中国水利水电第八工程局有限公司
摘要：由于各种因素的影响，混凝土大坝在施工过程均会出现不同程度的裂缝。混凝土大坝裂缝绝大多数是表面裂缝，但其中一部分可能发展为深层裂缝甚至贯穿性裂缝，如不及时处理将影响结构的整体性，危及大坝的安全运行。在实际工程中，由于大坝裂缝产生的部位不同、性状不同，处理的方式方法也各不相同。本文通过彭水水电站大坝裂缝处理案例，介绍一种混凝土裂缝化学灌浆处理技术。
关键词：大坝裂缝；化学灌浆；施工技术
1．前言
在彭水电站大坝混凝土施工过程中发现，13#坝段下闸墩高程242.5m层面上X+62.5桩号处出现裂缝。该条裂缝呈直线状，宽度在0.02~0.5mm之间，裂缝长度6.02m，从侧面观察裂缝深度已经到了高程235m。根据设计院有关设计文件要求，须对坝体裂缝采用化学灌浆处理。
2．裂缝检查
针对该裂缝，为探明其深度，采取声波测试为主，打检查孔为辅的方式进行检查。
（1）检查孔的检查方式
检查孔布置见附图2-1、附图2-2。先用地质钻打孔，冲洗干净后再埋气管（管径φ15），用堵漏王封闭孔口，待达到一定强度后（2小时左右），接压力风管，风压2kg；向孔内压风，并观察裂缝表面，若缝隙漏风，表明裂缝深度已达到或超过检查孔的深度；若缝隙不漏风，表明没有穿过裂缝。
（2）检查情况
打孔检查结果见附表1，声波检测结果见附图2-3。本次共打检查孔7个，检查孔最深的有4.37m，未发现裂缝，结合声波测试资料，判定该裂缝为深层裂缝，深度约2m。侧面为浅层裂缝。穿缝检查孔后期作为灌浆孔使用。
3.化学灌浆处理
3.1 灌浆材料
灌浆材料采用HK-G-2环氧灌浆材料，HK-G环氧灌浆材料是一种低粘度的灌浆材料，固化产物强度较高，产品为双组份，A、B双组份的配合比为A：B=7.5：1（体积比）。
HK-G-2系列环氧灌浆材料具有粘度小、强度高等优点。其特点如下：
1）粘度小，可灌性好，可以灌注0.2mm左右的细缝。
2）和混凝土的粘结强度高，一般都大于混凝土本身的抗拉强度。浆液固化后的抗压和抗拉强度都很好，有较好的补强作用。
3）浆液具有亲水性，对潮湿基面的亲和力好。
3.2 工艺流程
缝面清洗→预埋灌浆管（嘴）、排气管→嵌缝→清洗裂缝→灌浆→封孔。
3.3处理方式
沿裂缝两则共布置灌浆孔18个，孔径Φ60，孔深0.45m~5.4m，倾角45度和60度。布置排气孔8个，孔径Φ20、孔深0.45m，倾角45度；闸墩左侧面裂缝贴灌浆嘴，再凿槽7cm×5cm（宽×深）后采用预缩砂浆嵌缝。
（1）缝面清洗
将缝面清洗干净，采用小锤、钢丝刷及砂布将裂缝两边各10cm宽的混凝土表面浮渣及油污等清除干净，后对粘贴灌浆嘴处采用棉丝蘸丙酮或甲苯擦洗。
（2）预埋灌浆管（嘴）、排气管
高程242.5m层面灌浆管、排气管采用Φ20橡胶管埋设，灌浆孔堵塞段采用预缩砂浆回填，灌浆孔孔口采用堵漏王密封，灌浆前进行压风通气检查，检查方式为将孔冲洗干净后，采用0.2Mpa风压进行。
灌浆嘴埋设从侧面高程235m~242.5m之间每隔30cm埋设一个骑裂缝预埋灌浆嘴。灌浆嘴埋好后即可采用环氧胶泥骑缝粘贴灌浆嘴。灌浆嘴在混凝土面外露长度10cm，埋设灌浆嘴后的待凝时间不少于24h。
（3）嵌缝
嵌缝工作与埋设骑缝管或灌浆管同时进行，压气检查需待嵌缝材料有一定强度后进行，压气所用压力不得超过设计灌浆压力。若灌浆嘴与裂缝不通或有气外漏，应立即进行重新埋灌浆嘴或补嵌加固。
（4）清洗裂缝
灌浆前，将缝面冲洗干净，再用高压风冲干。冲洗用水要保持清洁，压缩空气应经油水分离器，以免污染缝面，影响灌浆效果，清洗完成后用干净的棉纱将水吸干。
（5）灌浆
