观音阁水库裂缝修补前期准备工作分析

观音阁水库裂缝修补前期准备工作分析

孟庆玲

(辽宁省水文水资源勘测局,沈阳110003)

摘要：观音阁水库溢流坝250.50m高程裂缝处理试验段修补前，进行了较为完善的裂缝统计及修补原则确定和质量控制点预设等准备工作，保证了既定工期目标和质量目标的实现，验证了工法的可行性。

关键词：观音阁水库;裂缝;处理;前期准备

中图分类号：TV698.2+31

Analysis of Preparatory Work in Guanyinge Reservoir Crack Repair

MENG Qing-ling

(LiaoningHydrologyandWaterResourcesSurveyBureau,Shenyang110003,China)

Abstract：Before Guanyinge reservoir spillway dam elevation 250.50m crack treatment test section is repaired, more complete crack statistics, repairing principle determination, quality control point presetting and other preparatory work are conducted, thereby ensuring realization of given construction duration objective and quality objective, and verifying the feasibility of construction method.

Keywords：Guanyinge reservoir; crack; treatment; preparation

观音阁水库工程建设期间在250.50m高程形成的水平越冬缝裂缝比较集中，高水位运行时渗漏、冻胀明显，溢流坝段顶层廊道及溢流面下游尤甚。2013年，管理单位利用主汛前腾空库容的短暂时机，选择大坝23～26号溢流坝段作为化学灌浆与手刮聚脲综合处理裂缝工法的试验段，为后续裂缝修补处理工程的实施积累数据。修补处理前对裂缝进行有步骤、有计划的统计，确定了修补原则及质量控制点，进而保证了处理工法的成功实施。

1工程概况

观音阁水库是以城市供水和防洪为主，兼顾灌溉、发电和养鱼的大(1)型水利枢纽工程，1995年10月建成。水库全长1040m的碾压式混凝土重力拦河坝体剖面为“金包银”形式，上游防渗层、下游保护层、基础垫层及廊道、底孔等孔洞周围为常态钢筋混凝土，内部配重为含粉煤灰30%～35%的干贫碾压混凝土。2009年6月、2013年1月现场勘察发现250.50m高程水平施工越冬缝裂缝比较集中，高水位运行时渗漏、冻胀明显，溢流坝段顶层廊道及溢流面下游尤甚。该条裂缝形成至今从未经过修补处理。

2裂缝统计

裂缝处理总的工法确定后，首先要对裂缝长度进行统计和检测，为施工组织设计预估工程量，进行人、材、机统筹。

2.1上游坝面水平越冬缝长度统计

接近或者大于8m以上的裂缝长度，按照全坝段16m处理，大于16m以上的和小于8m的按照裂缝两端外延0.50m处理。检测发现，试验段246.00m高程以上缺陷裂缝长度介于8～16m之间，故统计裂缝长度按照全坝段计算，即16×4=64m。

2.2上游结构缝长度统计

结构缝处理必须按通缝全长处理。暂定工程实施时坝前水位为245.50m，处理起始高程确定为246.00m，修补范围为246.00～255.20m。试验段涉及4个坝段，存在5条结构缝。根据图纸测算并结合现场量测，每孔闸门底槛之前的246.00～255.20m直线段及弧段长12m，确定试验段需要处理的结构缝长度为 12×5=60m。

2.3下游溢流堰面裂缝

9号表孔(23号、24号坝段各一半)、11号表孔(25号、26号坝段各一半)堰面混凝土在249.25m高程分别存在长度等于溢流表孔单宽的水平缺陷裂缝，高水位运行时伴有较多渗水(冬季形成冰包)，因此下游溢流堰面水平裂缝长度确定为24m。

汇总统计，水平裂缝88m，结构缝50m。

3确定裂缝修补原则

对试验段的水平越冬缝、结构缝损伤、水平裂缝等各类缺陷，经过讨论确定如下修补处理原则：

a.观音阁水库地处严寒地区，处理方案必须充分考虑能够适应工程所在地温差变化、冻胀冻融等复杂环境下的运行工况。

b.对于裂缝，需选取能够适应较大变形的柔性材料进行表面粘贴处理，如适于人工手刮施工的单组分聚脲防渗涂料(手刮聚脲)；选取适应环境变化的遇水膨胀型的水溶性聚氨酯柔性化学浆液进行内部封闭，其固结后的弹性体能够较好地填充裂缝内部空间。

