李秋光，張?jiān)祝_艷麗，金新鋒

（1.河南省白沙水庫(kù)運(yùn)行中心，河南 許昌 461000；2.河南恒禹水利工程有限公司，河南 信陽(yáng)464000；3.虞城縣水利局，河南 虞城 476300）

0 引言

白沙水庫(kù)位于淮河流域潁河上游，是一座以防洪為主，兼顧灌溉、工業(yè)供水、旅游等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。白沙水庫(kù)溢洪道于1953 年8 月建成，2003 年除險(xiǎn)加固時(shí)改造修筑，2006 年建成投用。溢洪道堰頂高程為222.00 m，設(shè)五孔9.50 m×12.00 m（高×寬）弧形鋼閘門，最大泄洪能力為5 922 m3/s。2021 年7 月20 日河南北部發(fā)生特大暴雨，白沙水庫(kù)作為重要的防洪水庫(kù)，溢洪道于2021年7月經(jīng)歷了自建成以來(lái)第一次泄洪，泄洪流量200 m3/s，持續(xù)61 h。完成泄洪任務(wù)后，在堰體表面發(fā)現(xiàn)多處裂縫，并從裂縫中向外滲水。

1 滲水原因分析及危害

白沙水庫(kù)溢洪道堰體由一期C15混凝土堰體和二期800 mm厚鋼筋混凝土面層組成，詳見(jiàn)圖1。停止泄洪后，溢洪道堰體滲水情況，詳見(jiàn)圖2。

圖1 溢洪道堰體縱剖面圖

圖2 溢洪道堰體滲水情況圖

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)裂縫滲流情況進(jìn)行勘查后發(fā)現(xiàn)，滲流清澈不渾濁，無(wú)沙石顆粒帶出。隨水庫(kù)水位下降，滲流流速降低，滲流量減少，水庫(kù)水位降至222 m時(shí)所有裂縫均不再滲流。①一期混凝土和二期混凝土中間接縫處存在空腔，庫(kù)水位高于接縫面時(shí)，受水壓影響，水進(jìn)入空腔內(nèi)。②二期混凝土存在貫穿裂縫，水庫(kù)、空腔和裂縫之間形成水通道；當(dāng)庫(kù)水位升高超過(guò)堰頂高程（222 m）時(shí)，水受壓力影響就會(huì)從二期混凝土貫穿裂縫處滲出。③裂縫危害：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查。滲流水體較清，無(wú)砂石顆粒帶出，可以判斷堰體混凝土結(jié)構(gòu)性沒(méi)有問(wèn)題。但是，形成的滲流通道內(nèi)水和空氣會(huì)使二期鋼筋混凝土中的鋼筋銹蝕，且裂縫沿橫斷面方向發(fā)展，不予處理的話會(huì)出現(xiàn)鋼筋斷裂，二期鋼筋混凝土面層結(jié)構(gòu)完整性受損繼而影響到整個(gè)溢洪道的安全。

2 處理方案

處理的中心思想為“堵住進(jìn)口、封住出口”，要想做到這一點(diǎn)兒，需要從下面兩個(gè)方面入手。①空腔處理：采用純水泥漿鉆孔灌漿處理，利用水泥漿填充空腔，堵住滲水進(jìn)水通道。②裂縫處理：對(duì)裂縫進(jìn)行處理，密封后向縫內(nèi)灌入環(huán)氧樹(shù)脂溶液，堵住出水通道。③處理過(guò)程：秉承著先處理空腔，后處理裂縫的原則；先用分子相對(duì)較大的水泥漿，經(jīng)鉆孔灌注處理空腔，再用分子較小的環(huán)氧樹(shù)脂溶液經(jīng)注漿孔灌注處理裂縫。因?yàn)榭涨豢臻g較大，先利用水泥漿將大空間填充密實(shí)，再用環(huán)氧樹(shù)脂溶液填充水泥漿進(jìn)入不了的小縫隙，最終達(dá)到處理效果。具體過(guò)程如下：

3.1 空腔處理過(guò)程

3.1.1 布孔

先放樣布孔，布置3排孔，排距1.50 m，孔距1.50 m，注漿孔直徑5 cm，孔深2 m，鉆孔按梅花形布設(shè)。布設(shè)時(shí)必須避開(kāi)止水。

3.1.2 制漿

漿液采用P.042.5 普通硅酸鹽水泥制漿，水灰比0.40～0.60。

制漿前先對(duì)制漿桶容積進(jìn)行校核，校核容量為100 L，在40 和60 L 位置做好標(biāo)記。先向桶內(nèi)加入60 L 的水，然后加入100 kg 的水泥，用手鉆機(jī)快速攪拌，攪拌時(shí)長(zhǎng)2-3 min，漿液均勻無(wú)大顆粒狀。制備的漿液性能指標(biāo)為：流動(dòng)度不大于17s，初凝時(shí)間大于或等于30 min，終凝時(shí)間不大于400 min，泌水率不大于0.40%。

3.1.3 灌漿

正式灌漿前做灌漿試驗(yàn)，經(jīng)灌漿試驗(yàn)確定灌漿壓力采用0.30～0.60 MPa。固定好灌漿口，灌漿口周邊與混凝土接縫處采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行封堵，防止漏漿。灌漿口由下向上依次安裝泄壓閥、壓力表、進(jìn)漿閥。

