圆满贯水电站大坝裂缝处理方法

罗其明

摘要：圆满贯水电站碾压混凝土双曲拱坝，在坝体填筑至37m高时，由于洪水坝体被动挡水和全断面过流，导致坝轴线处和坝轴线左侧约30m处出现2条性裂缝，需对裂缝进行处理。由于裂缝产生在不同部位以及裂缝的性状不同，处理方式方法也存在着不同，有本文重点介绍圆满贯水电站大坝贯穿裂缝的处理方法。

关键词：碾压混凝土双曲拱坝 裂缝 化学灌浆 处理方法

中图分类号：TV7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0096-02

圆满贯水电站拦河大坝为碾压混凝土双曲拱坝，坝顶轴线长192.52m，最大坝高82.5m，坝顶高程519.50m，建基面高程437.00m；坝顶厚5m，坝底厚20m。溢流坝段常态混凝土迎水面起始浇筑高程为EL481m，背水面起始浇筑高程为E476m。

坝体碾压混凝土填筑到上升至EL474.00m高程之后，于2008年7月由于遭遇特大洪水，大坝被动挡水，全断面过流。2008年8月在大坝仓面清理的时，发现大坝坝轴线处和坝轴线左侧约30m处出现2条性裂缝，两条裂缝基本垂直于坝轴线方向。在坝体填筑上升坝顶工作面EL479.8m时，又遭遇洪水，虽未翻坝，但坝前最大水位已经达EL478.46m高程。为让坝体应力释放和裂缝的发展情况趋于稳定，在大坝填筑到EL481m高程时，对裂缝进行了处理。处理的裂缝最大的为上游面EL443.2m～EL481m，缝竖向长37.8m，下游面EL440.4m～EL474.4m，缝竖向长34m，缝宽约0.5mm～2.5mm之间，为上、下游贯穿性裂缝。

1 裂缝成因情况分析

通过对裂缝产生时期、发展情况、裂缝位置进行分析，裂缝产生的原因为。

（1）在遭遇特大洪水情况下，由于导流洞的导流能力有限，大坝开始挡水，最终全段面过流，新浇混凝土强度未达到设计强度，混凝土块体内部温度较高，外部水温较低积聚温差变化出现裂缝。另外，洪水水位的快速升降，坝体挡水受力，随后洪水消退，荷载释放，大坝坝体中部及拱端附近受力较大部位拉应力出现造成裂缝。

（2）裂缝出现在6～7月的高温季节，混凝土浇浇筑完成后，由于混凝土的温升造成的内外温度的差异，产生拉应力出现裂缝。

2 裂缝处理方法

根据裂缝不同部位以及裂缝的不同性状，裂缝处理的方法有采用缝口封闭、化学灌浆及加设止水缝口封闭等。根据裂缝的类型，本工程采用钻孔进行化学灌浆的处理方式，分上、下游工作面进行。

裂缝处理原则必须满足坝体补强、防渗等技术要求，对坝体两条裂缝采取表面骑缝灌浆和内部钻孔灌浆相结合处理方法来消除裂缝对坝体的危害。其具体工艺流程如图1所示。

2.1布设灌浆盒及灌浆孔

根据裂缝表面张开度，在两条裂缝上下游表面较宽处布设灌浆盒，原则上每一米左右布设一个灌浆盒。在两条裂缝上下游均布设浅、深两排灌浆孔。浅孔孔间距1m且沿裂缝交错布设，深孔孔间距也为1m且沿裂缝交错布设，浅孔和深孔之间间距为0.5m。灌浆盒与灌浆孔的布置见图2。

2.2凿缝钻孔

沿裂缝凿一条宽、深约3～5cm的“U”型槽（预留灌浆盒的部位不作处理），再用钢丝刷将混凝土表面的灰尘、浮渣及松散层仔细清除，并清洗干净。用钻径为Φ32的风钻钻孔，钻进角度分别为60°和80°，孔口离裂缝距离分别为0.5m和0.7m，孔深根据孔所在高程控制。

2.3冲洗与检查

钻孔结束后，用高压风水将钻孔及“U”形槽冲洗干净，吹净孔内（槽内）粉末，确保进浆孔、回浆孔穿过裂缝缝面。在确定裂缝缝面通畅之后，用高压风将缝内积水冲干。

2.4埋灌浆管和灌浆盒

钻孔结束后，用风水轮换将钻孔及钻孔周围吹洗干净，涂上环氧基液，然后将进浆管和排气管一并用环氧砂浆封牢。将预留埋设灌浆盒处裂缝的混凝土表面清洗干净，再用环氧砂浆将灌浆盒贴牢。

2.5封缝待凝

用风、水轮换将裂缝吹洗干净，然后用环氧砂浆将裂缝封堵，让环氧砂浆固化达到一定强度，以防裂缝漏浆。

2.6配浆灌浆

环氧砂浆固化24h后，在施工现场配置浆液，用灌浆泵按自下而上原则逐孔逐盒进行灌浆，灌浆压力一般不超过0.3MPa。灌浆技术要求如下。

（1）浆液配制：由专人负责现配现用，严格配料程序，用量杯天平称量准确，并搅拌均匀。

（2）灌浆：每条裂缝灌浆时，按由低至高顺序进行灌浆，即先对灌浆孔进行灌注，待相邻孔排出浓浆时，将该孔扎管，逐孔进行，至该缝最后一孔灌浆结束，迸浆30min，迸浆压力0.3～0.4MPa。

（3）灌浆压力：应由由低至高，逐步升高，最高压力不超过0.3～0.4MPa。

（4）灌浆结束标准：正常情况下，在达到最高设计灌浆压力下，如不吸浆或吸浆率≤0.01Lmin，持续迸浆30min，即可结束灌浆。

（5）特殊情况处理：如灌浆时发现明显外漏，则应将外漏处进行快速封闭处理，然后继续进行灌浆处理。

2.7迎水面防渗材料涂刷

坝体迎水面裂缝处采用涂刷环氧基液和贴玻璃丝布。涂刷前先前混凝土表面灰尘、油污等除掉，清洗干净并湿润坝面。按三油二毡方式处理。

2.8灌浆质量检查

采用压水试验检查。压水检测：造检查孔（孔径32mm、孔深10～15cm）后，对检查孔进行压水试验，采用单点法压水，压水检查压力为0.3Mpa。压水试验稳定标准，在稳定压力下，每3～5min测读一次压入注量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终的10%，或最大值与最小值之差小于1mL/min时，本孔段压水结束，取最终值为计算值，测记漏量，计算透水率（Lu），合格标准为：压水检查透水率≤1Lu。

3 灌浆材料

本工程化学灌浆采用改性环氧灌浆材料，该灌浆材料粘度低，可灌性好，抗压强度高达40MPa以上，同混凝土的粘结强度高，一般都大于混凝土本身的抗拉强度，并且有亲水性，对潮湿面的亲和力好。该环氧灌浆材料主要性能指标则见表1。

4 灌浆后成果检查

压水试验检测成果见表2。通过检测，裂缝经处理后透水率普遍小于1Lu，达到了一般态混凝土防渗的基本要求。从后期大坝蓄水后观测，裂缝处没有任何漏水现象，说明防渗处理满足了设计要求。

4 结语

水工混凝土多为大体积结构，施工中由于混凝土配合比、气候条件、施工方法、养护不善等，极易造成裂缝，若不加以专项处理，将给大坝蓄水运行留下严重的安全隐患。出现裂缝后，施工中应根据不同裂缝的成因、裂缝特点及裂缝所处部位等情况，需采取相应的补救措施对裂缝进行必要的处理。