混凝土坝和浆砌石坝的养护维修探讨

赵环宇，王 琦，孙 震

（1.辽宁省康平县水利局，辽宁 康平 110500；2.辽宁省法库县水利局，辽宁 法库 110400；3.辽宁省沈阳市东林区水利局，辽宁 沈阳 110015）

0 引言

水库建成后,在长期运用过程中，受自然和人为因素的影响，各种建筑物会受到不同程度的损坏。如不及时进行养护维修，就会影响建筑物的正常运行，严重的会使建筑物遭受破坏，失去作用，甚至导致溃坝事故，给国家和人民生命财产带来不可弥补的损失。因此,必须对水库建筑物进行经常性的养护和维修。

我国已建成水库85 000 多座， 在水库大坝中，相当大的一部分是混凝土坝和砌石坝，而这些水库建成时间又较长，需要养护和维修。 因此，对混凝土坝、砌石坝进行风险评价后，如何进行养护维修就显得极为重要。

1 混凝土坝和浆砌石坝的日常养护

（1）经常保持坝体和溢流坝面的清洁完整，随时清除杂草和积水。 在坝顶、防浪墙、廊道和坝坡等处，不要随意堆放杂物，以免影响管理工作。 对溢流面被砂石磨损或水流冲毁的部位，应及时用混凝土或砂浆修补。

（2）保持坝基、廊道和表面排水沟等排水系统的畅通，经常进行人工清洗。

（3）在汛期或冬季应避免、防止漂浮物和流冰对坝体的冲击。

（4）混凝土坝、浆砌石坝常见的病害是裂缝，管理人员每年应仔细认真地检查。 当发现裂缝时，应用红漆标示出裂缝两端标记，注明日期，并作出书面记录，以后定期检查裂缝是否延伸发展，查明形成原因后及时修理。 一般表面裂缝待其表皮剥落后凿毛清洗，用水泥砂浆修补。 如发现严重的裂缝情况，应加强观测，待裂缝稳定、不再扩大时，做彻底处理，绝不可留下未经堵塞的大裂缝过冬。

（5）定期检查伸缩缝、止水是否完整无损，有无渗水及其工作情况是否正常。 对沥青井出流管、盖板等应经常保养。 如发现沥青不足或止水损坏时，应及时修补。 对沥青井每5～10 年加热一次，沥青不足时应补灌，沥青老化应及时更换，老沥青应回收处理。

（6）定期对坝体进行观测，并及时整理和分析观测资料，对坝体工作情况作出判断。

（7）当坝体有渗水现象时，应首先对上游面进行勾缝处理，必要时再研究专门的处理措施。

（8）经常保持溢流坝顶闸门的启闭灵活。 溢流时应观察水流形态是否正常，溢流后应检查溢流表面和消能设备有无冲刷损坏、下游河床有否冲淤变化等，防止造成局部冲刷。

（9）平时不要在消力池内堆积块石、树木等阻碍消能的物料。

（10）在大坝附近严禁开石爆破和炸鱼等行为。

2 常见病害的处理

必须保证混凝土坝、砌石坝在各种外力组合作用下有足够的稳定性。 通过复核计算，达不到稳定性要求的，应进行加固改造。

2.1 局部松动或脱落的维修

由于碰撞、超限制受压、冰冻或施工质量差，会使坝体局部松动、脱落，如不及时修理，会逐步扩大、恶化，甚至危及整体安全。 修补方法是，首先将松动和破碎的部分清除掉、冲洗干净，然后用水泥沙浆、混凝土重新砌（填）筑，使坝体恢复原状。 例如：2000 年， 沈阳市法库县七家子水库大坝就有局部松动现象，后经灌注水泥沙浆后，效果良好，至今仍在安全运行。

2.2 裂缝的维修

2.2.1 坝体裂缝产生的原因

（1）由于坝体外部气温变化引起坝体内外温差过大、坝体的温度应力超过砌体的抗拉极限强度，产生温度裂缝。 （2）由于地基软硬度不一致，受力后会产生不均匀沉陷，使砌体局部产生较大的拉应力和剪应力，造成坝体的沉陷裂缝。 （3）浆砌石坝由于坝体的石料强度不够、沙浆强度等级过低、施工质量控制不严，当坝体受力后，因抗拉、抗压和抗剪强度不够会产生应力裂缝。（4）由于坝体结构形式或几何尺寸不合理，以致坝体内产生局部应力集中，也可能会造成应力裂缝。

