劉 斌

(遼寧省大連水文局，遼寧 大連 116023)

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遼寧某水電站壩體接縫灌漿施工技術(shù)淺析

劉 斌

(遼寧省大連水文局，遼寧 大連 116023)

水電站大壩是水利樞紐的核心工程，屬于大體型混凝土建筑，為了方便施工及避免溫差影響，在壩體施工時(shí)一般采用分段澆筑形式，由此塊段間會(huì)不可避免產(chǎn)生接縫。為保證壩體的整體性及防滲性，必須要對(duì)接縫進(jìn)行處理。以遼寧某水電站為實(shí)例，介紹了接縫灌漿技術(shù)的施工應(yīng)用，可對(duì)以后類似施工提供必要的經(jīng)驗(yàn)。

水電站；壩體；接縫灌漿；施工

隨著建筑材料技術(shù)的發(fā)展，目前混凝土建筑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其中水電站大壩是大型混凝土建筑的典型代表。但如果一次性澆筑混凝土的體積過大，對(duì)施工設(shè)備要求太高，且會(huì)由于混凝土內(nèi)外溫差不均造成澆筑體表面存在大量裂縫現(xiàn)象。分段施工造成的接縫可以通過灌漿技術(shù)處理，這對(duì)提高壩體的防滲性、整體性和安全性都有很大的作用。

1 工程概況

某水電站工程位于遼寧省恒仁縣境內(nèi)渾江干流下游位置，總庫容為0.98×108m3，總裝機(jī)容量84 MW，年發(fā)電量2.16×108kw·h，是一座兼顧防洪、灌溉、發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)保等綜合性水利工程。該水利樞紐主要由混凝土重力壩(最大壩高34 m)、引水發(fā)電系統(tǒng)組成，建設(shè)于2001年，2004年基本完工，總投資超過5.5億元。該水電站大壩混凝土澆筑量超過10萬 m3，共分有9段灌注區(qū)，存在8條接縫。

2 壩體接縫灌漿施工技術(shù)分析

2.1 壩體接縫灌漿分區(qū)及施工技術(shù)要求

2.1.1 接縫灌漿分區(qū)

在壩體混凝土灌注時(shí)，一般其每個(gè)分區(qū)的灌注高度不大于10 m，本工程高度取7 m；單個(gè)分區(qū)面積不大于100 m2，灌漿層累計(jì)灌漿面積不大于400 m2。本工程壩體實(shí)際灌漿分區(qū)詳見表1所示。

2.1.2 接縫灌漿施工技術(shù)要求

在接縫灌漿時(shí)要求壩體混凝土溫度不小于設(shè)計(jì)值14℃；接縫兩側(cè)的壩體混凝土凝固期不少于3個(gè)月；要求接縫的寬度大于0.5 mm。

2.2 灌漿系統(tǒng)組成及管路安裝

2.2.1 系統(tǒng)組成

本水電站工程接縫灌漿采用“塑料拔管法”進(jìn)行施工，其主要組成部分包括進(jìn)漿管、回漿管、升漿管、排氣管等。其中進(jìn)、回漿管規(guī)格為φ40 mm硬塑料管；升漿管為φ20 mm軟塑料充氣拔管；排氣管為φ32 mm硬塑料管，在整個(gè)管路的引出段為50 cm鋼管。

表1 某水電站大壩接縫灌漿分區(qū)表

2.2.2 管路安裝

管路安裝是保證接縫質(zhì)量的基礎(chǔ)，本工程按照以下程序進(jìn)行：(1)在后澆筑塊混凝土中埋設(shè)灌漿管路，之后在澆筑塊接縫處埋設(shè)半圓木條，要求木條平直、連續(xù)(見圖1和圖2)；(2)在拔管內(nèi)充氣24 h，充氣壓力在0.3～0.5 MPa，標(biāo)準(zhǔn)是拔管無法從接縫中拔出，且無漏氣現(xiàn)象；(3)對(duì)管路系統(tǒng)進(jìn)行通水檢查，水壓一般為灌漿壓力的80%[1]。

圖1 接縫灌漿管路布置

2.3 接縫灌漿施工技術(shù)分析

2.3.1 灌漿材料標(biāo)準(zhǔn)

本工程所用的灌漿材料為水泥漿液，標(biāo)準(zhǔn)為42.5級(jí)硅酸鹽水泥，要求其細(xì)度小于80 μm。本工程所用漿液的水灰比分為三個(gè)等級(jí)：2：1、1：1、0.5：1。在最初開始灌漿時(shí)采用2：1的水泥漿(注意：當(dāng)接縫面張開度大于2.0 mm時(shí)，此時(shí)選擇1：1或0.5：1的漿液作為最初灌漿用)；然后排氣管出漿后即可換為1：1的漿液；最后當(dāng)1：1的漿液其灌注量和縫面容積相等時(shí)可換作0.5：1的漿液，直至灌漿結(jié)束[2]。

本工程制備漿液采用0.5 m3高速攪拌機(jī)，灌漿機(jī)型號(hào)為110/60雙缸臥式，要求漿液從制備至灌注不超過5 h。

圖2 接縫灌漿管路布置剖面圖

2.3.2 灌漿施工

1)灌漿準(zhǔn)備。在正式灌注前需對(duì)接縫面浸泡和沖洗，要求對(duì)接縫面的充水浸泡時(shí)間不低于20 h。浸泡完成后對(duì)灌漿管路和接縫面利用風(fēng)和水進(jìn)行輪換沖洗，直到接縫內(nèi)無廢渣產(chǎn)生。

