化学灌浆在龙滩电站碾压混凝土大坝裂缝修补施工中的运用

漆巨彬

(中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司，成都，611130)



化学灌浆在龙滩电站碾压混凝土大坝裂缝修补施工中的运用

漆巨彬

(中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司，成都，611130)

介绍龙滩水电站碾压混凝土大坝局部裂缝的化学灌浆修补工艺，通过有效的检测手段对裂缝成因、性状做出精准判断，实施有针对性的修补方案，验证了“灌浆法”、“喷涂法”在裂缝修补中的适宜性，成功解决了裂缝修补施工难题，为类似工程拓宽了视野，积累了施工经验。

裂缝修补 化学灌浆 灌浆法 喷涂法 龙滩水电站 碾压混凝土

1 工程概况

龙滩水电站大坝坝顶高程406.5m，最大坝高216.5m，是目前世界上最高的碾压混凝土重力坝。大坝坝顶长849.44m，共由34个坝段组成。即6个溢流坝段，2个底孔坝段，1个电梯井坝段，1个转弯坝段，9个进水口坝段，1个通航坝段，6个河床挡水坝段和8个岸边挡水坝段。坝体除结构和布置上要求采用常态混凝土的部位外，凡具备碾压混凝土施工条件的部位均为碾压混凝土。大坝混凝土总量740万m3，其中碾压混凝土480万m3，约占坝体混凝土总量的65%。

13#～18#坝段为溢流坝段，泄洪全部由表孔溢洪道承担，最大泄量27692m3/s，下游消能采用高低坎差动式挑流消能。在下闸蓄水后，溢流坝段和底孔坝段个别部位出现了不同程度的混凝土裂缝，为保证大坝安全，需对混凝土裂缝进行防渗补强处理。

2 裂缝检查与危害分析

裂缝检查主要是通过声波探测和裂缝测宽仪等方式，对裂缝缝深、缝宽及走向进行检测分析。根据声波检测数据分析，分布在12#坝段底孔明渠右导墙的裂缝主要为贯穿裂缝，分布在13#坝段迎水面的裂缝主要为深层裂缝和表层裂缝，均属于温度裂缝。

12#坝段底孔明渠右导墙的裂缝位于高速水流区，13#坝段的裂缝处于迎水面，这些裂缝都会受到水的侵蚀作用，因此仅仅进行表面凿槽封闭处理是不够的。封闭材料在高速水流等外界条件影响下，极易产生裂缝或者脱落失效，坝体内部仍将有钢筋锈蚀、混凝土炭化等风险，这将对坝体的耐久性和安全性产生极大的危害。

3 处理方案与工艺

3.1 表层裂缝处理

表层裂缝采用“喷涂法”进行处理：(1)首先用钢丝刷清除表面附着物和污垢，并凿毛、冲洗干净；(2)用环氧胶泥材料直接将裂缝面部填实抹平，环氧胶泥喷涂长度应沿裂缝两端顺势各延长0.3m。

3.2 深层裂缝及贯穿裂缝处理

深层裂缝采用“灌浆法”进行处理，其施工工艺为：灌浆孔布置→灌浆孔钻孔→预埋灌浆管→应力释放孔钻孔及回填→凿槽闭缝→压水试验→化学灌浆→质量检查。

3.2.1 灌浆孔布置与钻孔

(1)裂缝缝深小于或等于1m时，灌浆孔沿裂缝骑缝钻孔，孔径16mm，孔深0.10m,孔距为0.50m，遇裂缝分叉时，在交汇处加设一孔，裂缝两端部位均应设在离裂缝端头0.2m处；

(2)裂缝缝深大于1m时，灌浆孔按梅花型交错布置在裂缝两侧，通过气腿式手风钻按一定夹角钻斜孔(倾向裂缝)，同侧孔孔距为1.0m，孔径为φ42mm，钻孔与裂缝交汇处距裂缝底部距离不大于0.50m。

3.2.2 预埋灌浆管

为使化学灌浆材料能顺利进占裂缝并减少孔内占浆，化学灌浆前需埋设φ8mm的塑料灌浆管，灌浆管与钻孔间隙应封填密实。骑缝孔灌浆管埋设时，灌浆管应深入裂缝0.05m；斜孔灌浆管与裂缝间距应控制在0.1m～0.2m范围。

