混凝土面板堆石坝面板及趾板混凝土裂缝处理

张科

摘 要：本文通过对混凝土面板堆石坝面板及趾板出现的裂缝采用表面封闭处理与化学灌浆相结合的处理方法进行阐述，经实践证明，该处理方法安全有效、施工方便、工期短等特点。同时裂缝处理完后的面板混凝土在坝体渗漏的情况得到明显的提高。

关键词：裂缝处理 面板及趾板 化学灌浆

一、工程概况

新疆伊犁科克塔斯水库是一座供水、灌溉、兼顾防洪和发电等综合利用的水利枢纽工程，主要由挡水建筑物、泄洪建筑物和引水发电建筑物组成。永久性主要建筑物大坝按2级建筑物设计，泄洪洞、溢洪道、引水发电洞及灌溉洞建筑物级别按3级设计，发电厂房建筑物级别按4级设计，临时建筑物级别按4级设计。其中大坝为混凝土面板堆石坝，坝顶长度295.00m，坝顶宽度10.00m，最大坝高88.00m，上游坡1：1.4，下游坡1：1.5、1：1.4，坝顶设有高度为3.7m的“L”墙与面板相接， 面板为不等厚结构，设计厚度为30～59.5cm（0.3+0.0035H），面板钢筋为单层双向配筋，混凝土设计标号C30W10F300。面板设计分块共计39块，其中分缝6m宽28块，12m宽9块，坝左右各一三角块，最大分缝长度145.3m。大坝趾板设计分块27块，二期2m后浇带17块。

二、裂缝形成原因分析

趾板混凝土施工在2014年4月26日至2014年9月18日，面板混凝土施工在2015年5月10日至2015年7月7日。根据当地气候气象特点，属大陆性温带气候，光照丰富，冬夏冷热悬殊，春温回升快而不稳定，秋温下降迅速，温差大，夏季多阵性天气和暴雨，一般来说，全年气温以1月最低，7月最高。趾板及面板在施工期受高温天气、暴雨、温差大、湿度变化大等因素影响，以及在混凝土浇筑过程中，环节多、时间长，造成混凝土初凝，严重影响混凝土面层结合强度等，在混凝土表面产生不同程度的裂缝。

三、处理依据及原则

根据《混凝土面板堆石坝施工规范》（DL/T5128/2009），对趾板及面板混凝土表面用裂缝检查仪进行检查，查出面板裂缝共86条，其中贯通裂缝33条，缝宽大于等于0.2mm裂缝64条。趾板裂缝共6条，其中贯通裂缝2条，缝宽大于等于0.2mm裂缝3条。对已经检查出的裂缝分别进行标记划分。

四、裂缝处理措施

1.混凝土表面裂缝宽度≤0.2mm，表面涂10cm宽（缝两侧各5cm宽），1mm～2mm厚HK966弹性体防水涂料加数控纤维处理。

1.1HK966弹性体防水涂料的性能。HK966弹性体防水涂料具有活性高、固化快等优点，可适用于任意曲面、斜面及垂直面的涂刷，也可以喷涂成型且无流挂。对温湿度无特定的要求，因此施工过程中可以不用过多的考虑环境温度和湿度。耐候性、耐老化性能好，高低温稳定性强。涂层连续、致密、无接缝、无针孔，一次施工即可达到设计厚度要求。

1.2HK966弹性体防水涂料施工方法。

1.2.1清理裂縫两侧的混凝土表面。首先，除去裂缝两侧各15cm范围内的混凝土表面存在的松动浆皮及凸出部分，然后再进一步清除混凝土表面的油渍、浮土、灰浆皮及杂物，同时将混凝土表面打磨平整，并且用高压水对其表面清洗，保持表面干燥。为了避免混凝土表面再次受到污染，一旦表面晾干应立刻进行下一道工序。

1.2.2涂抹HK966弹性体防水涂料。在混凝土裂缝表面涂10cm宽（缝两侧各5cm宽），1mm～2mm厚HK966弹性体防水涂料，涂层厚度要均匀，每条缝一次性连续涂抹完成。

1.2.3粘贴数控纤维布。

1.2.4再次涂抹HK966弹性体防水涂料.

