1、天道酬勤高渗透化灌浆材在碾压混凝土裂缝处理中的应用凤崇亮 吴岭 孙玉辉：化学灌浆就是用压送设备将化学浆液灌入地层或砼结构物裂缝内，使其扩散、固化，以到达补强或防渗漏的目的，从而满足工程设计和使用的要求。通过对莲花台水电站大坝7#8#坝段砼裂缝化灌处理施工的介绍，为整个工程的裂缝处理积累了珍贵经验，也为整个工程建设和发挥效益打下坚实根底。同时也为类似工程裂缝处理提供了参考实例。Abstract： Chemical grouting is to pour chemical grout into the stratum or the cracks of concrete structures wit
2、h pressure conveying equipment to diffuse and solidify and achieve the purpose of reinforcement or leakage prevention， so as to meet the requirements of engineering design and use. Through introduction of the construction of concrete cracking and irrigation treatment for the dam section 7#8# of Lian
3、huatai Hydropower Station， valuable experience has been accumulated for the crack treatment of the entire project， and a solid foundation has been laid for the construction and benefit of the entire project. At the same time， it also provides a reference example for crack treatment in similar projec
4、ts.關键词：高渗透化灌浆材;混凝土裂缝处理;应用Key words： high permeability grouting material;concrete crack treatment;application中图分类号：TV543.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311202329-0119-021 工程概况莲花台水电站坝址位于陕西省商南县湘河镇莲花台村上游约1km的丹江干流峡谷段，距县城约51km，是以发电为主结合旅游的水利工程。水电站坝高72.9m，坝轴线长220.5m，正常蓄水位294.0m，总库容0.95亿m3，总装机容量为40MW，工程等别规模为三等中型，主要建筑物
5、级别为3级。水电站主要建筑物由碾压砼重力坝、电站及厂房组成。电站因缓建和停建，期间受到屡次洪灾影响，在7#8#坝段250.5m高程碾压砼仓面出现不同程度的裂缝。2 混凝土裂缝成因分析商南县莲花台水电站工程自2022年11月份开工建设至2023年10月份重新开工续建，先后经历了两次停工复建。工程因停工时间较长影响，大坝前期施工的仓位混凝土长时间暴露，一年四季历经雨淋、暴晒、霜冻等不同气候，停工期间又无温控措施，混凝土内外温差大幅度变化，极易诱发裂缝，尤其是大体积结构仓位混凝土。再加上大坝根底开挖后揭露多处溶洞且发育活泼，以及坝址区顺河展布的次一级区域逆掩断裂F31断层，较复杂的地质条件对重力式碾
