趙玉宏，董 濤

(中國水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 810001)

1 工程概況

拉西瓦水電站位于青海省貴德縣與貴南縣交界的黃河干流上，是黃河上游龍羊峽至青銅峽河段規(guī)劃的大中型水電站中，緊接龍羊峽水電站的第二個梯級電站。該工程由混凝土雙曲重力拱壩（壩高248 m）、壩后水墊塘及二道壩、壩身泄洪表孔、深孔底孔及右岸地下廠房主變開關(guān)室組成。大壩建成后將形成蓄水10.79億m3的水庫，電站裝機容量4200 MW（6×700 MW）。

2 水電站裂縫

2.1 裂縫評判

裂縫評判分類和處理原則，可按照以下程序進(jìn)行：裂縫統(tǒng)計調(diào)查→原因分析和深度調(diào)查類別→裂縫處理補強措施裂縫處理和檢查結(jié)果。

從大壩混凝土產(chǎn)生的裂縫按發(fā)展趨勢和產(chǎn)生危害進(jìn)行評判：

Ⅰ類：一般縫寬δ＜0.2 mm，縫深h≤0.3 m，性狀表現(xiàn)龜裂或呈細(xì)微規(guī)則性，多由于干縮所產(chǎn)生，對大壩耐久性和安全基本無影響。

Ⅱ類：表面裂縫，一般縫寬0.2 mm≤δ＜0.3 mm，縫深0.3 m＜h≤1.0 m，平面縫長3 m＜L＜5 m，呈規(guī)則狀，多由于氣溫驟降期溫度沖擊且保溫不善等形成。視裂縫所在部位對結(jié)構(gòu)應(yīng)力、耐久性和安全運行有一定程度的影響。

Ⅲ類：深層裂縫，縫寬0.3 mm＜δ≤0.5 mm，縫長大于5 m，或平面大于等于1/3的壩塊寬度，縫深1.0 m＜h≤3.0 m，呈規(guī)則狀。對大壩結(jié)構(gòu)、耐久性和安全有較大影響。

Ⅳ類：貫穿性裂縫，貫穿整個倉面，縫寬δ＞0.5 mm，縫深 3.0 m＜h≤5.0 m，側(cè)面長度 h＞5.0 m，這種裂縫對大壩的結(jié)構(gòu)受力、耐久性、穩(wěn)定性、安全性有較大的影響。

Ⅴ類：上游壩面向下游發(fā)展的裂縫，縫寬0.2 mm＜δ≤0.3 mm，水平長度1.0～2.0 m，垂直方向的長度大于5 m。對壩體結(jié)構(gòu)、因水力劈裂作用對滲透穩(wěn)定性和耐久性，安全運行有影響。

2.2 裂縫調(diào)查

裂縫的調(diào)查：裂縫的調(diào)查和檢查目的在于及時掌握裂縫發(fā)展的規(guī)律和分布狀況，便于對裂縫的成因分析和進(jìn)行裂縫檢查分類，為補強處理提供基本資料。裂縫檢查項目包括縫寬、縫深、縫長、裂縫方向、所在部位、高程、數(shù)量、縫面是否有滲水、溶出物等。對縫面檢查結(jié)果，進(jìn)行詳細(xì)文字表格描述并根據(jù)實測資料繪制成圖。

2.3 裂縫檢查方法

檢查方法。裂縫寬和條數(shù)以人工目測現(xiàn)場普查為主，所使用工具有米尺、讀書放大鏡、塞尺等。對細(xì)裂縫可用先灑水，再用風(fēng)吹干或曬干再檢查?？p深的檢查手段主要有：①沿縫鑿槽：適合于表面淺層裂縫，鑿至目測不到裂縫為止。鑿槽深度視為裂縫深度；但鑿槽深度不超過30 cm；②鉆孔壓水壓風(fēng)法：沿裂縫一側(cè)或兩側(cè)按不同的深度布置1～2排斜孔穿過縫面，孔口安裝阻塞器，進(jìn)行壓水和高壓風(fēng)，若縫表面出水或反泡，則認(rèn)為縫深大于鉆孔穿過縫的垂直深度。若縫面深度大于鉆孔深度可布置第二排檢查孔；③超聲波法：對平面上混凝土裂縫在其兩側(cè)（距1 m左右）打垂直孔，孔徑不小于60 mm，在縫的一側(cè)打一個對比孔，先進(jìn)行無縫的聲波測試，然后再進(jìn)行跨縫測試，測前孔應(yīng)沖洗干凈，并灌滿清水。測試時探頭在孔內(nèi)自上而下每20～30 cm移動一次。經(jīng)過波幅的對比變化，判定其縫深；④對重要或危害性大的裂縫，必要時可沿縫鉆φ91～150 mm孔，取芯或用孔內(nèi)電視和錄像方法探測縫深；⑤裂縫長度按每3～5 m，布置一組檢查孔。該工程主要采用的方法為上述提到的①、②、③中的單個應(yīng)用或綜合應(yīng)用。