2.2.2 裂缝维修方法

常用的裂缝修理方法有：喷涂法、粘贴法、充填法和灌浆法。

1）喷涂法。 喷涂法适用于宽度小于0.3 mm 的表层裂缝，其所用涂料为环氧树脂类、聚酯树脂类、聚氨酯类、改性沥青等。 施工时，先用钢丝刷清除表面附着物和污垢，然后凿毛、冲洗干净，再喷涂或涂刷2～3 遍。 喷涂时，先用较稀的涂料，涂膜总厚度大于l mm。

在采用环氧树脂等材料进行修补施工时，现场必须通风良好，施工人员要戴口罩和橡皮手套，严禁皮肤直接接触，使用的工具、残液不得弃置或投入水库，防止水质污染。为确保修理质量，作业前，宜用喷灯烘干作业面。

2） 粘贴法。 粘贴法适用于不同深度的表层裂缝。 当裂缝宽度小于0.3 mm 时，可将裂缝表面污垢清除并冲洗干净，然后在裂缝表面粘贴橡胶片材、聚氯乙烯片材等。 在粘贴时，先涂刷一层胶粘剂，再加压粘贴刷有胶粘剂的片材。 当裂缝宽度大于0.3 mm时，操作步骤为：（1）沿裂缝开凿宽18～20 cm、深2～4 cm、长度超过裂缝15 cm 的槽面，并清洗干净。（2）在槽面涂刷一层树脂基液，并用树脂沙浆找平。 （3）沿缝铺隔离膜5～6 cm，并在隔离膜两侧干燥基面上涂刷胶粘剂。（4）粘贴刷有胶粘剂的片材，用力压实。（5） 在槽两侧面涂刷一层胶粘剂， 回填弹性树脂沙浆，与原混凝表面齐平。

3）充填法。 充填法适用于缝宽大于0.3 mm 的表层裂缝。 对于死缝，充填水泥沙浆、树脂沙浆，具体施工方法为：（1）沿裂缝凿出槽宽、槽深均为5～6 cm 的V 形槽，并清洗干净。 （2）在槽面涂刷基液。涂刷树脂基液时，槽面应处于干燥状态；涂刷聚合物水泥浆时，槽面应处于潮湿状态。 （3）向槽内嵌填修补材料，压实抹光。 对于活缝，充填水泥沙浆或弹性嵌缝材料。 施工时，应先沿裂缝凿出U 形槽，槽宽、槽深均为5～6 cm，清洗干净；槽底面用沙浆抹平，并铺隔离膜，槽侧面涂刷胶粘剂，再嵌填弹性材料，并用力夯实。 最后回填沙浆与原混凝土面齐平。

4）灌浆法。 对深层裂缝和贯穿性裂缝，可灌注水泥浆材料、环氧浆材、高强度水溶性聚氨酯浆材、弹性聚氨酯浆材等（根据裂缝是死缝或活缝分别确定浆材）。 一般应请专业技术人员做出技术设计、编制概预算，经上级批准后，由专业施工单位施工。如，2001 年， 沈阳市康平县三台子水库经安全鉴定后，查处深层有裂缝，属三类坝，需要进行加固处理。 经研究决定，采用灌浆法。2003 年施工结束，至今运行良好。

2.3 坝体渗漏的维修

混凝土坝、浆砌石坝漏水包括坝体和坝基渗漏。坝基漏水处理属除险加固工程，应在渗透分析的基础上，做好专门设计，并经报上级水利部门批准后实施。

2.3.1 坝体渗漏的原因分析

砌石坝下游坝面渗水处往往有乳白色碳酸盐沉积物，这是坝体渗漏的明显标志，如果不进行处理，坝体胶结材料将会不断被渗水溶解而带出坝体，从而削弱坝身砌体的强度，影响坝体安全。 除前述坝体裂缝引起漏水外， 其他引起渗漏的原因主要有：（1）由于施工质量差、分缝不当或施工冷缝而形成渗漏通道。（2）砌石坝砌筑时，砌缝中沙浆不够密实，存有较多孔隙，或沙浆过稀，干缩后形成缝隙，以致形成漏水通道。 （3）因砌石坝砌体石料本身抗渗强度低，致使库水渗过石料而形成渗漏。

