王金倫

(中國葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司，昆明 650000)

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水利壩體的化學(xué)灌漿加固措施與質(zhì)量控制

王金倫

(中國葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司，昆明 650000)

本文結(jié)合某大型水電站壩體出現(xiàn)的裂縫問題，探討如何將化學(xué)灌漿技術(shù)有效運(yùn)用到該工程中，主要對化學(xué)灌漿技術(shù)的方案制定、原則、流程、施工要點(diǎn)以及灌注效果進(jìn)行了分析。

水利水電；水電站；壩體；化學(xué)灌漿；加固措施

1 混凝土壩體裂縫對水利水電工程的影響

在如今水利水電工程中，水利水電壩體作為重要的組成部分受到了相關(guān)部門的重視，壩體質(zhì)量與水利水電工程質(zhì)量息息相關(guān)，如果不進(jìn)行加固的措施，壩體在長期使用的過程中就會產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重影響到壩體的使用壽命。造成這一問題的主要原因是壩體的主要施工材料為混凝土，雖然混凝土具有較高的性價(jià)比，但在長期的使用過程中受到環(huán)境的影響較大，經(jīng)常會出現(xiàn)腐蝕的情況，有時(shí)還會產(chǎn)生炭化，這是混凝土自身的特點(diǎn)造成的，因此，施工人員有必要在進(jìn)行壩體施工的過程中對其進(jìn)行加固處理，進(jìn)一步強(qiáng)化壩體的結(jié)構(gòu)，這樣外界環(huán)境對壩體的影響就會降到最低，有效提高了壩體的強(qiáng)度，進(jìn)而延長使用壽命。水利工程部門要針對這一問題引起相應(yīng)的重視，采取切實(shí)可行的方式對水利壩體進(jìn)行加固。

2 化學(xué)灌漿材料與使用注意事項(xiàng)

當(dāng)前，在水利壩體的加固處理過程中，化學(xué)灌漿出現(xiàn)的次數(shù)越來越頻繁，但是針對不同的情況，施工人員采用的漿液也具有不同的種類。主要分為兩種:一種是環(huán)氧漿液，一種是丙凝漿液。前者以環(huán)氧樹脂為主要成分，后者的主要成分為丙烯酰胺。環(huán)氧漿液的主要優(yōu)勢在于具有較強(qiáng)的可灌性以及滲透性，養(yǎng)護(hù)時(shí)間也較短；丙凝漿液主要在細(xì)微的裂縫中使用，同樣具有較強(qiáng)的可灌性，同時(shí)還具有較強(qiáng)的抗擠力。在選用這兩種漿液時(shí)，首先要觀察水利壩體中出現(xiàn)的裂縫屬于何種程度，如果程度不深，寬度較小，建議采用環(huán)氧漿液進(jìn)行處理，相反，如果寬度較大，那么可以采用兩種方法同時(shí)進(jìn)行的方式，先進(jìn)行丙凝漿液的灌注，再將環(huán)氧漿液灌注其中。值得注意的是，采用任何一種漿液，都應(yīng)該確保施工環(huán)境的溫度在12 ℃～16 ℃。

3 工程概述

本文所述的大型水電站位于西南某縣的某江中游河段，屬于大型工程，主要水工建筑物為一級建筑物。該水電站主要肩負(fù)著灌溉、防洪、養(yǎng)殖以及旅游等任務(wù)，水庫具有不完全多年調(diào)節(jié)能力。2016年對其壩體中部的某位置進(jìn)行壓水檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分壩段之間有互串現(xiàn)象，之后根據(jù)要求進(jìn)行了外露表面檢查、少量檢查孔檢查、橫縫壓水檢查以及化灌施工過程中化灌孔詳查等檢查。檢查結(jié)果表明，其下部位置分布著多條相鄰不均勻橫縫貫通的裂縫。

4 化學(xué)灌漿技術(shù)

