大壩裂縫防滲處理技術(shù)與應(yīng)用實踐

陳建華

摘 要：大壩裂縫防滲處理是保障水庫安全運行的重要內(nèi)容，因冬季溫度驟降而誘發(fā)的大壩裂縫，需要及時進(jìn)行止裂、止水防滲處理，避免發(fā)生貫穿性裂縫帶來潰壩風(fēng)險。其中，以柔性防滲處理技術(shù)來實現(xiàn)防裂變形、防滲目標(biāo)，投資少，技術(shù)穩(wěn)定，止水效果好，具有較高的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：水庫大壩；裂縫止水；柔性處理技術(shù)

中圖分類號：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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

水庫建設(shè)是提供區(qū)域灌溉、人飲、防洪、養(yǎng)殖和旅游等綜合利用價值的重要水利樞紐工程。大壩裂縫所帶來的庫區(qū)整體抗?jié)B性能降低問題，給庫區(qū)安全帶來風(fēng)險。因此，應(yīng)加強水庫大壩裂縫防滲處理技術(shù)研究，來提高工程的綜合效益。本文結(jié)合某水庫大壩裂縫防滲處理實際，就柔性處理方法展開探析。

1 大壩裂縫現(xiàn)狀

某攔河大壩為混凝土重力壩，庫容約1.45億m3，主要由大壩、副壩、引水隧洞、地面開關(guān)站等組成，壩頂高層146m，最大壩高39m，共計32個壩段、31條伸縮縫，其中3～25號壩段為溢流壩段，其余為擋水壩段。通過對壩體及上游壩面水下環(huán)境進(jìn)行全面檢查，在擋水壩段、溢流壩段均存在與排水孔相貫通的水平裂縫。初步統(tǒng)計共計24處水平裂縫，裂縫寬度1～60mm，長度2.4～12.3m。另外，部分壩段珍珠巖保護(hù)層存在脫落現(xiàn)象，擋水面區(qū)域混凝土出現(xiàn)麻面，排水孔滲漏水部分出現(xiàn)射流狀態(tài)。結(jié)合對壩體廊道的細(xì)致觀察，得出整個壩體滲流現(xiàn)象嚴(yán)重，安全危害表現(xiàn)在3個方面：①從析鈣狀況來看，壩體混凝土內(nèi)部膠凝顆粒被沖走，降低壩體強度；②裂縫降低了壩體抗?jié)B能力，影響壩體可靠度；③裂縫具有擴張性，可能引發(fā)貫穿性裂縫，危及壩體安全。從產(chǎn)生裂縫的原因分析來看，該庫區(qū)所在位置在季節(jié)變化中帶來的溫度差異，特別是冬季上游壩面水溫1～3℃，而下游壩面水溫降至-10℃，巨大溫差驟變帶來的溫度應(yīng)力作用可能導(dǎo)致壩體混凝土產(chǎn)生裂縫。

2 止裂、防滲技術(shù)選擇

從壩體裂縫現(xiàn)狀及成因分析來看，止裂與防滲處理都應(yīng)該同時進(jìn)行，止裂是為了防范裂縫繼續(xù)擴大，防滲是對現(xiàn)有裂縫進(jìn)行封堵，阻止漏水。因此，在方案設(shè)計上，要重視三點：①將錨索加固與裂縫防滲進(jìn)行融合，從壩體上游打預(yù)應(yīng)力錨索，從壩面延伸至壩基巖，來抵抗因冬季水溫降低而帶來的壩面混凝土收縮應(yīng)力，再在壩面裂縫處采用柔性處理技術(shù)止水；②利用錨索來對壩體裂縫進(jìn)行灌漿處理，結(jié)合壩面裂縫位置，實施錨索加固，在裂縫周邊進(jìn)行鉆孔灌漿，由于施工縫、伸縮縫相互連接，灌漿可能填充伸縮縫，引發(fā)溫度變化帶來的伸縮受阻，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致擠壓破壞；③對壩面上游進(jìn)行防滲和加固處理，利用柔性技術(shù)來處理壩面裂縫，降低漏水，以錨筋澆筑鋼筋混凝土加固層來防控裂縫擴展[1]。