c.对于结构缝，能够适应较大变形的柔性材料是处理的唯一选择，且应保证处理后结构缝仍能够正常发挥变形作用。

d.对实施修补处理区域出现的混凝土冻融剥蚀、蜂窝、麻面、脱空、孔洞、钢筋锈蚀及鼓胀、冻胀破坏、局部缺失、局部振捣不实等缺陷进行预处理，以保证裂缝及结构缝的整体修补效果。

e.处理时间需结合水库调度计划合理安排，力求在坝前水位适宜情况下，完成所有的缺陷修补，要求建设单位、施工单位密切关注水库库容变化，择机进行。

4预设修补处理质量控制点及相关要求

根据工程设计文件和工法要求，分析影响工程质量的关键环节和重点部位，明确主要影响因素，确定质量控制点。

4.1混凝土布孔、钻孔及灌浆前检查关乎化学灌浆的成败

a.钻孔深度为结构厚度的1/3～2/3，且穿过裂缝，垂直裂缝表面走向，沿两侧错位均匀布置，法线夹角大于45°。对裂缝与结构缝交汇部位，钻孔到达分缝嵌填材料为止；钻孔与裂缝间距小于结构厚度的1/2，钻孔间距20～60cm。

b.钻孔形成后，采用高压水流(不低于0.3MPa)清洗混凝土表面与注浆孔上的松动颗粒、粉尘，使表面干净、润湿、新鲜，用压气法初步判断钻孔与裂缝的连通性。

c.从最低处观察孔开始依次向上，用高压力向检查嘴内注入洁净水，观察其他注浆孔出水情况。若相邻上部的注浆孔有水涌出，说明该注浆孔与裂缝连通良好。移至涌水注浆孔的邻近上部注浆孔注水，直至全部注浆孔均与裂缝连通良好为止。注水检查完成后，用注浆嘴替换检查嘴。注浆嘴固定在注浆孔内4cm，与孔壁密贴、无空隙、不漏水。裂缝宽度大于0.50mm的裂缝在注水检查完成后应进行表面临时刚性封堵。

4.2原状混凝土预处理直接影响手刮聚脲效果

a.老化、风化、冻融破坏的混凝土表面必须凿毛，凿毛深度根据现场结果确定，一般为20～30mm，以露出新鲜混凝土面为宜。凿毛后使用高压风枪清理表面，采用聚合物砂浆填补，使之与周围混凝土表面齐平。

b.对于裂缝途经的混凝土脱空部位(剥蚀或凹坑深度大于30mm)，采用植筋加丙乳聚合物混凝土进行补强加固，提高新老混凝土之间的黏结强度和抗剪强度。修补后混凝土表面及砂浆脱落部位涂抹聚合物砂浆找平。

c.预处理结束后，必须将混凝土表面附着的水泥浆及冻融的表层打磨掉，保证处理基面的平整度。打磨的范围为预处理边缘以外100mm。对于裂缝两侧混凝土的打磨，应保证打磨区域边缘与裂缝距离大于180mm。对于久历冻融、水位变化区域的裂缝则要扩大防护范围，裂缝两侧防护宽度距裂缝600～1000mm。

4.3结构缝修补需关注细节

a.结构缝处理前，对有渗水区域先进行止水灌浆，待该区域表面干燥、无潮湿环境后才能进行下道工序施工。

b.去除结构缝中失效的填充材料，用柔性填料重新填好，顶口与原基面齐平。针对结构缝现状及国内外现有修补材料，内部采用化学灌浆+GB材料+橡胶棒+砂浆作为填充材料，共同作为聚脲与原有嵌缝材料的中间层，使其既对下部形成保护，又对上部聚脲材料提供骨料支撑。

c.对于结构缝与裂缝、结构缝与其他缺陷交汇的部位，应在表面大范围处理之前进行细部预处理。

5结语

由于前期准备工作细致、有效，承建单位利用短暂的腾空库容时间，完成了试验段既定的修补处理作业。当年冬季9号、11号表孔再未出现冰包，且处理后顶层廊道内原渗水处明显有积水被挤出，说明裂缝已被化灌材料可靠填充，该工法可行，质量可靠。

建议尽快实施工程剩余缺陷部位的处理，尽早截断微细渗漏通道，防止缺陷向深度、宽度蔓延。

参考文献

[1]李九红，徐建光，王延斌，邹少君.混凝土大坝裂缝灌浆处理效果研究 [J].水力发电学报，2003，26(3)：63-68.

[2]李文鹏，李连喜，张增涛.大坝混凝土面板裂缝处理应用与研究[J].长江科学院院报，2010，27(9)：70-73.

[3]傅温，王宏彬.混凝土工程新技术[M].北京:中国建材工业出版社,1994.