3.2.3 应力释放孔钻孔及回填

裂缝在压水试验或化学灌浆前，须在裂缝两端钻应力释放孔，以防裂缝进一步扩张延伸或避免灌浆浆液渗漏。应力释放孔采用地质钻机钻进成孔，孔径为φ110mm，钻孔深度根据声波检测的裂缝深度确定，钻孔终孔后采用0.5∶1的纯水泥浆回填封孔。

3.2.4 凿槽闭缝

为防止已灌入的浆液自缝的外表面逸出，需预先凿槽闭缝，使灌浆浆液充填饱满且进入细小的缝内，以达到良好的灌浆效果。即沿裂缝凿宽、深5cm～6cm的U形槽，清洗干净后，在槽内喷涂环氧胶泥，并用环氧砂浆嵌填封堵。

3.2.5 压水试验

为准确获取各受灌混凝土裂缝的原始透水性情况，以便准确选用灌浆材料及确定灌浆顺序，各灌浆孔灌前必须采用“单点法”通过孔口封闭的方式进行正规压水试验。压水试验孔口压力为0.2MPa～0.4MPa，压水试验要求按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2001)附录A条文执行。即在稳定的压力下，每5min测读一次压入流量，当连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1.0L/min时，压水即可结束。

3.2.6 化学灌浆

3.2.6.1 化学灌浆材料

本次混凝土裂缝处理化学灌浆材料选用具备“一低两高”(低粘度、高渗透、高强度)的CW系环氧化学灌浆材料，其主要特点如下：CW系列环氧化学灌浆材料具有初始粘度低、渗透能力特强、固结体力学性能高、胶凝时间可调(多种型号备选)等特点，可在干燥、潮湿、水下(含流动有压水)和常温(0℃以上)条件下使用；现场配制简单，固结体无毒，无环境污染，耐渗性、耐久性优良。

3.2.6.2 化学灌浆施工

(1)灌浆顺序。垂直裂缝和倾斜裂缝灌浆应从深到浅、自下而上进行；接近水平状裂缝灌浆可从低端或吸浆量(根据灌前压水试验资料确定)大的孔开始；

(2)灌浆压力。化学灌浆采用手动灌浆泵进行灌浆，灌浆压力控制范围为0.2MPa～0.5MPa，当进浆顺利时灌浆压力取低值，反之取高值；

(3)灌浆控制标准。灌浆孔在最大设计压力下，吸浆量小于0.02L/5min时，可结束灌浆。此时应将塑料灌浆管扎紧，移至相邻灌浆孔继续灌浆；

(4)灌浆时段。化学灌浆施工时，其环境温度应控制在5℃～25℃范围内，宜在低温季节进行施工。鉴于施工期处于夏季高温天气，因此，化学灌浆施工时段选在了夜晚或气温较低的天气施工。

3.2.7质量检查成果

化学灌浆结束并待凝14d后，对修补的裂缝采取压水试验、声波检测、钻孔取芯等方式进行质量检查评定。根据质量检测数据显示，分布在12#坝段底孔明渠右导墙的贯穿裂缝及13#坝段的深层裂缝和表层裂缝，经修补处理后其强度和防渗指标均达到了设计要求。

4 结语

针对龙滩水电站碾压混凝土大坝产生的贯穿裂缝、深层裂缝和表层裂缝，通过有效的检测手段对裂缝成因、性状进行了精准判断，实施针对性的修补方案。根据质量检查成果分析，本工程所采用的施工工艺是适宜的，选用的化学灌浆材料经济实用，为类似工程拓宽了视野，积累了施工经验。

〔1〕熊 进，祝 红，董建军等.长江三峡工程灌浆技术研究，北京：中国水利水电出版社，2003.

〔1〕孙 钊.大坝基础灌浆.北京：中国水利水电出版社，2004.

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2095-1809(2015)05-0108-02

漆巨彬(1970-)，男，重庆市江津区人，高级工程师，主要从事水利水电地基与基础工程施工技术管理工作。