2.4 裂縫處理原則

裂縫處理原則。水工混凝土危害性較大的裂縫，破壞了建筑物的整體性，改變了建筑物受力狀態(tài)，造成滲水、漏水、鋼筋銹蝕等，降低了建筑物的耐久性，危害建筑物安全運行。雖然多數(shù)裂縫為危害性較小的表面裂縫，但也存在著發(fā)展為危害性較大的深層裂縫或貫穿性裂縫的可能，而且因裂縫所在的部位和外界的環(huán)境等不同，有一部分原為危害性較小的裂縫，亦會延伸發(fā)展為危害性較大的裂縫。因此，必須認(rèn)真對待每一條已被發(fā)現(xiàn)的裂縫，分析裂縫產(chǎn)生的原因，嚴(yán)格按有關(guān)要求進(jìn)行補強處理。

混凝土裂縫處理，主要是對壩體結(jié)構(gòu)進(jìn)行補強提高整體性，限制裂縫的擴展，滿足結(jié)構(gòu)的強度、防滲、耐久性和建筑物的安全運行要求。

混凝土裂縫處理方案的選擇，要通過裂縫檢查獲得必要的數(shù)據(jù)資料，再根據(jù)裂縫所在的部位、發(fā)生的原因、裂縫規(guī)模及發(fā)展趨勢等所造成的危害性評定，進(jìn)行分析研究，綜合確定合理處理措施。

工程根據(jù)裂縫規(guī)模和危害性，對不同類型的裂縫，分別采用表部處理及表部處理與灌漿補強處理結(jié)合的方式。

裂縫處理。對于Ⅰ類裂縫采用表面鑿除龜裂層，露出密實的混凝土面即可；對于Ⅱ類裂縫可不進(jìn)行灌漿補強處理，表面鋪設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，其中主筋垂直裂縫布置，采用φ28螺紋鋼筋，間距20 cm，騎縫長度6 m，分布筋φ20螺紋鋼筋，鋼筋網(wǎng)縱向間距30 cm，鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層15 cm。對于Ⅲ、Ⅳ類裂縫的處理方式為表部處理和灌漿處理相結(jié)合，程序為：裂縫表面處理、打孔、壓水（風(fēng)）串通檢查、埋管、灌漿。

倉面縫（倉面上產(chǎn)生的裂縫）處理程序為：埋設(shè)半圓型鋼管、打孔壓水（風(fēng)）串通檢查、埋管、鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)、灌漿。

倉面裂縫的表部處理。在澆筑上層混凝土前，沿裂縫鋪φ100 mm、厚度為3 mm的半圓管，形成止縫孔，止縫孔兩端封閉，并由止縫鋼管的兩端埋設(shè)排氣管與灌漿管路，一并引至壩后灌漿站或廊道便于后期灌漿，止縫鋼管要求用水泥砂漿固定。沿裂縫表面鋪設(shè)雙層鋼筋，主筋垂直裂縫布置采用φ28螺紋鋼筋，間距20 cm，騎縫長度6 m，兩層鋼筋端頭錯開50 cm，輔筋φ20螺紋鋼筋，鋼筋網(wǎng)縱向間距30 cm，兩層鋼筋網(wǎng)間距20 cm，鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層15 cm。

