混凝土重力壩的防滲加固措施

（江西贛禹工程建設(shè)有限公司）

混凝土重力壩的防滲加固措施

□章智

（江西贛禹工程建設(shè)有限公司）

混凝土重力壩滲透性高，故其發(fā)生溶蝕、裂縫及凍融等病害的可能性大，對水利工程混凝土重力壩進行防滲加固對保證工程質(zhì)量意義重大?；邶垶┧娬灸雺夯炷林亓螌嶋H情況，并結(jié)合多年混凝土壩體防滲加固工作經(jīng)驗，對該重力壩防滲加固設(shè)計要點進行了詳細探討，包括混凝土抗?jié)B等級的確定、混凝土面板與原砌石壩的粘接、面板裂縫及分縫設(shè)計和止水設(shè)計等，以期對類似重力壩工程防滲加固提供指導(dǎo)借鑒。

混凝土重力壩；防滲加固；處理

1 概述

龍灘水電站碾壓混凝土重力壩存在較為嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象，在現(xiàn)場檢查中還發(fā)現(xiàn)其壩坡砌石勾縫的水泥砂漿存在局部脫落，背水坡坡身及壩體廊道等部位也以多處滲漏，個別地方滲漏量甚至高達2 L/s。究其原因主要是原施工過程中，坐漿不飽滿，上游面勾縫所用水泥砂漿強度不達標(biāo)，壩基基礎(chǔ)未采取帷幕灌漿且處理不徹底，導(dǎo)致壩基壩體滲漏現(xiàn)象的普遍存在。

2 混凝土壩段防滲加固設(shè)計要點

2.1 混凝土抗?jié)B等級的選擇

在進行截滲墻開槽施工之前，必須反復(fù)勘探并充分了解防滲墻槽位的地質(zhì)條件，并查明基巖陡坡及大孤石等的分布特征，繪制槽位軸線剖面圖，并選擇重力壩壩段防滲墻部位進行生產(chǎn)性試驗，以便獲取鑿孔、固壁泥漿等施工參數(shù)的可靠取值。截滲墻主要為臨河截滲，可以起到加固重力壩的作用，并通過降低重力壩浸潤線出逸點以確保大壩安全。截滲墻技術(shù)主要包括水泥土截滲墻與混凝土截滲墻兩種，前者造價較低而后者造價高?；炷两貪B墻在進行施工時，先在重力壩壩面開槽施工，并利用泥漿進行地基固壁處理，開鑿成槽型孔或連鎖樁柱孔，并進行防滲材料的回填，最終筑起防身性能較強的地下連續(xù)墻。

混凝土重力壩抗?jié)B等級主要與水頭有關(guān)，假設(shè)混凝土重力壩壩段最大工作水頭34.88 m，則按照《混凝土壩設(shè)計規(guī)范》（SL25-2006）相關(guān)規(guī)定，混凝土抗?jié)B等級應(yīng)為W4，混凝土防滲面板厚度應(yīng)為最大工作水頭的1/30～1/60之間，底部厚度取值1.16～0.58 m，而頂部厚度≥0.30 m。

初擬塑性混凝土?xí)r應(yīng)該選擇的配合比如下：水泥120～150 kg，膨潤土75～95 kg，砂率為45%并采用粒徑5～20 mm礫石，以上配合比為試驗時采用，施工所采用的配合比應(yīng)根據(jù)重力壩實際情況進行調(diào)整，防滲加固所采用塑性混凝土性能指標(biāo)見表1。

表1 塑性混凝土性能指標(biāo)表

2.2 混凝土面板與原砌石壩的粘接

為了加強混凝土面板與原漿砌石壩體更好的粘接，必須在上游面均勻鉆錨梅花型孔，間距為1.10 m×1.10 m，孔深0.30 m，孔徑20 m，錨固孔必須布置在壩體“丁石”上，而避免在順砌條石上布孔，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況適當(dāng)調(diào)整錨筋間排距。錨固鋼筋型號為HRB335，直徑18 mm，埋入深度為0.30 m，清孔并保證孔內(nèi)清潔后，采用鐵絲將其與面板鋼筋綁扎固定，注入建筑專用植筋膠后錨入鋼筋，植筋膠必須采用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑。鋼筋安裝并加固處理后，需進行拉拔試驗，并按照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB50367-2006）的規(guī)定確定拉拔強度。

影響拉拔力的因素主要有兩個，一是試驗方法及所采用的操作技術(shù)，如錨固方法、錨具尺寸、錨入程度、成孔質(zhì)量、試驗儀器等；二是試驗材料，如混凝土材料及配合比、混凝土的干濕度、齡期、強度等級等。而在試驗儀器和等級確定之后，影響其拉拔試驗結(jié)果的因素就只?；炷亮?，試驗表明，當(dāng)混凝土表面拉拔力高于側(cè)面3%時，底面的拉拔力比側(cè)面偏低2%，這與混凝土表面強度小于底面強度的事實正好相反，并因為水泥砂漿含量將直接影響各個部位的抗拉力。