6、压混凝土大坝潜藏诸多不利影响。3 大坝混凝土裂缝检测和分类裂缝检测采用钻孔全景成像、单面平测法和跨孔声波法三种物探检测方法。深裂缝检测主要采用跨孔声波法，并利用成孔进行钻孔全景成像检测，以方便直接观测裂缝及混凝土浇筑质量，综合判断裂缝情况;浅裂缝检测主要采用外表平测法。为掌握停工期间大坝混凝土产生的裂缝等缺陷情况，委托中国电建集团西北勘测设计研究院工程实验检测分院物探中心对大坝砼裂缝进行现场检测。裂缝按类型分为立面裂缝和平面裂缝两类，等级共划分为五类，按照划分标准，类裂缝对大坝的结构受力、耐久性和稳定平安性、渗透稳定、平安运行有影响。莲花台水电站大坝7#8#坝段混凝土裂缝通过声波法测试和全景录
7、像检测，共发现深裂缝7条，裂缝深度在1.06.5m之间，裂缝宽度在1.02.9mm之间，裂缝长度在9.022.2m之间。检测结果说明坝体混凝土裂缝均未延伸到基岩，在砼内部，属类裂缝，需要做注浆补强加固处理。4 YDS高渗透环氧化学灌浆材料高渗透环氧化学灌浆材料YDS-40型浆材为中科院广州化学原有YDS-7型浆材的改良型号，该浆材具有渗透性能好，后期固化速度快，固结体力学强度高的特点，20环境下100mPas操作时间达24h左右，本体28天抗压强度达60MPa以上，抗拉强度达22MPa以上。5 裂缝化灌处理施工化学灌浆就是用压送设备将化学浆液灌入地层或砼结构物裂缝内，使其扩散、固化，以到达补强
8、或防渗漏的目的，从而满足工程设计和使用的要求。就莲花台水电站大坝砼裂缝来说，必须要求所使用的灌浆材料具有高渗透性和优良的力学性能，化灌浆材的渗透能力直接影响化灌效果。施工前，先编制专项施工技术方案，组织专项技术交底工作，采用专业灌浆施工设备，严格按照制定的化灌施工工艺流程进行施工。施工过程中严把验收程序，专人对现场施工质量进行监督、检查、纠错，认真落实“三检制，把好施工质量控制环节。每个工序环节的施工质量都直接影响灌浆的最终效果。莲花台水电站大坝7#8#坝段裂缝总体处理原那么为：根据现场裂缝实际分布情况，分区分序实施处理，采用缝内灌浆、缝面封闭加固综合治理，先下游后上游再中间的处理顺序进行灌浆
9、处理。具体划分为四个灌浆区进行施工，先进行一区试验区灌浆处理，再进行二区和四区的灌浆处理，最后进行三区的灌浆处理。施工难点：主要是裂缝检测的准确性和化学灌浆施工质量控制。裂缝处理之前，必须对裂缝进行认真的检测，准确记录裂缝所在位置、高程、形状、缝长、缝宽、走向以及所在部位的结构特征等，并绘制裂缝图，这是裂缝处理成功的前提。在施工过程中，化学灌浆的施工质量控制是裂缝处理成功的关键。裂缝处理设计技术要求：设计单位根据莲花台水电站大坝6#、7#8#坝段裂缝检测成果报告及相关施工标准下发了陕西丹江莲花台水电站工程6#、78#坝段裂缝处理设计通知和莲花台水电站工程大坝裂缝处理施工技术要求，主要技术要求为
10、：裂缝处理灌浆按由深到浅，由下而上，从一侧至另一侧的顺序进行，灌浆压力为 0.3MPa，灌浆结束标准以不吸浆为原那么，如吸浆率小于0.01L/min，再继续灌30min后可结束灌浆;化学灌浆简称化灌材料采用亲水性环氧灌浆材料，灌浆浆液与缝面劈裂粘接强度1.0MPa，材料性能事前进行必要的室内配比试验，选择毒性低并适合各种不同缝宽、缝深处理的材料，以便在施工中能较好的应用。施工工艺流程：施工准备裂缝刻槽布钻孔施工分段区孔封闭待凝灌浆管安装裂缝冲洗缝面枯燥处理缝面封闭灌区封闭性检查化学灌浆施工质量检查。施工前准备：主要包括人员、材料、机械设备的认真准备和化灌材料试验。试验主要检测材料的物理性能指标
