康新朝 萬(wàn)里飛 馬保鑫
直峽水庫(kù)位于隆德縣城關(guān)鎮(zhèn)咀頭村,葫蘆河一級(jí)支流渝河流域上游清流河上。地處東經(jīng)106°09′,北緯35°38′,水庫(kù)控制流域面積10.3km2。水庫(kù)始建于1998年,為黃土均質(zhì)壩,設(shè)計(jì)總庫(kù)容203.5 萬(wàn)m3,屬?。?)型水利工程。屬于綜合型的水利樞紐項(xiàng)目,兼顧縣城供水與防洪功能。水庫(kù)上游壩坡由上而下為1 ∶2.75、1 ∶3,下游壩坡由上而下為1 ∶2.5、1 ∶3.0,最大壩高37.40m,壩頂寬度5m,壩長(zhǎng)2540m。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)30 年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)500 年一遇,主要建筑物包括溢洪道和輸水建筑物。
溢洪道布置在壩頂左端位置,由進(jìn)口段、控制段、陡坡段、消能段、海漫段組成??刂贫尾捎脤掜斞?,堰頂高程2230.0m,凈寬7m,順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)10m。明渠段由漸變段和明渠段組成,漸變段收縮角為15°,由底寬7.6m 的矩形變?yōu)榈讓?m,邊坡1 ∶1.5 的梯形,漸變段長(zhǎng)6m,底坡為1 ∶200,明渠段長(zhǎng)60m,底寬6m,邊坡1 ∶1.5,底坡為1 ∶200。陡槽段80m,底寬6m,邊坡1 ∶1.5,底坡1 ∶2,陡坡總落差40m,消力池長(zhǎng)23m。30年一遇溢洪道洪水泄量為18.33m3/s、500 年一遇溢洪道洪水泄量為43.48m3/s。
輸水建筑物布置于右岸樁號(hào)K0+022 處,由水塔、涵洞組成,水塔進(jìn)水方式為側(cè)進(jìn)水,水塔控制段為鋼筋砼框架結(jié)構(gòu),塔高29.6m,水塔外緣長(zhǎng)7.9m,寬5.4m,閘墩間距1.0m,輸水孔口尺寸1.0×1.0m。在水塔頂部位置需設(shè)計(jì)修建啟閉機(jī)的操作室,選擇磚混結(jié)構(gòu)施工,長(zhǎng)寬高分別為7.9m、5.4m、3.8m,建筑面積42.66m2。
水塔出口接涵洞, 為箱涵形式, 寬× 高(0.8m×1.2m),壁厚0.4m,長(zhǎng)155.9m,放水流量0.75m3/s。
(1)輸水涵洞由于沉降不均勻等原因造成涵洞中間部位大大小小有10 道裂縫以及幾處滲漏點(diǎn)且其中7道存在較嚴(yán)重漏水情況。具體位置:由輸水洞末端向首端算起,第5 ~6 伸縮縫間有一處裂縫漏水,長(zhǎng)1.0m左右。第6 ~7 道伸縮縫間存在兩道貫穿性裂縫,沿涵洞一周。第7、8、9 伸縮縫存在漏水嚴(yán)重情況。距第7 伸縮縫約2m 距離存在兩道斜向裂縫對(duì)稱位于涵洞左右兩側(cè),各長(zhǎng)約2.2m。其后約1.5m 左右存在多處滲漏點(diǎn)以及一道縱向滲漏裂縫的情況,裂縫長(zhǎng)約1.8m。第8 ~9 伸縮縫之間存在兩道貫穿性裂縫,沿涵洞一周。
(2)涵洞與壩體之間存在接觸滲漏、接觸沖刷問(wèn)題。
圖1 點(diǎn)滲
圖2 裂縫漏水現(xiàn)象
圖3 貫穿裂縫漏水現(xiàn)象
圖4 伸縮縫漏水
圖5 斜向裂縫漏水
輸水涵洞位于大壩右端,為鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu),涵洞多處裂縫及伸縮縫存在漏水情況。為解決輸水涵洞目前存在的問(wèn)題,提出以下方案:
(1)修復(fù)原伸縮縫,結(jié)合伸縮縫位置設(shè)置對(duì)應(yīng)的止水點(diǎn),具體操作如下:
將涵洞中原來(lái)的伸縮縫進(jìn)行開(kāi)鑿,深度設(shè)置為15cm →全面徹底的清理現(xiàn)場(chǎng)雜物→沖洗并檢查槽表面→應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行槽處理→制定養(yǎng)護(hù)計(jì)劃→對(duì)槽兩側(cè)對(duì)稱位置鉆孔→設(shè)置復(fù)合板→應(yīng)用錨釘對(duì)止水帶進(jìn)行固定→全面進(jìn)行環(huán)氧界面劑的涂刷→回填砂漿→做好養(yǎng)護(hù)工作→回填材料至涵洞預(yù)留縫中。
施工方案
①組織安全培訓(xùn)、檢查施工設(shè)備、規(guī)劃施工用電。
