胡永東

（江西省上饒市水利科學(xué)研究所,江西上饒 334000）

改性環(huán)氧化學(xué)灌漿技術(shù)在拱壩裂縫中的應(yīng)用

胡永東

（江西省上饒市水利科學(xué)研究所,江西上饒 334000）

通過(guò)應(yīng)用改性環(huán)氧化學(xué)灌漿技術(shù)處理文公湖單曲圓弧拱壩裂縫的工程實(shí)例,詳細(xì)介紹了大壩產(chǎn)生裂縫的原因及改性環(huán)氧化學(xué)灌漿工工藝、處理效果,供交流參考。

改性環(huán)氧化學(xué)灌漿;拱壩;壩體防滲;

1 工程概況

文公山風(fēng)景旅游區(qū)文公湖工程位于江西省婺源縣中云鎮(zhèn)東部的文公山處,距縣城27km,離景白公路14km。文公山,原名 “九老芙蓉尖”,因山體有九峰散列,形狀像芙蓉而得名。后因山腰葬有朱熹 （文公）祖墳,故名文公山。該工程壩址以上控制流域面積0.74km2,總庫(kù)容19.09萬(wàn)m3,有效庫(kù)容16.37萬(wàn)m3,壩頂長(zhǎng)41m,壩頂寬2.0m,壩頂高程141.5m,最大壩高18.5m,壩型為混凝土埋石單曲拱壩,是一座以調(diào)節(jié)風(fēng)景區(qū)水源水量,豐富景區(qū)景觀(guān)內(nèi)容以及供、灌溉等綜合利用的?。ǘ┬退畮?kù)。

2 裂縫成因分析

該工程大壩為C15混凝土埋石單曲圓弧拱壩,上游面直立,下游面為傾面,壩頂厚2m,壩底厚5.6m。大壩采用壩身自防滲系統(tǒng),無(wú)臨時(shí)分縫。文公湖拱壩在試蓄水后,當(dāng) 庫(kù)水位達(dá)140.1m時(shí),于2005年3月15日發(fā)現(xiàn)大壩下游面溢流堰以下約5m處 （拱冠位置）,有1條長(zhǎng)約10m,縫寬1～2mm,縫深1.75m的裂縫,但縫中無(wú)水滲出,也未貫穿壩體。裂縫發(fā)生后業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)、施工等各單位召開(kāi)多次會(huì)議討論裂縫成因,并委托上饒市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院進(jìn)行蓄水前安全鑒定。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)部門(mén)應(yīng)力計(jì)算文公湖拱壩溫升工況可以滿(mǎn)足規(guī)范的規(guī)定,但是溫降工況不能滿(mǎn)足規(guī)范的規(guī)定。根據(jù)混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范 （SL282-2003）的強(qiáng)制性條文規(guī)定,對(duì)基本荷載組合,拉應(yīng)力不得大于1.2MPa;對(duì)于非地震情況特殊組合,拉應(yīng)力不得大于1.5MPa;經(jīng)初步分析主要原因是由溫度應(yīng)力引起的,成因如下。

（1）當(dāng)?shù)貧鉁販夭钶^大,夏季晝夜平均溫差約為22℃。

（2）混凝土如倉(cāng)溫度高,壩體混凝土澆筑為夏季和高溫季節(jié),由于工程造價(jià)的限制,無(wú)法采取加冰等充分有效的降低混凝土溫度的措施,混凝土入倉(cāng)溫度僅能控制在當(dāng)?shù)貧鉁刈笥摇?/p>

（3）邊施工邊蓄水,使壩體未完全凝結(jié)時(shí)已擔(dān)負(fù)荷載。

3 灌漿處理方案

為了對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿處理,2006年1月將水庫(kù)放空,一方面修復(fù)壩體結(jié)構(gòu),另一方面可使大壩初始溫度場(chǎng)產(chǎn)生一定的調(diào)整,有利于壩體結(jié)構(gòu)安全。從放空觀(guān)測(cè)資料上看,放空期間拱端和左右壩肩最大位移為 10～14mm（偏上游方向,水位137.3m,氣溫-4,參考位移零點(diǎn)放空期初）,放空期間裂縫無(wú)明顯發(fā)展跡象。

