灵石县石膏山水库工程裂缝处理施工工艺

郭永峰

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西　太原　030024）

1　工程概况

石膏山水库位于灵石县仁义河干流上，坝址位于南关镇峪口村上游1.5km的石膏山峡谷出口处，控制流域面积110km2。大坝采用混凝土拱坝，最大坝高68.0m，左岸挡水坝段长88m；右岸挡水坝段长52.9m，挡水坝顶宽6m，上游面为铅直面，下游面为变坡组合面，坡度范围1∶0.5～1∶0.178。溢流坝段布置在左右岸挡水坝的中间，桩号为0＋052.85～0＋081.12，总长28.2m，共两个溢流孔，上游面为铅直面，下游面挑流鼻坎以下坝坡为1∶0.27，坝基处底宽27.5m。

2　裂缝分布情况

2012年2月3日，对坝体迎水面、廊道及下游面进行了初步裂缝调查。调查发现，裂缝主要分布在4号坝段，其中1083m高程廊道发现明显裂缝3条以及渗水结构缝数条，贯穿廊道顶拱和侧墙，底板尚不清楚。其中渗水裂缝2条，宽度分别为1.7mm、0.8mm；干裂缝1条，宽度为0.7mm。1117m高程廊道发现裂缝1条，位于廊道上游侧，宽度0.5mm，无渗水；迎水面裂缝为3号、4号坝段的接缝位置，从水面1090m高程向上延伸至现浇坝顶，宽度为0.7mm；坝顶发现裂缝由迎水面向下游面延伸至坝轴线位置，宽度为0.5mm。

3　裂缝处理原则

裂缝类型：一类缝，δ≤0.1mm；二类缝，0.1mm＜δ＜0.3mm；三类缝，δ≥0.3mm；深层或贯穿性裂缝。

1—3类浅表裂缝处理原则

一类缝沿裂缝20mm范围内，用钢丝刷清理并刷毛，涂一道T1渗透结晶型材料或HK966弹性防渗涂料。二类缝顺裂缝发展方向，凿一条宽80mm，深50mm的“V”形槽，槽两端超出裂缝长度50cm，填补HK903防渗砂浆，表面涂刷一道T1材料或HK966弹性防渗涂料。三类缝采用HK-G系列低粘度型环氧灌浆材料或HK-WG-21无溶剂型环氧灌浆材料（δ≥1.5mm）进行补强灌浆，如以防渗为主的裂缝化学浆液宜采用LW和HW水溶性聚氨酯灌浆材料。灌浆结束后，表面粘贴SR防渗胶带、涂刷HK弹性封边剂或HK966弹性防渗涂料封闭保护。

深层或贯穿性裂缝处理原则

采用HK-G系列低粘度型环氧灌浆材料或HKWG-21无溶剂型环氧灌浆材料（δ≥1.5mm）进行灌浆，如以防渗为主的裂缝化学浆液宜采用LW和HW水溶性聚氨酯灌浆材料。灌浆结束后，表面粘贴SR防渗胶带、涂刷HK-弹性封边剂或HK966弹性防渗涂料封闭保护。

4　裂缝处理施工工艺

施工工艺：施工准备，钻孔，预埋灌浆管、回浆管，封缝，压水（风）试漏，裂缝清洗，裂缝化学灌浆，表面处理，检验方法。

4.1　施工准备

作业面清理：施工前需要将坝前水排干净，并将杂物和淤泥清除干净，直至露出裂缝末端或者基础部位。

4.2　钻孔

钻孔孔径采用直径14mm，间距大约300mm，以贯穿裂缝深度为孔深标准。沿裂缝面45°两边交叉布置钻孔。高压灌浆管设置在孔口，回浆管布置在间隔50cm交叉斜孔处。钻孔形成之后，用清水将水管插入孔底不间断冲洗直至溢出清水为止。

4.3　预埋灌浆管、回浆管

灌浆孔口安装专用灌浆针头或专用灌浆管即可。

4.4　封缝

待缝面冲洗干净后，自灌浆管用压缩空气吹净粉尘和残留碎屑，风压控制在0.15～0.2MPa，孔内及缝面处理干净后在缝面部位涂刮一层HK-EQ-1环氧封缝胶进行缝面封闭。

4.5　压水（风）试漏

灌浆之前必须检查裂缝通透性，一般方法有压水（风）试漏，压力采用0.3～0.5MPa，逐孔检查裂缝是否通畅，压水时指定专人负责记录，如发现回浆管不回水，说明灌浆管与裂缝之间不通畅，作出记录、记号，处理修补之后再压水一次确保灌浆时浆液不外漏。压风时发现气泡外溢时待压风结束后做好记录进行修补。

4.6　裂缝清洗

以上工序完成后，为保证灌浆材料与坝体的粘接强度，采用专用裂缝清洗剂HK-WA-1清洗液对裂缝进行清洗，裂缝清洗采用HY-1型手动化学灌浆泵，从灌浆嘴由低至高进行循环灌注，清洗时间控制在20～30min以内，最后用清水将裂缝冲洗。

4.7　裂缝化学灌浆

4.7.1化学灌浆时间的选择

裂缝化学灌浆一般避开高温季节，灌浆时做好坝体温度、室外温度等温度记录。4.7.2灌浆材料

迎水面裂缝如位于坝段结合处，采用遇水膨胀型化学灌浆材料，建议采用LW/HW水溶性聚氨酯化学灌浆材料；如裂缝位于坝体，则采用HK-G系列低粘度型环氧灌浆材料或HK-WG-21无溶剂型环氧灌浆材料（δ≥1.5mm）进行处理。

4.7.3灌浆工艺

（1）准备工作。

灌浆前，设定风压压力为灌浆压力的80%，然后打开孔嘴全部阀门，用空气压缩机把孔内、裂缝处积水吹干净。浆液如采用LW/HW水溶性聚氨酯化学灌浆材料可直接灌浆。

（2）配浆：

为了防止浆液浪费，配浆应遵循少量多次的原则。

（3）灌浆

灌浆顺序按照由深到浅、由一侧向另一侧、串通性好的灌浆孔顺序进行灌浆。观测回浆管返浆后封闭回浆管。

灌浆压力选取0.5～0.8MPa之间，灌浆压力需逐级升高，压力从0.2MPa开始，按每级0.05MPa升压。灌浆过程中根据灌入量多少可降低或提高灌浆压力，但最大压力不得超过0.8MPa。单孔吸浆率趋于零为灌浆结束，再继续灌30min即可结束。然后将管口封堵24h。

灌浆采用单孔进浆，将其余孔口全部打开，待相邻回浆孔冒出浓浆后关闭第一孔灌浆管阀门，进行下一孔灌浆。待第二回浆孔冒出浓浆后，则将灌浆泵接入第三孔，以此往复循环灌完为止。

4.8　表面处理

化学灌浆完毕后，待浆液待凝72h后拆除灌浆管（嘴），打磨表面，对水位变化区以下裂缝沿缝两侧各15cm涂刷SR底胶，施工SR防渗胶带，涂刷HK-弹性封边剂或HK966弹性防渗涂料；对水位变化区以上裂缝沿缝两侧各50cm涂刷T1渗透结晶型材料。

4.9　检查

化学灌浆结束14d后进行质量检查，检查方法如表1。

表1　化学灌浆结束后质量检查方法

5　结束语

通过现场抽样检测，采用的施工工艺是可行和有效的，满足裂缝处理设计要求，可以消除水库蓄水渗漏的隐患，达到水库蓄水安全鉴定的标准。