②以電錘鑿對(duì)涵洞中的原伸縮縫進(jìn)行開(kāi)鑿,檢查開(kāi)鑿深度,控制為15cm,清理雜物并沖洗。
③抹平槽底并養(yǎng)護(hù),抹平材料為聚合物水泥砂漿,養(yǎng)護(hù)時(shí)間為2d。
④GB 板安裝以及止水帶固定處理,鎖定錨釘固定位置,并保證螺栓直徑小于不銹鋼鋼板孔徑,這樣才能保證螺栓預(yù)埋質(zhì)量。螺栓擰緊處理中,及時(shí)擠出GB板的一部分,以此去檢查GB 板壓實(shí)情況。
⑤回填彈性環(huán)氧砂漿。將槽內(nèi)渣土及其他雜物徹底清理,確保原混凝土結(jié)構(gòu)與砂漿能夠緊密貼合,降低滲水通道出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn);在槽內(nèi)表面涂刷環(huán)氧界面劑,然后回填彈性環(huán)氧砂漿。
⑥養(yǎng)護(hù)?;靥顝椥原h(huán)氧砂漿初期,應(yīng)避免陽(yáng)光直接暴曬或雨淋。
⑦在中部預(yù)留縫內(nèi)回填柔性材料(瀝青油膏)。
彈性環(huán)氧砂漿采用柔性固化劑的彈性環(huán)氧砂漿,配合比(重量比)見(jiàn)表1 所示。
表1 彈性環(huán)氧砂漿配方
聚合物水泥砂漿采用乳液型的聚合物水泥砂漿改性劑,使用方法是:施工現(xiàn)場(chǎng)按配合比(一般是重量比,乳液:水泥:沙=1 ∶2 ∶4),與水泥沙混合攪拌后使用。
(2)裂縫漏水處進(jìn)行化學(xué)灌漿處理,灌漿材料為水溶性聚氨酯HW 和LW 復(fù)合灌漿材料(混合液比例4 ∶1), 裂縫灌漿的主要施工程序是:鑿槽(鉆孔)—埋盒(管)—壓水—修補(bǔ)—灌漿—現(xiàn)場(chǎng)清理。沿縫打灌漿孔間距30 ~50cm,孔徑采用Φ20mm,一般斜空布置,用注漿泵將液通過(guò)止水針頭緩緩注入裂縫,灌漿壓力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定,灌漿順序一般由下而上,由深而淺。下孔灌漿時(shí)相鄰上孔為回漿孔。遵循連續(xù)灌漿原則,合理設(shè)置灌漿停歇時(shí)間,科學(xué)預(yù)防漿液發(fā)泡現(xiàn)象,保證灌漿施工質(zhì)量??刂乒酀{壓力在0.2 ~0.4MPa。灌漿時(shí)應(yīng)保持凈灌漿壓力0.1 ~0.2MPa,此壓力保持5分鐘,即可併漿。
(3)由于第七節(jié)涵洞(涵洞出口算起)存在較多裂縫和漏水點(diǎn),采用對(duì)整節(jié)涵洞采用內(nèi)襯玻璃鋼法做防滲處理的方案,即選用潮濕水下環(huán)氧粘貼玻璃絲布的辦法。環(huán)氧漿液的配制量根據(jù)需要量及工作溫度決定。一般每次拌和1 ~2kg(環(huán)氧樹(shù)脂量),不宜拌制過(guò)多。要經(jīng)常攪拌,以免因配制過(guò)久而引起凝聚和中心暴聚造成損失。拌好的漿液要在30 ~40 分內(nèi)用完,否則凝聚報(bào)廢。
此次施工選擇環(huán)氧玻璃鋼材料,該材料在實(shí)際應(yīng)用中,具有重量輕、抗腐蝕等優(yōu)勢(shì),并且環(huán)氧玻璃與混凝土的線膨脹系數(shù)相似,能夠很好的增強(qiáng)混凝土材料粘接性能,同時(shí)可以起到有效的補(bǔ)強(qiáng)加固作用?;炷琳迟N面必須及時(shí)鑿毛,用清水全面清洗,檢查表面清洗情況,若存在難洗油污,則應(yīng)用丙酮仔細(xì)沖洗。再者,檢查表面平整性,對(duì)于不平整位置以環(huán)氧膩?zhàn)舆M(jìn)行找平。注意控制環(huán)氧基液厚度與涂刷全面性,待粘貼面全部涂刷完畢,及時(shí)粘貼玻璃絲布,同步排除氣泡,保證表面無(wú)氣泡的情況下予以壓實(shí)。隨即立刻對(duì)第二層玻璃絲布進(jìn)行涂覆,待重復(fù)涂覆到規(guī)定厚度后,進(jìn)入下一施工環(huán)節(jié)。另外,環(huán)氧基液的一次配置量要根據(jù)工作溫度、配方及施工速度確定,選用的環(huán)氧基液配方要能夠在施工環(huán)境溫濕度條件下正常固化。
由于涵洞與壩體之間存在接觸滲漏、接觸沖刷問(wèn)題。為了提高洞身兩側(cè)壩體土層的密實(shí)度,采用充填灌漿的處理措施。
(1)灌漿范圍是對(duì)輸水洞外側(cè)周圍進(jìn)行充填灌漿,自洞壁內(nèi)側(cè)向外垂直灌漿,孔距1.5m,按照梅花形狀的施工要求進(jìn)行布置。明確鉆孔、灌漿施工標(biāo)準(zhǔn):
