(中國(guó)人民武裝警察部隊(duì) 水電第三支隊(duì)，廣西 南寧 530222)

1 工程背景

沙沱水電站位于烏江干流，貴州省沿河縣城上游約7 km處，距烏江口河道250.5 km。樞紐由碾壓混凝土重力壩、壩身溢流表孔、左岸引水壩段、壩后廠房及右岸垂直升船機(jī)等建筑物組成。攔河大壩為全斷面碾壓混凝土重力壩，壩頂高程371 m，河床最低建基面高程260 m，最大壩高101 m，基礎(chǔ)最寬處73.125 m，壩頂寬10 m。從左到右依次為左岸擋水壩段、廠房取水口壩段、電梯井壩段、溢流壩段、通航建筑物壩段和右岸擋水壩段。

2 滲水產(chǎn)生過程

右岸擋水壩段壩體為碾壓混凝土，包括14～16號(hào)壩段。根據(jù)施工安排，14，15號(hào)壩段于2010年1月10日澆筑至340 m高程后暫停施工，直至2010年10月30日恢復(fù)澆筑，340 m高程層面施工停歇約10個(gè)月。沙沱大壩于2013年4月下閘蓄水，蓄水后壩體運(yùn)行正常。2013年9月以后發(fā)現(xiàn)14～16號(hào)壩段下游壩面340 m高程開始出現(xiàn)少量滲水。

3 處理過程

為保證大壩安全，采用壓水試驗(yàn)、鉆孔取芯、孔內(nèi)錄像等措施排查了340 m高程層面結(jié)合情況。先后采取普通水泥灌漿、超細(xì)水泥灌漿和化學(xué)灌漿等方法進(jìn)行處理，最終解決了滲水問題。

3.1 探 查

依據(jù)壩體上、下游面滲水情況，在壩頂有針對(duì)性地布設(shè)了6個(gè)檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)檢查。檢查孔深入老混凝土1 m(至339 m高程)。檢查結(jié)果表明：340 m高程新老混凝土縫面滲水范圍進(jìn)一步擴(kuò)大且滲水明顯。具體滲水范圍：壩后為壩橫0+510.0～0+557.0、壩橫0+501.0～0+505.0；壩前為壩橫0+512.0～0+556.0。

根據(jù)壓水檢查出現(xiàn)的340 m高程接縫滲水加劇情況，決定采取鉆孔取芯和孔內(nèi)錄像措施，進(jìn)一步查明340 m高程碾壓混凝土層間結(jié)合情況，為后續(xù)制定處理方案提供依據(jù)。在壩頂布設(shè)了10個(gè)取芯孔，取芯孔深入老混凝土1 m。

從芯樣情況來看，340 m高程以上芯樣骨料分布均勻，結(jié)合致密。新老混凝土水平施工縫均在340 m高程斷開，表明340 m高程碾壓混凝土層面出現(xiàn)了新老混凝土水平施工縫層間結(jié)合問題?？變?nèi)錄像的結(jié)果與芯樣反映的情況一致。

經(jīng)設(shè)計(jì)單位復(fù)核認(rèn)為，施工時(shí)對(duì)老混凝土面進(jìn)行了鑿毛處理，層間摩擦系數(shù)有一定富余，作用水頭較小，上部壩體基本滿足抗滑穩(wěn)定要求，大壩不受影響。但是如果滲水長(zhǎng)期作用，混凝土?xí)龀鲡}化物且伴有游離物產(chǎn)生，大壩混凝土受到侵蝕，降低層面抗滑穩(wěn)定參數(shù)，存在長(zhǎng)期運(yùn)行安全隱患。因此，需進(jìn)行滲水堵漏處理。

3.2 第一次處理

根據(jù)滲水情況及排查結(jié)果，決定于2013年年底至2014年年初，在低溫季節(jié)采取普通水泥灌漿處理方案進(jìn)行處理。

(1)灌漿孔布置。在壩頂沿壩體防滲區(qū)內(nèi)邊緣鉆一排灌漿孔，孔距1.5 m，鉆孔孔徑75 mm，孔深穿過薄弱面150 cm。

(2)普通水泥灌漿。采用一泵一孔，單孔孔口封閉，孔內(nèi)循環(huán)式灌漿工藝。灌漿壓力初設(shè)為0.3 MPa，灌漿過程中逐級(jí)提升灌漿壓力，最大上限壓力為 0.5 MPa。