對于Ⅴ類裂縫采用表面處理和灌漿相結(jié)合的處理方式處理，表面處理同立面裂縫的表部處理。對于Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ類裂縫，除進(jìn)行裂縫表部處理以外，還要進(jìn)行打孔灌漿處理?；A(chǔ)塊壩體固結(jié)灌漿高程以下裂縫處理時，為防止固結(jié)灌漿鉆孔將預(yù)埋的管路打斷（主壩基礎(chǔ)固結(jié)灌漿采用埋管法施工）而失去灌漿補強作用，要求預(yù)埋管路附近的固結(jié)預(yù)埋、固結(jié)灌漿套管至灌漿層高程。

倉面裂縫，灌漿孔均為45°～60°斜孔，超過縫面深度50～100 cm。兩側(cè)布置。當(dāng)裂縫深度較深時，宜分兩層設(shè)置灌漿孔，即裂縫深度在1.0～3.0 m時，第一層灌漿孔鉆至縫面以下0.5～0.8 m處，第二層灌漿孔鉆至縫面以下1.5～2.0 m處；裂縫深度在3.0～5.0 m時，第一層灌漿孔鉆至縫面以下1.0 m處，第二層灌漿孔鉆至縫面以下2.0～3.0 m處。每層孔沿裂縫方向間距1.0 m，各層灌漿孔獨立埋設(shè)管路，原裂縫檢查孔可以兼做灌漿孔?？足@好后，先將孔內(nèi)的碎屑及粉塵沖洗干凈，并測其孔深。孔口用阻塞器阻塞后再用風(fēng)水輪換沖洗孔內(nèi)及裂縫面，疏通鉆孔與裂縫形成的通道，盡可能將碎屑全部沖出，但風(fēng)壓、水壓不得超過設(shè)計灌漿壓力。第一層孔作為排氣兼灌漿孔，第二層孔為灌漿孔。灌漿孔、排氣孔，均在孔內(nèi)預(yù)埋灌漿支管和排氣管，與主灌漿管相連接形成灌漿系統(tǒng)，就近引至灌漿站并做好編號和標(biāo)記，灌漿支管和排氣管要求采用φ1寸鋼管，灌漿主管采用φ1寸鋼管。

灌漿要求。根據(jù)溫度裂縫發(fā)展的特征，裂縫出現(xiàn)時間有90%發(fā)生在混凝土齡期為5～28 d。而此時混凝土內(nèi)部溫度普遍較高，待混凝土在溫度達(dá)到最高溫度時，現(xiàn)有裂縫會進(jìn)一步發(fā)展，縫開度將會增大，甚至發(fā)展成深層貫穿裂縫。因此，灌漿必須待混凝土達(dá)到基本穩(wěn)定溫度后才能進(jìn)行。

3 化學(xué)灌漿

3.1 化學(xué)灌漿組分及配比

了解所配化灌漿材各組分的成分、特點、毒性，施工時可采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，避免造成化學(xué)品傷害。該工程所用化學(xué)漿材為水溶性聚胺脂，單體漿材主要是LW，HW以及稀釋劑丙酮，固化劑（水），催化劑三乙胺。

1）漿液配比。LW型水溶性聚氨酯的固結(jié)體是一種彈性體，而且遇水會膨脹，具有彈性止水和以水止水的雙重功能；而HW水溶性聚氨酯的可灌性好、強度高；LW和HW可以任何比例混合配制成不同強度和彈性的漿材，以滿足各種工程的需要。

該工程綜合考慮LW型水溶性聚氨酯的止水效果以及HW水溶性聚氨酯的強度高等特點，采用水溶性聚胺酯配比為LW∶HW=1∶9；根據(jù)縫寬，加入適量稀釋劑丙酮10%～15%；加入固化劑（水）3%～5%；加入三乙胺催化劑0.5%～0.8%，具體見表1。

表1 水溶性聚氨酯配漿表

稀釋劑、固化劑和催化劑的摻量可根據(jù)現(xiàn)場試驗情況作適當(dāng)調(diào)整。

各組成部分的加入順序為：LW→HW→丙酮→水→三乙胺。

各種漿液制劑的稱量誤差，不得超過配方要求，稱量好后按順序加入桶中，攪拌均勻，攪拌時間不得少于10 min。

2）注意事項。配好的漿液，如長時間不用，容易固化，不能使用，造成浪費。因此配漿時須遵循“按需配制，少配勤配，隨配隨用”的原則。

由于化灌漿材具有一定的毒性，施工作業(yè)人員，尤其配漿人員，必須穿戴防化服、防毒面具，橡膠手套、護(hù)目境等安全防護(hù)用品，避免皮膚直接接觸，如有沾染立即用大量清水沖洗，嚴(yán)重時及時送往醫(yī)院檢查，治療。

