大坝裂缝防渗处理技术与应用实践

陈建华

摘 要：大坝裂缝防渗处理是保障水库安全运行的重要内容，因冬季温度骤降而诱发的大坝裂缝，需要及时进行止裂、止水防渗处理，避免发生贯穿性裂缝带来溃坝风险。其中，以柔性防渗处理技术来实现防裂变形、防渗目标，投资少，技术稳定，止水效果好，具有较高的应用价值。

关键词：水库大坝；裂缝止水；柔性处理技术

中图分類号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2017）03-0090-02

Abstract： Seepage control of dam crack is an important part of guaranteeing the safe operation of the reservoir， for dam cracks induced by sudden temperature drop in winter， in order to avoid the risk of dam break caused by penetrating fractures， it is necessary to carry out crack prevention and water seepage control. Based on the flexible seepage treatment technology to achieve crack deformation， seepage， it has the advantages of less investment， stable technology and good water stopping effect， which has high application value.

Keywords： reservoir dam；crack sealing；flexible processing technology

水库建设是提供区域灌溉、人饮、防洪、养殖和旅游等综合利用价值的重要水利枢纽工程。大坝裂缝所带来的库区整体抗渗性能降低问题，给库区安全带来风险。因此，应加强水库大坝裂缝防渗处理技术研究，来提高工程的综合效益。本文结合某水库大坝裂缝防渗处理实际，就柔性处理方法展开探析。

1 大坝裂缝现状

某拦河大坝为混凝土重力坝，库容约1.45亿m3，主要由大坝、副坝、引水隧洞、地面开关站等组成，坝顶高层146m，最大坝高39m，共计32个坝段、31条伸缩缝，其中3～25号坝段为溢流坝段，其余为挡水坝段。通过对坝体及上游坝面水下环境进行全面检查，在挡水坝段、溢流坝段均存在与排水孔相贯通的水平裂缝。初步统计共计24处水平裂缝，裂缝宽度1～60mm，长度2.4～12.3m。另外，部分坝段珍珠岩保护层存在脱落现象，挡水面区域混凝土出现麻面，排水孔渗漏水部分出现射流状态。结合对坝体廊道的细致观察，得出整个坝体渗流现象严重，安全危害表现在3个方面：①从析钙状况来看，坝体混凝土内部胶凝颗粒被冲走，降低坝体强度；②裂缝降低了坝体抗渗能力，影响坝体可靠度；③裂缝具有扩张性，可能引发贯穿性裂缝，危及坝体安全。从产生裂缝的原因分析来看，该库区所在位置在季节变化中带来的温度差异，特别是冬季上游坝面水温1～3℃，而下游坝面水温降至-10℃，巨大温差骤变带来的温度应力作用可能导致坝体混凝土产生裂缝。

2 止裂、防渗技术选择

从坝体裂缝现状及成因分析来看，止裂与防渗处理都应该同时进行，止裂是为了防范裂缝继续扩大，防渗是对现有裂缝进行封堵，阻止漏水。因此，在方案设计上，要重视三点：①将锚索加固与裂缝防渗进行融合，从坝体上游打预应力锚索，从坝面延伸至坝基岩，来抵抗因冬季水温降低而带来的坝面混凝土收缩应力，再在坝面裂缝处采用柔性处理技术止水；②利用锚索来对坝体裂缝进行灌浆处理，结合坝面裂缝位置，实施锚索加固，在裂缝周边进行钻孔灌浆，由于施工缝、伸缩缝相互连接，灌浆可能填充伸缩缝，引发温度变化带来的伸缩受阻，严重时可能导致挤压破坏；③对坝面上游进行防渗和加固处理，利用柔性技术来处理坝面裂缝，降低漏水，以锚筋浇筑钢筋混凝土加固层来防控裂缝扩展[1]。

根据本防渗工程实际，在止裂与止水措施上，主要从试验性技术方案来进行。针对坝体裂缝现状，以三重防渗柔性技术来进行处理。首先对裂缝周边进行开槽，并填充GB柔性止水材料，然后加固锚固止水板，再确定钻孔灌浆止水。GB柔性处理具有较高的耐老化、防渗能力，且塑性大，与混凝土具有良好的粘结性，具备嵌缝止水性能。同时，GB柔性材料具有多种型材结构，如条状断面、板状断面，便于工程粘结与加固施工。在三重防渗止水处理中，GBW止水条主要承担止水，SXM主要承担封堵止水，GB柔性止水板来强化防渗止水[2]。