① 1)孔深設(shè)計(jì)要求必須透過(guò)襯砌層,并插入土體≥50cm,鉆孔處理中,一定要注意與截流環(huán)的距離,遠(yuǎn)離接頭伸縮縫。鉆孔以排為單元,每單元鉆孔數(shù)量為4 ~6 個(gè),排與排之間的距離控制為1.5m。2)以水泥粘土漿為灌漿材料,要求水泥含量控制必須≥25%。3)灌漿壓力必須結(jié)合工程實(shí)況分段選定,灌漿的終止以灌漿孔不吸漿后延長(zhǎng)10min 為準(zhǔn),對(duì)于吃漿量大或者是灌漿異常的施工區(qū)域,灌漿施工完畢,需在7d 后對(duì)灌漿孔全面檢查。具體檢查操作采取水:干料為2 ∶1 的規(guī)格制造漿液,根據(jù)灌漿施工期間所設(shè)定的壓力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查。4)灌漿施工環(huán)節(jié)結(jié)束,立即對(duì)鉆孔進(jìn)行封填施工,應(yīng)用水泥砂漿材料,拌和比例為1 ∶1,空口抹平后檢查滲水情況,無(wú)滲水代表封填密實(shí),有滲水需再次封填處理并檢查,直到無(wú)滲水狀態(tài)停止。
按照Ⅰ序—Ⅱ序?qū)嵤┦┕?,擠壓灌漿順序按照下游—上游。
②提前對(duì)工程實(shí)際情況進(jìn)行掌握,整理相關(guān)資料并核定參數(shù),組織設(shè)計(jì)灌漿試驗(yàn),做好灌漿施工準(zhǔn)備,預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)設(shè)備提前磨合,進(jìn)一步完善現(xiàn)場(chǎng)施工工藝。灌漿壓力初定在0.1 ~0.5Mpa,施工時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)對(duì)孔距、灌漿壓力、漿液配比等參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整。
③明確鉆孔施工的直徑,為50mm,選擇D37 鋼管作為施工灌漿管,利用綁扎海帶的方式進(jìn)行密封,并固定木楔。
④灌漿時(shí),應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè),確保洞體安全。
(2)施工方法
分別在進(jìn)漿與回漿管路位置增設(shè)控制球閥,這樣就可以靈活控制灌漿速度與壓力。設(shè)置定期顯示余漿量功能,隨時(shí)了解量取存儲(chǔ)箱狀態(tài),為吸漿量的計(jì)算提供方便。吸漿量與灌漿壓力指數(shù)變化,間隔10min 更新一次,待干料灌入量達(dá)到1t,對(duì)漿液濃稠度進(jìn)行調(diào)整,直至不吸漿后停止。
灌漿施工期間,遇到漏漿、裂縫等問(wèn)題必須立即采取封堵措施,并適當(dāng)調(diào)整漿液濃度或者降壓等,及時(shí)排除施工風(fēng)險(xiǎn)。全過(guò)程監(jiān)測(cè)中心位置情況,隨時(shí)觀察裂縫狀態(tài),確定其是否存在位移,若出現(xiàn)劈裂冒漿,需停止灌漿并處理。因?yàn)樘厥馇闆r停止灌漿期間,做好漿液凝固預(yù)防處理。
(3)結(jié)束灌漿條件:①采取分段多次灌漿方法,觀察漿注變化,若已達(dá)到孔口位置,立即進(jìn)行連續(xù)復(fù)灌,灌注次數(shù)為3 次,不吸漿狀態(tài)下停止灌漿。②灌漿量嚴(yán)格控制,確保灌漿壓力滿足施工標(biāo)準(zhǔn)。
(4)異常情況解決:灌漿中若出現(xiàn)冒漿,及時(shí)采取封堵措施,將漿液濃度增加,并下降壓力,還需添加速凝劑。灌漿中若出現(xiàn)串漿,需采取兩孔共同灌漿手段解決。漿量超出規(guī)定范疇的情況,可綜合運(yùn)用限量、間歇停灌以及降壓等方法解決。
施工操作中,一定要注意涵洞內(nèi)部環(huán)境特殊,做好通風(fēng)處理。施工前組織專業(yè)培訓(xùn),提高操作人員安全意識(shí),確保所有操作行為均符合操作要求。涵洞內(nèi)部施工操作,佩戴專業(yè)的全面罩與橡膠手套,并按要求穿防護(hù)服。注意規(guī)避熱源,禁止帶火種等,應(yīng)用專業(yè)通風(fēng)系統(tǒng),保證相關(guān)設(shè)備具有防爆功能。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材應(yīng)急處理設(shè)備。