2.3.2 坝体渗漏处理

1）集中渗漏。 当渗水压力小于0.1MPa(1kg/cm2）时，可用直接堵漏或导管堵漏法处理。 直接堵漏法是把孔壁凿成口大内小的楔子形状，冲洗干净后，用特快凝止水沙浆做成与楔孔相近形状体，将其迅速塞入孔内，堵住漏水。 导管堵漏法是清除漏水孔壁松动的混凝土，凿成适合下管的孔洞，将导管插入孔中，导管四周用快凝止水沙浆封堵，凝固后拔出导管，最后用快凝止水沙浆封堵导管孔。 当渗水压力大于0.1MPa(1kg/cm2）时，可采用灌浆堵漏法，即将孔口扩成喇叭状，冲洗干净后，用快凝沙浆埋设灌浆管，使漏水从管内导出， 再用高强沙浆回填管口四周至混凝土坝面。沙浆强度达到设计标准后，进行灌浆。灌浆压力为渗水压力的1～2 倍。 漏水封堵后，表面选用水泥防水沙浆、聚合物水泥沙浆或树脂沙浆保护。

2）裂缝渗漏。 当裂缝己有渗漏时，应先进行导渗（用风钻在缝的一侧钻孔，穿过缝后埋管导渗），再修补裂缝。 裂缝修补达到强度后，用灌浆法封闭导水管。

3）坝面散渗。 混凝土坝、浆砌石坝下游坝面易发生大面积散渗。 处理的办法有：在迎水面进行表面涂抹（用防水涂料等）、喷射混凝土防渗层、重新浇筑混凝土防渗面板、 进行坝体灌浆等。 可按照SL230--98《混凝土坝养护修理规程》中的要求，做出设计，经上级审查批准后施工。

4）伸缩缝渗漏。 伸缩缝渗漏的处理可采用嵌填法、粘贴法和锚固法。

嵌填法的施工方法为：（1）沿裂缝凿出宽、深均为5～6 cm 的V 形槽， 清除缝内杂物及失效止水材料，冲洗干净。 （2）槽面涂刷胶粘剂，槽底缝口设隔离棒。（3）嵌填橡胶类、沥青基类或树脂类材料。（4）回填弹性树脂沙浆，与原混凝土平。

粘贴法与普通混凝土裂缝粘贴法相同，其选用材料为厚3～6 mm 的橡胶片材。

用锚固法对伸缩缝迎水面局部修补的施工方法为：（1）在漏水缝处沿缝两侧凿出宽35 cm、深8～10 cm 的槽，并各钻一排锚栓孔（排距25 cm，孔径22～25 mm，孔距5O cm、孔深30 cm），冲洗干净，预埋锚栓。（2）清除缝内堵塞物，嵌入沥青麻丝。（3）挂橡胶垫，再将金属止水片套在锚栓上。 （4）安装钢垫板、拧紧螺母、压实。 （5）在金属止水片与缝面之间充填密封材料、止水片材，在坝面间充填弹性树脂沙浆。

2003 年，沈阳市康平县花古水库经水库安全鉴定后，查处坝体有漏水，属三类坝，需要进行加固处理。 经研究，决定采用导管堵漏法维修，2004 年施工结束后，至今运行良好。

3 结语

坝体的养护和维修对大坝的安全有重要的作用。而大坝养护和修理的方法有多种，文中主要探讨了混凝土坝、砌石坝几种常用的养护修理技术。 在工程中，采用何种方法进行混凝土坝、砌石坝的养护维修应根据具体情况而定。 工作人员完全掌握混凝土坝、砌石坝的养护修理技术，才能灵活应用各种处理方法，达到既定目标。

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