3 施工技术及方法应用

3.1 施工前期漏水部位检查及处理

针对库区蓄水作业条件，需要对坝面漏水部位进行前期检查，特别是对于水下漏水点裂缝状况进行处理，检查珍珠岩保护层破损情况，测量裂缝大小等。

3.2 柔性处理防渗作业工序

利用柔性防渗处理技术，需要对漏水点及坝面裂缝进行处理。一是对裂缝周边切割梯形槽，沿裂缝进行切槽，确保裂缝位于槽下口位置。槽上口宽8cm，下口宽4cm，槽深约5cm[3]。二是对梯形槽进行清理，利用高压水来剔除槽内残渣、泥土及碎屑，保障梯形槽内清洁，便于粘合剂与槽面进行良好粘接。三是对梯形槽进行涂刷粘合剂，粘合剂的制备与调配要结合试验条件进行选择，确保粘合剂的粘合效果。同时，潜水员在进行水下作业时，要沿梯形槽下口面进行均匀涂抹，确保2次以上反复涂抹。四是进行嵌填GBW填充剂，在对水系梯形槽进行粘合剂涂抹结束后，迅速填充膨胀止水条及快速密封剂，遵循“从中间到两边”的顺序来完成梯形槽嵌填膨胀止水条，并保障止水条本身与梯形槽中间良好的粘结。另外，对于GBW止水条，需要与梯形槽进行搭接时，两者搭接长度要大于15cm。对于水下密封剂的调配，也需要遵循试验条件，确保GBW膨胀止水条与密封剂良好粘结，避免受水的浸泡而影响封堵效果。五是利用三元乙丙复合柔性止水板进行粘结。三元乙丙复合止水板在与裂缝进行粘结时，需要先对裂缝表面进行涂刷粘合剂，在止水板一侧进行涂刷粘合剂，按照从中间向两边的顺序，迅速与止水板进行粘贴，打压密实处理后，再利用不锈钢压条对止水板上下边缘进行锚钉加固[4]。六是对GB柔性止水板、射钉锚接点以及周边实施粘合剂封闭处理，确保防渗防漏。

3.3 裂缝灌浆化学处理

从止水、止漏处理作业实践来看，为了获得封堵裂缝效果，还需要对裂缝两端进行化学灌浆处理，切实从根源上来防范绕渗问题。柔性处理技术在实施后，还需要从裂缝及两端对伸缩缝周边进行封闭处理，采用斜孔化学灌浆工艺来阻止绕渗。在作业工序上，首先要进行打斜孔，结合不同坝段裂缝情况，分别在4、7、8、13号坝段进行绕渗处理，因与溢流面相接，需要在上述4条裂缝两端进行布孔灌浆，并在中墩与裂缝相接处再布孔。其次，对钻孔进行清洗并灌浆，利用密封剂在灌浆孔进行环形封闭并固定，确保灌浆嘴密封紧密。再次，利用压水试验来进行裂缝开合度检测，判断坝體裂缝串通状况，并由此来计算灌浆压力及进浆量，防治浆液流失。在裂缝内灌浆试验前，需要对裂缝密封情况进行检查，特别是针对漏水点进行修补，确保裂面密封良好。最后为灌浆作业，采用LW/HW水溶性聚氨酯材料，设置灌浆压力为0.3～0.5MPa，待至灌浆压力保持在0.5MPa，10min不吸浆为止，停止灌浆[5]。

3.4 柔性处理复核作业

根据库区坝体环境的特殊性要求，在进行裂缝柔性处理后，需要对裂缝防渗情况进行复核检查，利用水下墨汁点滴测漏法，分别对4、7、8、13号坝段防渗情况进行测试检查，未发现裂缝处GB柔性止水板发生漏水问题。

4 结语

柔性处理工艺在大坝裂缝防渗中的应用，需要从工程施工前期检查与渗漏成因进行全面分析，来了解坝体裂缝状况，针对性地开展止水、止漏处理。该项目工程所采用的柔性处理技术，在后期项目运行1a检测与复核中，整体漏水问题明显减少，充分说明了柔性防渗处理工艺在混凝土大坝裂缝防渗中具有较高的止水、止漏效果。同时，从该技术前期检测、试验、实施、复检等流程分析来看，投资少，技术可靠性强，对坝体裂缝修补质量高，其经济效益、社会效益显著。针对库区大坝安全威胁，多会受到温度应力影响而发生裂缝问题，如果不进行及时修补和止裂处理，可能诱发更大的贯穿性裂缝，为后期大坝安全运行带来危害。因此，从止水、止裂并行处理上，利用柔性防渗工艺，借助于坝基锚杆加固、布孔灌浆来实现裂缝的强制性封闭，具有良好的应用价值。

参考文献：

[1]陈亮.水溶性聚氨酯化学浆液在大坝防渗板裂缝处理中的应用[J].建材与装饰，2016（39）：282-283.

[2]吕高峰.覆盖层内防渗墙裂缝对渗流场的影响分析[J].浙江水利科技，2015（2）：74-75，79.

[3]陈亮.水利工程中混凝土建筑渗漏处理措施分析与探究[J].水利建设与管理，2015（5）：71-73.

[4]黄朝君，杨小云，夏杰.丹江口初期工程大坝上游面水上裂缝检查与处理[J].人民长江，2015（6）：45-48，74.

[5]石硕.水泥化学灌浆法在坝体防渗加固中的应用[J].东北水利水电，2015（11）：20-21，23.