2.混凝土表面裂缝宽度>0.2mm ，采用LW/HW水溶性聚氨酯化学灌浆，大于0.2mm不贯通裂缝，表层涂10cm宽（缝两侧各5cm宽）HK966弹性体防水涂料加数控纤维布；大于0.2mm的贯通裂缝，进行凿槽、弹性环氧砂浆嵌槽，表层再用HK966弹性体防水涂料加数控纤维布封闭。

2.1化学灌浆材料的性能.HW和LW是面板趾板裂缝灌浆时广泛采用的化学灌浆材料，这两种材料属于水溶性聚氨酯材料，由华东院研制，其遇水便可以迅速产生聚合反应，且聚合后的固接体不仅延伸性、弹性良好而且还具有较强的抗渗性。除此之外，HW和LW还各自具有其单独的特性，例如，LW固结体为弹性体，在遇水时可膨胀，可以实现弹性止水和以水止水的双重功能，比较适合处理变形缝的防水，而HW固结体力学性能较突出，在混凝土补强加固处理方面比较适用。

2.2施工工艺.

2.2.1裂缝两侧混凝土表面清理，宽度为裂缝两边各2～3cm，总宽度4～6cm。

2.2.2钻孔、埋设灌浆嘴.沿裂缝一侧10cm位置，用冲击钻间隔30cm打斜孔，倾角45°～60°，孔径16mm，孔深25cm，使其穿过缝面；然后进行清孔，用高压水冲洗孔内的混凝土颗粒等杂物；埋设专用灌浆嘴，灌浆嘴直径10mm，用棉纱将灌浆嘴包紧，并浸透HW浆液，带浆液滴净后插入孔内6cm， 外露长度10～15cm，用螺丝刀、手锤将棉纱塞紧。

2.2.3压水试验.检查孔与缝是否相通，如不相通，要检查原因，再回到孔与缝相通。

2.2.4灌浆.灌浆使用的灌浆泵主要是由华东院研制的手压灌浆泵，其灌浆压力0.3Mpa，分布在水平方向的孔一般依次从一侧向另一侧灌浆，而分布在竖直方向的孔则采用自下而上的灌浆方式。如果发现相邻的孔漏出纯浆液，应用铁丝扎紧灌浆管，继续灌浆，待所有邻孔都有浆液溢出，继续维持灌浆压力在0.3Mpa约3min停止灌浆。配浆浆液 LW：HW=3：7（可通过现场试验进行调整）

2.2.5待浆液固化72小时后，割掉灌浆嘴，进行下一步表面处理。

2.2.6对于大于0.2mm的贯通缝，进行凿槽、嵌弹性环氧砂浆.（1）沿裂缝走向凿出10cm×3cm（宽×深）的“V”型槽，力求裂缝位于槽底部，用腻子刀、钢丝刷除去松动的混凝土表层及污迹，然后用湿棉纱把清理过的混凝土表面擦拭干净。（2）待槽面经过表面处理后，嵌填弹性环氧砂浆，振捣密实，砂浆表面抹平（见图1）。

2.2.7清理混凝土表面，两侧各20cm。

2.2.8表面封堵。表面封堵用HK966弹性体防水涂料封闭，施工方法同4.1.2。施工过程中的注意事项：1.施工过程中遇到雨天应暂停施工，以确保粘贴面干燥；2. 施工结束后，采取相应的措施以保护处理后的裂缝，如12小时内禁止过水，并严禁任意撕扯，造成人为破坏；3.为保证HK966弹性体防水涂料涂抹厚度，经计算1kg HK966涂料可涂1m2，在施工前做实验确定1mm厚人工涂抹次数。一般要求室外温度不低于15℃或施工表面温度不低于5℃。

五、结语

混凝土面板堆石坝在施工过程中，由于气温、施工、养护等因素导致趾板及面板混凝土裂缝是工程中不可避免现象，本文通过对出现的裂缝采用安全有效、施工方便、工期短等特点的表面封闭处理与化学灌浆相结合的处理方法进行阐述，且裂缝处理完后的面板混凝土在坝体渗漏的情况得到明显的提高。