2.3 混凝土面板裂縫問題

對于裂開度在0.20 mm以上的混凝土面板貫穿及深層裂縫，必須先進性化學(xué)灌漿，可以選用的灌漿材料主要為強度高且收縮小的環(huán)氧漿液，既可以有效發(fā)揮防滲作用，又有助于恢復(fù)混凝土面板的整體性能，并在裂縫表面涂刷手刮聚脲，對修復(fù)后的裂縫加強保護。

SK-E改性環(huán)氧系列灌漿材料具有高粘結(jié)強度與防滲特性，常用于混凝土重力壩壩體與壩基的補強與防滲，其具有粘度低、可灌性好、發(fā)熱量低、無毒性且操作方便等優(yōu)點，一般滲入混凝土裂縫及微細巖體內(nèi)0.20 mm，是當(dāng)前混凝土重力壩防滲加固處理的理想材料。SK-E改性環(huán)氧系列漿材性能指標(biāo)見表2。

2.4 分縫及止水設(shè)計

2.4.1 重力壩分縫設(shè)計

表2 SK-E改性環(huán)氧系列漿材性能指標(biāo)表

2.4.1.1 面板分縫設(shè)計

重力壩分縫主要出現(xiàn)在混凝土面板，作為重力壩防滲主體結(jié)構(gòu)，其在整體上具有的柔性而在局部則剛度較大，難以應(yīng)對重力壩集中變形。在水壓作用下，重力壩面板處于雙向受壓狀態(tài)，可能在岸坡周邊縫與面板頂部出現(xiàn)拉應(yīng)力，而進行重力壩分縫的目的主要是為了適應(yīng)壩體變形，避免面板開裂，保證重力壩的防滲性能。

面板分縫分為垂直縫和施工縫，其中垂直縫主要為了適應(yīng)面板變形及便于進行滑膜施工而設(shè)置的沿面板坡度順向的接縫，而垂直縫則是為了改善面板受力情況，減少并盡可能消除面板中心應(yīng)力過于集中而引起應(yīng)變并發(fā)生開裂、破壞。

2.4.1.2 周邊縫設(shè)計

周邊縫一般位于面板、趾板變形相差較大的結(jié)構(gòu)分界面上，故而其變形往往是三維狀態(tài)，與面板正面相交的變位最大，而由于受到面板整體拉力約束其順坡下滑的切向變位較小。周邊縫往往是面板防滲體系中的薄弱環(huán)節(jié)，也是滲漏最可能出現(xiàn)的部位。

2.4.2 重力壩止水設(shè)計

2.4.2.1 周邊縫止水設(shè)計

混凝土重力壩蓄水后周邊縫基本屬于拉應(yīng)力區(qū)域，應(yīng)按照張性縫設(shè)計原則，既適應(yīng)接縫處位移與防滲要求，又便于施工，防止混凝土擠壓破壞及止水撕裂，并采取止水與自愈相結(jié)合的結(jié)構(gòu)型式。在周邊縫頂部采用SR塑性填料，并保證其在水壓力作用下流入接縫，以發(fā)揮止水作用。

2.4.2.2 垂直縫止水設(shè)計

張性垂直縫與壓性垂直縫的止水結(jié)構(gòu)基本相同，只是張性垂直縫的縫內(nèi)無需填塞瀝青木板，只需在縫面涂刷3 mm厚度的乳化瀝青即可。壓性垂直縫頂部宜采用SR塑性填料，并在填料鼓包表面覆蓋6 mm厚度的三元乙丙橡膠防滲保護蓋，并采用7 mm×50 mm（厚×寬）的PVC壓條和50 mm×50 mm×6 mm（長×寬×高）的不銹鋼角鋼并以間距0.40 m的膨脹螺絲將其固定在相鄰面板。

3 防滲加固效果

混凝土重力壩完工運行后，背水坡壩基壩底廊道等處滲漏現(xiàn)象完全消除，擋水壩處漏水口也已堵塞，防滲效果較好，即實現(xiàn)了防滲加固的目標(biāo)，又保證了水電站碾壓混凝土重力壩社會效益與經(jīng)濟效益的發(fā)揮。

［1］馬杰，老撾南湃水電站面板堆石壩分縫及止水設(shè)計［J］陜西水利，2014（5）：73-74.

［2］劉國柏，豐滿混凝土重力壩防滲降壓灌漿處理工藝探討［J］水利規(guī)劃與設(shè)計，2016（9）：129-132.

TU528.32

B

1673-8853（2017）04-0055-02

2017-01-15

編輯：趙鑫

章智（1986-），男，工程師，主要從事水利項目管理工作。