根據(jù)本防滲工程實際，在止裂與止水措施上，主要從試驗性技術(shù)方案來進(jìn)行。針對壩體裂縫現(xiàn)狀，以三重防滲柔性技術(shù)來進(jìn)行處理。首先對裂縫周邊進(jìn)行開槽，并填充GB柔性止水材料，然后加固錨固止水板，再確定鉆孔灌漿止水。GB柔性處理具有較高的耐老化、防滲能力，且塑性大，與混凝土具有良好的粘結(jié)性，具備嵌縫止水性能。同時，GB柔性材料具有多種型材結(jié)構(gòu)，如條狀斷面、板狀斷面，便于工程粘結(jié)與加固施工。在三重防滲止水處理中，GBW止水條主要承擔(dān)止水，SXM主要承擔(dān)封堵止水，GB柔性止水板來強化防滲止水[2]。

3 施工技術(shù)及方法應(yīng)用

3.1 施工前期漏水部位檢查及處理

針對庫區(qū)蓄水作業(yè)條件，需要對壩面漏水部位進(jìn)行前期檢查，特別是對于水下漏水點裂縫狀況進(jìn)行處理，檢查珍珠巖保護(hù)層破損情況，測量裂縫大小等。

3.2 柔性處理防滲作業(yè)工序

利用柔性防滲處理技術(shù)，需要對漏水點及壩面裂縫進(jìn)行處理。一是對裂縫周邊切割梯形槽，沿裂縫進(jìn)行切槽，確保裂縫位于槽下口位置。槽上口寬8cm，下口寬4cm，槽深約5cm[3]。二是對梯形槽進(jìn)行清理，利用高壓水來剔除槽內(nèi)殘渣、泥土及碎屑，保障梯形槽內(nèi)清潔，便于粘合劑與槽面進(jìn)行良好粘接。三是對梯形槽進(jìn)行涂刷粘合劑，粘合劑的制備與調(diào)配要結(jié)合試驗條件進(jìn)行選擇，確保粘合劑的粘合效果。同時，潛水員在進(jìn)行水下作業(yè)時，要沿梯形槽下口面進(jìn)行均勻涂抹，確保2次以上反復(fù)涂抹。四是進(jìn)行嵌填GBW填充劑，在對水系梯形槽進(jìn)行粘合劑涂抹結(jié)束后，迅速填充膨脹止水條及快速密封劑，遵循“從中間到兩邊”的順序來完成梯形槽嵌填膨脹止水條，并保障止水條本身與梯形槽中間良好的粘結(jié)。另外，對于GBW止水條，需要與梯形槽進(jìn)行搭接時，兩者搭接長度要大于15cm。對于水下密封劑的調(diào)配，也需要遵循試驗條件，確保GBW膨脹止水條與密封劑良好粘結(jié)，避免受水的浸泡而影響封堵效果。五是利用三元乙丙復(fù)合柔性止水板進(jìn)行粘結(jié)。三元乙丙復(fù)合止水板在與裂縫進(jìn)行粘結(jié)時，需要先對裂縫表面進(jìn)行涂刷粘合劑，在止水板一側(cè)進(jìn)行涂刷粘合劑，按照從中間向兩邊的順序，迅速與止水板進(jìn)行粘貼，打壓密實處理后，再利用不銹鋼壓條對止水板上下邊緣進(jìn)行錨釘加固[4]。六是對GB柔性止水板、射釘錨接點以及周邊實施粘合劑封閉處理，確保防滲防漏。