根據(jù) 《江西省婺源縣文公湖水庫(kù)蓄水安全鑒定報(bào)告》大壩裂縫成因分析及 《文公湖水庫(kù)觀(guān)測(cè)表》等有關(guān)數(shù)據(jù),裂縫補(bǔ)強(qiáng)決定采用化學(xué)灌漿,灌漿材料采用改性環(huán)氧灌漿液,對(duì)裂縫進(jìn)行處理。

改性環(huán)氧化學(xué)灌漿是由雙酚A型樹(shù)酯、混合稀釋劑及多功能固化劑等組成,在催化劑的作用下,相分離成海島狀態(tài)結(jié)構(gòu),是一種低粘度、高強(qiáng)度的新型化學(xué)灌漿補(bǔ)強(qiáng)材料。具有抗壓、抗拉強(qiáng)度等特點(diǎn),適用深層裂縫補(bǔ)強(qiáng)灌漿修補(bǔ)。其產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1（執(zhí)行Q/（DJ）1801 7-1999標(biāo)準(zhǔn)）。

表1 產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)

4 施工工藝

（1）裂縫清理:詳細(xì)檢查、分析記錄裂縫情況,確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區(qū)域,鑿除混凝土表面析出物,確?？p面清凈。

（2）鉆灌漿孔:采用電錘沿裂縫進(jìn)行騎縫鉆孔,鉆頭直徑為 16mm,鉆孔深度 40cm,鉆孔間距50cm。

（3）埋灌漿嘴:在鉆好的孔內(nèi)安裝灌漿嘴,使灌漿嘴周?chē)c鉆孔之間無(wú)空隙。

（4）洗縫:用清水將縫內(nèi)粉塵清洗干凈。

（5）封 縫 面:用錨固劑封堵縫面,目的是在灌化學(xué)漿時(shí)不跑漿。

（6）灌漿:使用高壓灌漿機(jī)向灌漿孔內(nèi)灌注改性環(huán)氧漿料,灌漿壓力為0.4MPa。灌漿順序?yàn)樽韵孪蛏?當(dāng)相鄰孔開(kāi)始出漿后,保持壓力3～5min,即停止本孔灌漿,改注相鄰灌漿孔。

（7）拆灌漿嘴:灌漿完畢12小時(shí)后,拔掉外露的灌漿嘴,清理縫面。

（8）封口:用環(huán)氧水泥基液進(jìn)行灌漿口的修補(bǔ)、封口處理。

5 處理效果

本次施工共處理裂縫15m,耗用漿材35L,材料試樣固化良好。從現(xiàn)場(chǎng)灌漿情況和取芯觀(guān)察,裂縫灌漿飽滿(mǎn),粘結(jié)良好,選擇材料科學(xué)合理,有利于壩體結(jié)構(gòu)安全。

經(jīng)江西省上饒市水利工程質(zhì)量檢測(cè)站對(duì)大壩高程134.0m左壩肩下游面,大壩高程138.0m右壩肩下游面灌漿質(zhì)量騎縫鉆芯取樣各一組進(jìn)行檢測(cè),試驗(yàn)成果表明混凝土抗壓強(qiáng)度分別為 15.7MPa、15.3MPa滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

目前工程經(jīng)過(guò)四年的運(yùn)行情況良好,未見(jiàn)異常。

TV543+.2;TV698.2+31

B

1008-1305（2011）01-0055-02

10.3969/j.issn.1008-1305.2011.01.018

胡永東（1967年-）,男,江西新干人,工程師。

簡(jiǎn) 訊