设备为手摇泵，灌浆前应将所有嘴上的阀门全部打开，用压缩空气将孔内缝内的积水全部吹挤干净，风压控制在0.1MPa～0.2MPa，灌浆按由深到浅，由上而下，从一侧到另一侧的顺序进行，灌浆压力为0.3MPa，灌浆结束标准以不吸浆为原则，如吸浆率小于0.01L/min，再继续灌浆20分钟可结束灌浆。
1）灌浆作业全部在白天进行。
2）灌浆方式为纯压式灌浆。
3）灌浆前各孔口闸阀应全部打开，待出浆后即可关闭。
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4）灌浆压力及结束标准：灌浆压力应先小后大、进浆宜缓慢，不应急促进浆，最大压力控制在0.3～0.4MPa。灌浆结束标准：裂缝缝面停止吸浆后继续灌注30min。
5）裂缝张开度的控制：为防止在灌浆压力作用下裂缝两侧混凝土产生有害的应力和变形，在灌浆过程中布置千分表进行观测，控制裂缝增开度不大于100μm。
试完成之后即可封孔，封孔方法采用干硬性水泥球塞填入孔内并捣实，将孔口摸平。
（7）混凝土永久外露面处理
灌浆完成后，混凝土永久外露面采用顺缝为中心，人工凿槽5X7cm（深X宽），用水清洗干净，待混凝土表面干燥后回填预缩砂浆，用木钎锤拍打捣实至表面出现少量浆液，然后用1438环氧胶泥刮平。其他部位直接采用1438环氧胶泥封闭。
3.4 灌浆过程中的注意事项
（1）灌浆过程中发现外漏时，应立即进行表面封堵及降低灌浆压力处理，
（2）灌浆过程中因故被迫中断时，不得用水进行冲洗，并尽早恢复灌浆。
（3）灌浆结束后用丙酮及时对工具和设备进行清洗。
（4）对竖向裂缝进行灌浆时，灌浆结束8小时以后可清除孔口阀门。
3.5 资源投入
灌浆用机械设备及材料见表3、
表3 机械设备配置表
序号设备名称规格型号单位数量备 注
1灌浆泵CB32台1灌浆用
2灌浆泵螺杆泵台1压水试验用
3搅拌桶50L台1
4储浆桶自制个1
5配浆桶自制个1
6地质钻机XY-2PC台2钻检查孔用
3.6 质量控制
（1）严格按经审批的施工方案进行施工，做好现场技术交底和工艺工作，确保工程质量满足合同要求。
（2）施工浆材必须满足质量要求，并经现场监理工程师签字认可后方可带进施工现场。
（3）裂缝描述应准确、细致并做好记录，以便正确确定浆嘴间距及灌浆压力。
（4）贴嘴时应严格控制注浆孔中心对准裂缝，且注浆孔不得被封缝材料封堵。
（6）每道工序完成后必须经监理验收后方可进行灌浆。灌浆压力调整必须经监理同意。
（8）施工技术员、质检员全过程跟踪值班，进行现场技术指导和质量检查，确保施工质量的可靠性。
4．灌浆效果检查
①本裂缝灌浆历时12：17（h：min），共耗浆材量118.34Kg。从灌浆的灌入量来看，该裂缝已被化学灌浆材料充填。
② 8个排气孔有6个孔口返浆，排气孔返浆率达75%，浆液扩散良好。
③ 灌浆后布置了骑缝检查孔1个，孔径Φ219，孔深2m，从芯样外观来看，浆液从缝口延伸止缝底，缝面全部被化学材料充填密实（裂缝芯样外观情况见附图4-1）。
④ 检查芯样的平均抗压强度达34.5Mpa，平均粘劈强度达3.47 Mpa，浆液粘劈强度较好，具体试验成果见下表6。
表6 13#坝段高程242.5m层面化灌芯样试验成果表
试验编号抗压强度（MPa）平均强度（MPa）粘劈强度（MPa）平均粘劈强度（MPa）备注
134.934.53.473.47混凝土C25
236.23.43
332.53.52
5．结束语
彭水水电站大坝工程13#闸墩裂缝采用化学灌浆处理，处理后采用钻孔取芯的方式进行验证，效果良好，各项性能指标满足设计及规范要求。
论文作者:杨茁
论文发表刊物:《基层建设》2015年4期供稿
论文发表时间:2015/9/17
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 大坝论文; 浆液论文; 压力论文; 强度论文; 材料论文; 《基层建设》2015年4期供稿论文;