(3)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)壓力下，不吸漿，繼續(xù)灌注30 min即可結(jié)束，并閉漿2 h以上。

普通水泥灌漿后起到了一定的防滲效果，滲水量減少，但仍有滲漏。

3.3 第二次處理

2014年10月份以后，再次出現(xiàn)明顯滲水現(xiàn)象，建設(shè)單位決定采用超細(xì)水泥灌漿處理。具體處理過程與普通水泥灌漿相似，處理后滲水情況得到較大改善，但壩后部分部位仍有滲漏現(xiàn)象。

3.4 第三次處理

針對(duì)壩后滲漏部位，根據(jù)孔內(nèi)錄像資料分析認(rèn)為，340 m高程混凝土結(jié)合面沒有明顯層面裂縫和集中滲漏點(diǎn)，裂縫張度較小，先后兩次采用普通水泥灌漿和超細(xì)水泥灌漿均不能完全封堵滲漏通道，需選用強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)、收縮小、對(duì)細(xì)小裂縫滲入能力強(qiáng)的灌漿材料進(jìn)行灌漿。2015年初對(duì)340 m高程層面進(jìn)行第三次處理，采取上游側(cè)從壩頂進(jìn)行化學(xué)灌漿、下游側(cè)在340 m高程滲水點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)灌漿處理的方案。

(1)灌漿孔布置。在壩頂沿壩體防滲區(qū)內(nèi)邊緣鉆一排灌漿孔，孔距1.5 m，孔深以穿過薄弱面150 cm為準(zhǔn)?；喽螢閺目椎字?40 m高程薄弱面以上50 cm，該段化學(xué)灌漿在340.5 m高程以上需采取加塞封閉，防止化學(xué)漿液進(jìn)入340.5 m高程以上孔內(nèi)。

(2)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。層面處壓力不大于0.3 MPa，不吸漿，繼續(xù)灌注30 min即可結(jié)束，并閉漿2 h以上。

(1)裂縫描述。通過現(xiàn)場(chǎng)勘查，在性狀描述圖上標(biāo)注裂縫產(chǎn)狀、走向、坐標(biāo)、裂縫長(zhǎng)度、縫口張開度、是否滲漏水和縫口有無鈣化物等。

(2)刻槽。人工刻槽，槽成燕尾型，范圍沿裂縫兩端各延伸1 m。

(3)洗槽。用潔凈的壓力水將槽內(nèi)粉末、碎屑沖洗干凈。

(4)注漿管安裝。每隔0.25 m安裝1根注漿管，管長(zhǎng)0.35 m，外露約0.2 m。

(5)封縫處理。待灌漿管安裝完畢后對(duì)縫口進(jìn)行封縫處理，以裂縫為中線用M30環(huán)氧砂漿進(jìn)行封縫。

(6)化學(xué)灌漿。灌漿順序：自下而上、從低往高、從一端往另一端；漿材選用CW改性環(huán)氧灌漿材料；灌漿壓力初設(shè)為0.3 MPa，灌漿過程中逐級(jí)提升灌漿壓力，最大上限壓力為0.5 MPa；當(dāng)最后灌漿孔吸漿量小于1 mL/min時(shí)，繼續(xù)灌注30 min，即可結(jié)束，并閉漿2 h以上。

(7)灌后處理。灌漿完成5 d后，切除灌漿管，打磨光滑，沿縫兩側(cè)貼防污帶。

經(jīng)過普通水泥灌漿、超細(xì)水泥灌漿、化學(xué)灌漿等措施處理，340 m高程層面滲水得到控制，保證了壩體運(yùn)行安全。

4 成因分析

14號(hào)壩段340 m高程以上碾壓混凝土澆筑之前，在340 m高程壩面采取鉆孔取芯方式檢查了340 m高程以下大壩的質(zhì)量情況。14號(hào)壩段共布置2個(gè)取芯孔，孔深分別為38.40 m和51.28 m，碾壓混凝土芯樣獲得率達(dá)99.9%以上，芯樣最大長(zhǎng)度分別為17.08 m和15.35 m，當(dāng)時(shí)芯樣最大長(zhǎng)度居國(guó)內(nèi)同類壩型之首。同時(shí)，在15號(hào)壩段布置1個(gè)取芯孔，孔深17.0 m，碾壓混凝土芯樣獲得率達(dá)99%以上，芯樣最大長(zhǎng)度10.1 m。14，15號(hào)壩段340 m高程以下碾壓混凝土芯樣整體表面光滑致密，結(jié)構(gòu)密實(shí)，骨料分布均勻，膠結(jié)情況良好，層縫面無折裂。說明340 m高程以下碾壓混凝土質(zhì)量滿足要求。

