n o t ha v e t h e de v e l o p i n g t r e n d i n t he l a t e r d e t e c t i o nTh e t r e a t me n t a n d t e c h n o l o g i c a l p r o c e s s c a n p r o v i d e r e f e r e n c e s f o r s i mi l a r p r o j e c t s Ke y wo r d s ： c r a c k r e p a i r ； g r o u t i n g ； R C C d a m； S h a n k o u H y d r o p o w e r s t a t i o n ；X i n j i a n g 简 讯 中 国 第 四 大 淡 水 湖 防 洪 标 准 将 提 高 到 百 年 一 遇 洪 泽湖大堤除险加 固工程近 日通过 国家发 改委立项 审批。 国家将投入 2 8亿余 元， 将 第 四大淡水 湖 洪泽 湖的 防洪标 准提高到 1 0 0年 一遇 。该项工程是继世行贷款 淮河流 域重 点平 原洼地 治理工程 、 入 江水道 整 治工程 后 ， 中国新 一轮 治淮 工程 中的又 一个 重大项 目。洪泽湖大堤位 于洪 泽湖东岸 ， 北起 淮 阴 区码头镇 ， 南至盱眙县张庄高地 ， 全 长 6 7 2 5 k m， 是 淮 河下游地 区的重 要防洪屏 障 ， 保 障着 区内 2 6 0 0万人 和 2 0 0万 h m 耕她 的防洪安全。 洪泽湖大堤除 险加 固工程预计将于 2 0 1 4年 完工， 届时洪泽 湖防洪标准将 达 到 1 0 0年 一遇 ， 主要 工程 措 施有 堤 身 防渗加 固、 堤基截渗处理 、 老 石工墙 加 固、 缺 口段 封 闭堤建 设等。按 照 2 0 1 0年第 一季度价格水平 ， 这 项工程总投资为 2 8 6 2 0万元。 ( 长 江)