正式灌漿時(shí)，關(guān)閉泄壓閥，打開(kāi)進(jìn)漿閥，先向孔內(nèi)灌入清水，當(dāng)灌注壓力達(dá)到0.60 MPa 時(shí)穩(wěn)壓5 min。然后打開(kāi)泄壓閥排出管道內(nèi)清水，向孔內(nèi)灌入水灰比0.60的水泥漿，當(dāng)泄壓口流出漿液與灌入漿液基本一致時(shí)關(guān)閉泄壓閥，增加灌漿壓力至0.30 MPa，穩(wěn)壓5 min，根據(jù)吃漿量調(diào)整灌入漿液水灰比和灌漿壓力，不再吃漿時(shí)延續(xù)灌漿10 min后停止灌漿。灌漿完成后，待孔口漿液固化，清除多余水，待干凈、干燥后用環(huán)氧膠泥進(jìn)行封孔。

排序按照先下游排孔，再上游排孔，最后中間排孔進(jìn)行?？仔蚍謨尚颉?/p>

3.1.4 檢驗(yàn)根據(jù)《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》要求，考慮到溢洪道為主要建筑物不適宜采用取芯檢查的方法，故而采用檢查孔注漿（單孔）的方法對(duì)灌漿效果進(jìn)行檢驗(yàn)。在三排注漿孔中間打檢查孔，向孔內(nèi)注入水灰比為2的水泥漿，壓力0.60 MPa，初始十分鐘內(nèi)注入漿液量不大于10 L為合格。經(jīng)檢查，注入漿液量由左至右分別為7.40、6.80、5.30、7.80、6.40 L。檢驗(yàn)結(jié)果均合格。

3.2 裂縫處理過(guò)程

3.2.1 裂縫檢測(cè)

在庫(kù)水位下降至具備施工條件時(shí)，組織專業(yè)人員利用RSM-SY7基樁多跨孔超聲波自動(dòng)循環(huán)儀、ZBL-F120裂縫寬度觀測(cè)儀、HC-GY61T一體式鋼筋掃描儀對(duì)溢洪道裂縫的深度和寬度進(jìn)行檢測(cè)。共計(jì)檢測(cè)裂縫93條，均為貫穿裂縫，分布在五孔堰體上。裂縫寬度0.20～1.50 mm。

3.2.2 裂縫處理

經(jīng)檢測(cè)結(jié)果確定，二期混凝土存在至少93 條貫穿裂縫。由于檢測(cè)儀器可探測(cè)深度問(wèn)題，為達(dá)到預(yù)期防治效果，故所有裂縫均按完全貫穿縫處理。①延裂縫發(fā)展方向用合金片切割成“V”形槽，再用空壓機(jī)接高壓氣槍將槽內(nèi)浮渣清出，然后用脫氧棉蘸丙酮在槽內(nèi)反復(fù)擦拭直至干凈無(wú)粉塵，將調(diào)配好的環(huán)氧樹(shù)脂膠泥用刮刀將“V”形槽刮填密實(shí)，待膠泥固化后，將裂縫表面打磨平整。②依次使用50、80、100 cm長(zhǎng)鉆頭延裂縫兩側(cè)呈30°斜角向裂縫方向斜向下鉆孔，確?？椎琅c裂縫相交。采用空壓機(jī)接高壓氣槍將孔內(nèi)灰塵清出，在孔口粘貼灌漿片。③對(duì)注膠孔進(jìn)行密封性檢查，利用空壓機(jī)加壓，達(dá)到灌漿壓力后壓力穩(wěn)定，視為密封性合格即可灌漿。灌漿按照從下向上，從裂縫一端向另一端依次灌注。灌漿壓力0.20～0.50 MPa，由小至大依次加壓，灌漿至下一個(gè)灌漿咀穩(wěn)定出漿時(shí)關(guān)閉進(jìn)漿閥。如果灌漿壓力持續(xù)增加至0.50 MPa 吃漿量極少或者不進(jìn)漿時(shí)，認(rèn)為該注漿孔沒(méi)有和裂縫相交，應(yīng)重新研判裂縫方向，重新打孔重復(fù)上述操作，直至可以正常灌漿。灌注結(jié)構(gòu)膠采用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥現(xiàn)場(chǎng)配置，隨配隨用，配置超過(guò)2 h未使用的結(jié)構(gòu)膠做無(wú)公害處理不再使用。注膠完成后，拆除灌漿垢并用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥密封后打磨光滑。④利用RSM-SY7基樁多跨孔超聲波自動(dòng)循環(huán)儀，對(duì)裂縫處理前后波速進(jìn)行對(duì)比。處理前波速在1 667～3 448 m/s，處理后每條裂縫處的平均波速在3 626～3 876 m/s，無(wú)裂縫混凝土波速為3 876 m/s。通過(guò)對(duì)比，處理后的波速明顯比處理前的波速增大，并且處理后的波速接近無(wú)裂縫混凝土的波速，說(shuō)明裂縫處理的效果明顯，混凝土裂縫已處理修復(fù)，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)簡(jiǎn)要分析白沙水庫(kù)溢洪道堰體裂縫形成的原因和裂縫所帶來(lái)的危害，并結(jié)合工程實(shí)際闡述溢洪道堰體裂縫的處理過(guò)程，經(jīng)過(guò)一系列的處理，白沙水庫(kù)溢洪道堰體恢復(fù)了結(jié)構(gòu)整體性，達(dá)到了較好的防滲效果。