本工程運(yùn)用的化學(xué)灌漿材料主要為溶液型漿材，化學(xué)灌漿是用高分子材料配制成的溶液作為漿液的一種新型灌漿。化學(xué)灌漿的加固方式是一種最新推出的方法，該方法能夠有效避免混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂縫，無論是在何種環(huán)境中，都具有理想的效果，促進(jìn)水利工程的質(zhì)量向前邁進(jìn)。這一方法主要適用于兩種情況:第一種是在深層裂縫的加固中，第二種是對貫穿裂縫進(jìn)行有效的修補(bǔ)。裂縫也分為兩類:一種是死縫，一種是活縫。不同的縫隙有不同的具體處理方法，采用的材料也各不相同。前者主要應(yīng)用到的材料為水泥或溶水性強(qiáng)的漿材，而后者主要采用的材料為彈性聚氨酯漿材。在施工的過程中，對水利壩體的具體情況進(jìn)行考察十分必要，經(jīng)過詳細(xì)的分析以及綜合的論證，制定出施工方案。然后在水利壩體上鉆孔打眼，將灌漿管埋放在灌漿孔中，事先要將內(nèi)部進(jìn)行清理，防止顆?；覊m等落入漿材中，影響灌漿的質(zhì)量。灌漿前確保水壓符合施工的要求，完成灌漿后及時(shí)將灌漿孔進(jìn)行封堵?；瘜W(xué)灌漿技術(shù)是將工程與化學(xué)進(jìn)行結(jié)合，然后運(yùn)用化學(xué)漿材、化學(xué)科學(xué)以及工程技術(shù)等進(jìn)行基礎(chǔ)和混凝土缺陷處理，以保證工程質(zhì)量提升的一項(xiàng)技術(shù)。尤其在堵漏止水、裂縫修補(bǔ)以及基礎(chǔ)加固中都有著廣泛的應(yīng)用，在本工程水電站壩體的裂縫加固中亦有著良好的應(yīng)用效果。

5 化學(xué)灌漿技術(shù)在本工程水電站壩體裂縫加固中的運(yùn)用

5.1 化學(xué)灌漿技術(shù)方案的制定

在本工程大型水電站中，壩體的重要性不言而喻。為了保證壩體結(jié)構(gòu)能夠安全運(yùn)行，可以采用化學(xué)灌漿技術(shù)對其存在的裂縫進(jìn)行處理。在制定化學(xué)灌漿技術(shù)方案時(shí)，不能直接對同類工程的灌漿經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行照搬。需要在壩體裂縫灌漿的特性基礎(chǔ)上，結(jié)合獲取的灌漿經(jīng)濟(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)，以確定最終的化學(xué)灌漿技術(shù)方案，這樣才能使得方案更加貼近施工的實(shí)際需求。不過，在方案最終敲定之前，還可以進(jìn)行一定規(guī)模、深度的灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)。試驗(yàn)的最終目的是為了保證制定的化學(xué)灌漿技術(shù)在技術(shù)上更加合理、成本上更加經(jīng)濟(jì)以及效果上更加可靠?？梢圆捎脤⑦x用的灌漿材料直接在現(xiàn)場室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)或通過第三方機(jī)構(gòu)的方式進(jìn)行，以求測試材料能夠滿足相關(guān)要求。

5.2 化學(xué)灌漿的原則及流程

本工程中采用的化學(xué)灌漿方法為孔口封閉灌漿法，灌漿時(shí)要采用“從下往上”的原則，對裂縫分灌區(qū)進(jìn)行灌漿施工。裂縫的深度在30 m以上，灌區(qū)的高差范圍則需要控制在30 m～50 m。在鉆孔孔容充滿后，應(yīng)使用化學(xué)灌漿專用泵，采用小流量、低壓慢灌的原則進(jìn)行灌漿。圖1展示了化學(xué)灌漿的主要工藝流程。

圖1 化學(xué)灌漿的主要工藝流程Fig.1 The main craft process of chemical grouting

5.3 化學(xué)灌漿的施工要點(diǎn)