對(duì)340 m高程以上碾壓混凝土鉆孔取芯檢查表明，芯樣結(jié)構(gòu)密實(shí)，骨料分布均勻，膠結(jié)情況良好，層間結(jié)合面無折裂現(xiàn)象，說明340 m高程以上碾壓混凝土施工質(zhì)量滿足要求。

2010年10月，14，15號(hào)壩段340 m高程混凝土復(fù)工時(shí)，參建各方對(duì)高程340 m的層面處理都非常重視，采取了老混凝土面鑿毛、攤鋪砂漿、鋪設(shè)膨脹止水條等措施。340 m高程的層面處理滿足規(guī)范要求，低溫季節(jié)出現(xiàn)滲水問題，并非因?qū)用嫣幚碣|(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)所致。

經(jīng)施工單位、監(jiān)理工程師、設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位多次探討認(rèn)為，340 m高程碾壓混凝土層面出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，主要原因是上部新混凝土自身體積變形和干縮相對(duì)較大(下部老混凝土變形已趨穩(wěn)定，上、下層混凝土齡期相隔1 a左右，屬上部新澆混凝土的強(qiáng)約束區(qū))。同時(shí)，340 m高程上部壩體結(jié)構(gòu)相對(duì)單薄，壩體溫度變化對(duì)外界溫度較為敏感，溫度變化引起的壩體變形相對(duì)較大。特別是蓄水初期水庫(kù)水溫引起上部壩體降溫明顯，溫度變化引起的壩體變形相對(duì)較大。因此，新老混凝土以上的變形差引起層間結(jié)合出現(xiàn)薄弱面，在水壓力作用下，形成滲水通道并不斷發(fā)展。

5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

5.1 提高層面處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于新老混凝土結(jié)合，長(zhǎng)間歇，冷升層，老混凝土層面處理問題，現(xiàn)行混凝土規(guī)范中沒有明確的要求及具體處理措施，常規(guī)處理方法難以保證層間結(jié)合。

在沙沱水電站，13號(hào)壩段由于施工導(dǎo)流需要作為預(yù)留過流缺口，2008年施工至297 m高程后暫停施工。根據(jù)施工進(jìn)度，2012年10月恢復(fù)施工，進(jìn)行缺口封堵。297 m高程層面碾壓混凝土間歇達(dá)3 a之久，對(duì)于13號(hào)壩段新老混凝土結(jié)合問題，采取了一系列技術(shù)處理措施： 對(duì)13號(hào)壩段297 m高程老混凝土面進(jìn)行鑿毛處理，并加大鑿毛粗糙度。 在297 m高程距離上游面50 cm和100 cm處各增設(shè)1道膨脹止水條及1道爬山虎止水銅片，距離下游面50 cm處增設(shè)1道膨脹止水條。 增設(shè)二級(jí)配變態(tài)混凝土過渡層。

13號(hào)壩段碾壓混凝土施工完成后，鉆孔取芯的芯樣骨料分布均勻，結(jié)合致密，297 m高程層間結(jié)合良好，蓄水至今沒有出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

5.2 及時(shí)采用恰當(dāng)?shù)拇胧?/h3>

發(fā)現(xiàn)滲水后，雖然參建各方都很重視，及時(shí)排查分析原因，采取處理措施，但并未達(dá)到最好的效果。建設(shè)單位首先決定采用普通水泥灌漿方案，因?yàn)?40 m層面裂隙很小，普通水泥灌漿效果不佳，第二年低溫季節(jié)又出現(xiàn)滲水。再采用超細(xì)水泥灌漿，也未取得預(yù)期效果。直到第三次采用化學(xué)灌漿才徹底解決滲水問題。長(zhǎng)時(shí)間的滲水作用將對(duì)壩體安全產(chǎn)生一定不良影響。如果發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象當(dāng)初就采用化學(xué)灌漿的方法處理，則可以降低滲水對(duì)大壩壩體的破壞性。

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