11、密度、初始粘度、初凝时间和力学性能指标抗压、抗拉、抗剪强度，重点确定浆材的初凝时间和初始粘度，保证化灌时的可操作时间和设备平安。裂缝刻槽：沿裂缝走向刻U型槽，深约58cm，底宽约5cm，为保证裂缝外表封闭的效果，裂缝位于槽底中部。布钻孔施工：灌浆孔根据设计图纸及裂缝深度和现场实际情况沿裂缝一侧或两侧布设钻孔，对预处理缝进行钻注浆孔。钻孔穿过缝隙面不小于1m，钻孔平面布置间距2m2m，竖向间距3m3m原那么进行布置，成孔角度约4060，孔径不小于38mm。分区孔封闭施工：根据裂缝长度和相互交叉情况选择适当位置将裂缝分段阻断，分段长度一般不宜超过10m。造孔孔径不小于150mm，用地质钻机骑缝钻进
12、，钻孔过程中注意观察芯样中的裂缝实际情况，假设发现钻孔偏移可套孔钻进，直至钻孔将裂缝完全穿透，钻孔超过缝底不小于50cm，确保钻孔将裂缝完全阻断，形成封闭区间。造孔完成后将孔内积水沉渣清理干净，采用C20膨胀细石混凝土分层灌填，人工捣实。灌浆管安装：灌浆管路埋设时，必须对每个灌浆孔进行压风或压水试验，检查灌漿孔是否穿过裂缝，以保证每个灌浆孔合格。采用20mm无缝钢管置入灌浆孔孔内，灌浆管长度不小于1.0m，管底距孔口不小于50cm，外露不小于0.3m，孔口用环氧砂浆封闭压实，待强度满足施工要求后再进行下一工序。裂缝冲洗：通过注浆孔进行裂缝冲洗，每个灌浆孔冲洗时间约1030min，待管口及缝面回
13、水变清后再进行下一个，在通水洗缝过程中观察缝面出水情况并确定排气孔位置。缝面枯燥处理：通水洗缝结束后，用空压机通过注浆孔吹压缩空气排出缝内积水后，再持续通高压风枯燥缝面510min，尽可能的将混凝土缝面积水和沉渣去除干净，保证后续工序施工质量。缝面封闭：先在U型槽内和槽边均匀涂刷环氧树脂底胶后，再嵌填环氧砂浆，并埋设排气管。用毛刷将槽边和环氧砂浆外表刷毛，确保环氧砂浆填满整个凹槽并用铁抹子压实，保证环氧砂浆和混凝土面结合密实。压水检查：待整个分段缝面处理完成且注浆管口和缝面嵌填砂浆满足施工强度要求后开始进行压水检查。对于坝段裂缝埋设的管路系统，按独立灌区由下层进水，中、上层排气并待出水后将其关
14、闭，进行灌区封闭性检查。当压水压力到达020.3MPa，稳定30min后测读流量连续测读三次流量，最大与最小流量之差小于1%。即为稳定流量，以此来评价灌区的封闭性。封闭性检查合格后用高压风将灌区和注浆孔内积水尽可能排出，以保证灌浆施工质量。化学灌浆：待灌区封闭性检查合格后即可进行化学灌浆施工。灌浆处理前必须将预埋管内或钻孔内的积水用高压风吹出，风压不小于0.8MPa，采用时开、时关间断送风，尽可能保持缝内及孔内干于燥。根据化灌材料性能试验和设计要求并通过现场灌浆实验，为保证最终灌浆效果，确定化灌注浆采用德国进口专用注浆泵，压力严格按设计要求控制在0.31.0MPa内，单孔注浆持续时间不小于8.
15、0h。浆液配比严格按照质量比100：8进行配制，随配随用。结束标准：在吸浆率小于0.01L/minm后，再持续压灌30min可结束灌浆。在每一灌区灌浆结束后通过排气管进行再次反压倒灌。6 灌浆效果质量检查每一灌区灌浆施工结束28d后，采用钻孔取芯和压水试验检查灌浆质量。通过取芯查看和芯样力学性能试验，芯样缝面浆液充填密实，裂缝缝面砼之间充填粘结情况良好，芯样各项力学性能指标满足设计要求。压水试验检查孔数量为灌浆孔数量的5%，孔径不小于90mm，试验压力为1MPa，透水率均小于5Lu，质量合格。通过对莲花台水电站大坝7#8#坝段混凝土裂缝化灌处理，为整个工程的混凝土裂缝处理积累了珍贵经验，也为整个工程建设和发挥效益打下坚实根底。同时也为类似工程混凝土裂缝处理提供了参考实例。参考文献：1叶林宏.在化灌工程中合理选用浆材与施灌工艺的探讨C.渗漏工程治理技术论文集，2023.2叶林宏.具有高渗透功能的改性环氧树脂防水防腐补强材料J.工程质量，202310.3余园园，姜屏.外表平测法检测混凝土裂缝深度试验及问题分析J.土木工程，2023，809：1349-1354.