在進(jìn)行化學(xué)灌漿施工的過程中，裂縫清洗是首要的工作，主要是將裂縫表面的雜質(zhì)清理干凈，有些裂縫處還存在混凝土的鈣化物質(zhì)，這些雜質(zhì)如果不得到及時(shí)的清理，會影響灌漿的質(zhì)量。在清理時(shí)，可以采用高壓水槍進(jìn)行清洗或是使用鋼刷將裂縫表面的雜質(zhì)清除掉。緊接著就可以開展化學(xué)灌漿，這期間要保證充分與裂縫中的砂石進(jìn)行結(jié)合，確保灌漿的完整性。待完成灌漿后，將表面封堵起來。完成灌漿后，還要將表面清理干凈，在裂縫的兩端分別打孔，將鋼筋穿插其中，最后拉緊兩端的壩體。在化學(xué)灌漿結(jié)束后，還需要進(jìn)行閉漿的操作。也就是說，在半個(gè)月以上的時(shí)間里，將孔口閥門保持在完全關(guān)閉的狀態(tài)，一直到內(nèi)部的漿液完全失去流動(dòng)性能為止。

5.4 化學(xué)灌漿效果評價(jià)

本工程大型水電站壩體裂縫加固中運(yùn)用化學(xué)灌漿的灌漿孔為67個(gè)。在灌漿完成后，通過實(shí)驗(yàn)分析，評價(jià)了灌漿材料性能、灌漿工藝以及灌漿效果，發(fā)現(xiàn)其均能達(dá)到相關(guān)的設(shè)計(jì)與施工要求。具體來說，化學(xué)灌漿技術(shù)能夠有效達(dá)到填充裂縫、提高裂縫面強(qiáng)度、消除裂縫的不利影響等目的，對恢復(fù)水電站壩體的整體安全性有著非常重要作用，值得在同類的工程實(shí)踐中參考使用。

6 結(jié)語

在本工程大型水電站壩體裂縫的加固中，運(yùn)用化學(xué)灌漿技術(shù)能夠取得良好的效果，有效消除裂縫帶來的不利影響，從而有效提升壩體的整體安全性能。不過，需要再次指出的是，在未來同類工程中，仍然需要結(jié)合具體的分析與試驗(yàn)之后，再進(jìn)行化學(xué)灌漿技術(shù)的開展，以保證灌漿施工的質(zhì)量。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，有效推動(dòng)了水利水電工程事業(yè)的發(fā)展。在水利水電工程中，通常采用的壩體結(jié)構(gòu)為混凝土或是以土石為主要原料的結(jié)構(gòu)，這兩種類型的壩體結(jié)構(gòu)雖然在使用初期具體有一定的優(yōu)越性，但是隨著時(shí)間的推移也會出現(xiàn)裂縫的情況，嚴(yán)重影響到壩體的安全性，不利于水力發(fā)電事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí)，維護(hù)費(fèi)用也是一筆巨大的開支，為了有效避免上述問題的出現(xiàn)，就要在壩體建設(shè)初期運(yùn)用加固的措施，采用化學(xué)灌漿的加固方法具有顯著的效果。

[1] 龔冬艷.芻議某水庫填灌漿加固處理技術(shù)[J].經(jīng)營管理者，2016，(15):44-46.

[2] 潘仁友.聚氨酯化學(xué)灌漿在姚江大閘閘墩沉降縫處理中的應(yīng)用[J].小水電，2016，(01):57.

[3] 呂聯(lián)亞.化學(xué)灌漿技術(shù)在云南某大型水電站壩體裂縫治理中的應(yīng)用[J].中國建筑防水，2016，(01).

[4] 賀小近.大壩墊層混凝土裂縫化學(xué)灌漿施工技術(shù)及工藝方案——以皂市水利樞紐工程為例[J].河南科技，2016，(01):37-38.

[5] 楊正剛，杜興忠，江曉濤.聲波穿透及鉆孔錄像在混凝土裂縫檢測及灌漿質(zhì)量評價(jià)中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2015，(01):62.

Chemical grouting reinforcement measures and quality control of water conservancy dam

WANG Jin-lun

(China Gezhouba Group Sixth Engineering Co., Ltd., Kunming 650000, China)

The paper discusses on how to apply the chemical grouting technology to project effectively, and analyzes the scheme, principle, process, construction point and perfusion effect of the chemical grouting technology in combination with the cracks in the dam body of a large hydropower station.

Water conservancy and hydropower; Hydropower station; Dam body; Chemical grouting; Reinforcement measures

2016-12-02

王金倫(1984-)，女，助理工程師。

TV543.2

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1674-8646(2017)04-0114-02