3.2 化學(xué)灌漿的方法

壓丙酮結(jié)束后，即可向縫內(nèi)注入LW水溶性聚胺脂化學(xué)漿材。該工程采用手壓灌漿泵（3WT-3型踏板式高壓噴霧器）進(jìn)行化學(xué)灌漿。

3.2.1 灌漿順序及要求

同條裂縫內(nèi)先從深層孔進(jìn)漿管路開始灌漿，當(dāng)排氣兼回漿管路（淺層孔）出漿濃度達(dá)到或接近進(jìn)漿濃度時，關(guān)閉排氣兼回漿管路管口閥門，進(jìn)行沖壓式灌漿，直至達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后結(jié)束灌漿。灌漿工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，灌漿前應(yīng)保證灌漿設(shè)備運轉(zhuǎn)良好，備用一臺灌漿設(shè)備。

3.2.2 灌漿壓力

灌漿壓力為0.3～0.5 MPa（換算到灌漿孔口處的壓力，以回漿管口壓力控制）。灌漿時排氣兼回漿管路，出漿較大的裂縫，灌漿壓力采用較小值。灌漿時排氣兼回漿管路出漿較小的裂縫，灌漿時壓力采用較大值。

對于個別管路不暢通的，以進(jìn)漿壓力0.8 MPa控制，從進(jìn)漿管口灌注至結(jié)束后，從回漿管口倒灌，壓力仍以0.8 MPa控制。

3.2.3 灌漿過程控制

從進(jìn)漿管壓漿，待回漿管溢出化灌漿材后，關(guān)閉回漿管口閥門，保持設(shè)計灌漿壓力0.3 MPa，進(jìn)行壓灌。

3.2.4 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

采用下列雙控標(biāo)準(zhǔn)：回漿管排漿濃度達(dá)到或接近進(jìn)漿濃度，吸漿率小于0.01 L/min，持續(xù)20 min；總灌注歷時5～8 h。灌足上述標(biāo)準(zhǔn)即可結(jié)束灌漿。

3.2.5 特殊情況處理

灌漿過程中如發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象時，根據(jù)漏漿量的大小，可采用下述方法處理：若漏漿量較小，可不作專門處理，按正常灌漿方式灌注至達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)；若漏漿量較大，一般可采用逐步升壓灌注方法處理，同時應(yīng)采取嵌縫、用麻絲、水玻璃等對其進(jìn)行封堵處理。特殊部位如壩體排水盲管等部位漏漿，應(yīng)立即采取措施，并及時與現(xiàn)場監(jiān)理工程師研究處理。

灌漿過程中如發(fā)現(xiàn)管口串漿現(xiàn)象時，當(dāng)被串管口出漿濃度達(dá)到或接近進(jìn)漿管口濃度時，關(guān)閉被串管路管口閥門，進(jìn)行純壓式灌漿，達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后結(jié)束灌漿，然后立即從被串管口進(jìn)行倒灌至結(jié)束灌漿。

灌漿過程中須注意保持手壓泵及其附屬管路的清潔，注漿桶及泵體的容器內(nèi)不得混入雜物、防止堵塞，用后立即用丙酮清洗干凈，否則漿液一旦凝固，手壓泵及灌漿管路不易處量，在處理過程中有可能造成配件損壞，管路堵塞報廢等不必要的損失。

3.3 化學(xué)灌漿效果評價

拉西瓦水電站大壩混凝土裂縫，采用埋管法化學(xué)灌漿處理共計905.6 m，累計壓丙酮4647.0 L，化學(xué)灌漿21018.9 L。經(jīng)處理后，雖經(jīng)多次水位提升（現(xiàn)已提升至EL2430），未發(fā)現(xiàn)裂縫有滲漏水現(xiàn)象，達(dá)到了預(yù)期的效果。

4 綜合效果評價

通過前期裂縫處理的結(jié)果來看，按照拉西瓦水電站《大壩混凝土裂縫處理施工技術(shù)要求》進(jìn)行補強處理后，都能有效的抑制裂縫發(fā)展和延伸。