3.3 裂縫灌漿化學(xué)處理

從止水、止漏處理作業(yè)實踐來看，為了獲得封堵裂縫效果，還需要對裂縫兩端進(jìn)行化學(xué)灌漿處理，切實從根源上來防范繞滲問題。柔性處理技術(shù)在實施后，還需要從裂縫及兩端對伸縮縫周邊進(jìn)行封閉處理，采用斜孔化學(xué)灌漿工藝來阻止繞滲。在作業(yè)工序上，首先要進(jìn)行打斜孔，結(jié)合不同壩段裂縫情況，分別在4、7、8、13號壩段進(jìn)行繞滲處理，因與溢流面相接，需要在上述4條裂縫兩端進(jìn)行布孔灌漿，并在中墩與裂縫相接處再布孔。其次，對鉆孔進(jìn)行清洗并灌漿，利用密封劑在灌漿孔進(jìn)行環(huán)形封閉并固定，確保灌漿嘴密封緊密。再次，利用壓水試驗來進(jìn)行裂縫開合度檢測，判斷壩體裂縫串通狀況，并由此來計算灌漿壓力及進(jìn)漿量，防治漿液流失。在裂縫內(nèi)灌漿試驗前，需要對裂縫密封情況進(jìn)行檢查，特別是針對漏水點進(jìn)行修補，確保裂面密封良好。最后為灌漿作業(yè)，采用LW/HW水溶性聚氨酯材料，設(shè)置灌漿壓力為0.3～0.5MPa，待至灌漿壓力保持在0.5MPa，10min不吸漿為止，停止灌漿[5]。

3.4 柔性處理復(fù)核作業(yè)

根據(jù)庫區(qū)壩體環(huán)境的特殊性要求，在進(jìn)行裂縫柔性處理后，需要對裂縫防滲情況進(jìn)行復(fù)核檢查，利用水下墨汁點滴測漏法，分別對4、7、8、13號壩段防滲情況進(jìn)行測試檢查，未發(fā)現(xiàn)裂縫處GB柔性止水板發(fā)生漏水問題。

4 結(jié)語

柔性處理工藝在大壩裂縫防滲中的應(yīng)用，需要從工程施工前期檢查與滲漏成因進(jìn)行全面分析，來了解壩體裂縫狀況，針對性地開展止水、止漏處理。該項目工程所采用的柔性處理技術(shù)，在后期項目運行1a檢測與復(fù)核中，整體漏水問題明顯減少，充分說明了柔性防滲處理工藝在混凝土大壩裂縫防滲中具有較高的止水、止漏效果。同時，從該技術(shù)前期檢測、試驗、實施、復(fù)檢等流程分析來看，投資少，技術(shù)可靠性強，對壩體裂縫修補質(zhì)量高，其經(jīng)濟效益、社會效益顯著。針對庫區(qū)大壩安全威脅，多會受到溫度應(yīng)力影響而發(fā)生裂縫問題，如果不進(jìn)行及時修補和止裂處理，可能誘發(fā)更大的貫穿性裂縫，為后期大壩安全運行帶來危害。因此，從止水、止裂并行處理上，利用柔性防滲工藝，借助于壩基錨桿加固、布孔灌漿來實現(xiàn)裂縫的強制性封閉，具有良好的應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳亮.水溶性聚氨酯化學(xué)漿液在大壩防滲板裂縫處理中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016（39）：282-283.

[2]呂高峰.覆蓋層內(nèi)防滲墻裂縫對滲流場的影響分析[J].浙江水利科技，2015（2）：74-75，79.

[3]陳亮.水利工程中混凝土建筑滲漏處理措施分析與探究[J].水利建設(shè)與管理，2015（5）：71-73.

[4]黃朝君，楊小云，夏杰.丹江口初期工程大壩上游面水上裂縫檢查與處理[J].人民長江，2015（6）：45-48，74.

[5]石碩.水泥化學(xué)灌漿法在壩體防滲加固中的應(yīng)用[J].東北水利水電，2015（11）：20-21，23.