2)灌漿時(shí)間控制。本工程采用的灌漿順序?yàn)椤白韵露稀闹胁康絻砂丁?，灌漿的間歇要求按以下進(jìn)行：(1)本工程采用“逐區(qū)連續(xù)灌漿”形式施工，要求前一區(qū)的灌漿作業(yè)完成后不超過8h進(jìn)行下一區(qū)施工；(2)如果是同一壩縫，要求下一層灌區(qū)灌漿施工結(jié)束10 d之后再進(jìn)行上一層灌漿施工。如果上下層都適合灌漿作業(yè)，可以將間隔時(shí)間縮短到4 d以內(nèi)。

3)灌漿壓力控制。灌漿壓力是關(guān)系到接縫灌漿施工質(zhì)量的核心指標(biāo)之一，本工程將排氣管關(guān)口壓力作為灌漿壓力標(biāo)準(zhǔn)，要求其值在0.35～0.40 MPa之間。若在一些無壓重的部位，則要對(duì)灌漿壓力做適當(dāng)調(diào)整[3]。

4)接縫面增開度控制。本工程要求接縫面的增開度小于0.5 mm，而在壩體徑向移動(dòng)距離不大于3.0 mm。由于接縫灌區(qū)數(shù)量多，本工程只在部分區(qū)域內(nèi)安設(shè)了接縫張開度觀測(cè)儀進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，而其他區(qū)域由技術(shù)人員采用刻度放大鏡進(jìn)行實(shí)測(cè)。

2.3.3 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

本工程結(jié)束灌漿的標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)：(1)時(shí)刻監(jiān)測(cè)所有管口的出漿濃度，當(dāng)排氣管出漿濃度達(dá)到灌漿漿液的最大濃度；(2)排氣口壓力達(dá)到規(guī)定數(shù)值；(3)注入率小于0.5 L/min。滿足以上三個(gè)條件后在持續(xù)灌漿20 min后便可結(jié)束。此時(shí)注意：結(jié)束注漿時(shí)，必須要先關(guān)閉管路閥門，然后關(guān)閉注漿機(jī)[4]。

2.3.4 接縫灌漿質(zhì)量檢查

本工程在接縫灌漿完工6個(gè)月后對(duì)接縫質(zhì)量進(jìn)行“鑿槽抽檢”，鑿槽規(guī)格為長(zhǎng)×寬×高=0.15×0.25×0.25 m。經(jīng)檢查：本工程接縫灌漿結(jié)合緊密，與壩體粘結(jié)牢固，無裂紋孔洞現(xiàn)象，施工質(zhì)量合格率達(dá)到100%。

3 接縫灌漿問題處理措施

3.1 外漏問題處理

在通水檢查時(shí)如遇到外漏情況，可采用嵌縫堵漏法處理；若灌漿時(shí)出現(xiàn)外漏，可采取堵漏+加大漿液濃度或降低壓力等措施處理，但需注意絕不能間歇注漿[5]。

3.2 串通問題處理

為防止上下層灌區(qū)串通，最好的辦法是同時(shí)灌漿。但不具備條件時(shí)，可先灌下層，若發(fā)現(xiàn)上層出現(xiàn)串漿，則再引出一條灌漿管對(duì)其進(jìn)行施工。在這過程中以控制上層灌漿壓力為主，對(duì)下層壓力適當(dāng)調(diào)整即可。

3.3 管路堵塞問題處理

在灌漿前管路堵塞，利用手風(fēng)鉆在孔位外側(cè)位置打孔至堵塞位置下方，孔徑為40 mm，之后通水沖洗廢渣，之后在原縫面處引入同直徑導(dǎo)管并與回路上升管連接。在灌漿過程中如果管路堵塞，可打開所有閥門放漿，之后可適當(dāng)提高灌漿壓力；如果解決不了再把回漿管作為進(jìn)漿管[6]。

3.4 灌漿中斷處理

若灌漿作業(yè)因故中斷，為防止管路堵塞，應(yīng)及時(shí)打開各管路閥門，用清水將其沖洗干凈。在故障排除后，首先需要進(jìn)行壓水檢查，此時(shí)水壓與灌漿壓力一致。如果管路不暢則需進(jìn)一步排查堵塞點(diǎn)。

4 結(jié)語

接縫灌漿技術(shù)是目前水電站大壩常用的施工方式，雖然其施工量較小，但是其質(zhì)量好壞影響巨大。水庫蓄水后，越靠近壩底的水壓越大，如果接縫處存在滲漏，必然導(dǎo)致大壩整體穩(wěn)定性受影響。該水電站大壩接縫灌漿施工質(zhì)量良好，未發(fā)生滲漏現(xiàn)象，取得了較好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，也為以后類似的工程施工提供了一定的可參考經(jīng)驗(yàn)。

[1]邵增富，高英.構(gòu)皮灘水電站拱壩接縫灌漿施工技術(shù)[J].水電能源科學(xué).2009，(02)：36-39.

[2]潘忠義，董軍益，何見春.誘導(dǎo)縫和重復(fù)灌漿系統(tǒng)在接縫灌漿中的應(yīng)用[J].中國(guó)水能及電氣化.2014，(08)：57-60.

[3]黃輝，張豪磊，李武誠(chéng)，等.錦屏一級(jí)水電站大壩接縫灌漿施工工藝[J].水利水電技術(shù).2012，(11)：22-25.

[4]朱伯芳.關(guān)于拱壩接縫灌漿時(shí)間的探討[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào).2013，(09)：43-45.

[5]于付川.淺談水利工程中灌漿技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)水能及電氣化.2014，(11)：15-18.

[6]李錦嵐.滿天星水電站拱壩壩體接縫灌漿施工技術(shù)[J].湖南水利水電.2009，(12)：52-55.

2016-10-31

劉斌(1983-)，男，遼寧大連人，工程師，主要從事水情信息監(jiān)測(cè)等工作。

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