芻議水庫溢洪道混凝土結(jié)構(gòu)裂縫化學灌漿施工

1、芻議水庫溢洪道混凝土結(jié)構(gòu)裂縫化學灌漿施工賈毅赟龔贛生【摘要】水利工程是農(nóng)林、畜牧、工業(yè)的基礎，同時也是和諧社會經(jīng)濟發(fā)展的必然保障。而溢洪道是水利工程的重要組成部分，由于施工工藝以及混凝土工程的天然弊端，使用一定時期的溢洪道勢必會出現(xiàn)情況不一的裂縫。通過近些年的施工實踐與維護體系優(yōu)化，內(nèi)部化學灌漿是一種高效的處置方法。該方法主要應用水溶性有機材料對裂縫表面進行封堵，并通過內(nèi)部高壓灌漿的方式來填補內(nèi)部裂縫。此種施工方式不僅能夠填補裂縫，保障混凝土工程完整性，避免后續(xù)裂縫擴大；還能夠通過內(nèi)部灌漿的粘合性提高整體工程應力，相對延長溢洪道的使用壽命與效果。本文以此為基礎對水庫溢洪道混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的特征與

2、產(chǎn)生原因進行探究，并結(jié)合化學灌漿的施工特點，探究其在具體施工過程中的要點。希望通過本文的研究能夠為今后的相關施工體系建設提供必要的理論基礎與實踐指導?！娟P鍵詞】水庫；溢洪道；結(jié)構(gòu)裂縫；化學灌漿引言水庫溢洪道擔負著水庫溢洪的重要責任，是關乎水庫安全的根本保障。從建設要求來講，其應該屬于永久性次要建筑物，需要達到較高的施工標準。從使用條件來講，其處于飽水、干旱頻繁交替的建筑環(huán)節(jié)。因此，對于混凝土施工工藝以及后續(xù)維護的要求更高。從施工以及使用實踐的角度來分析，溢洪道的混凝土裂縫不可避免，同時存在著諸如裂縫規(guī)模大、數(shù)量多、出現(xiàn)早等特征。如果不進行及時的處置與維護，容易形成溢洪道整體質(zhì)量的下降，進而威脅

3、水庫的整體安全與使用效果。在這樣的背景下，國內(nèi)外學者展開了廣泛的研究，現(xiàn)階段表面封堵、內(nèi)部化學灌注以及基礎維護等手段成為了研究的重點與實踐應用較為常見的裂縫處置手段。在上述的三種手段與方式中，化學灌注是一種效率較高、效能較強的施工方式。其主要是應用水溶性有機溶劑對表面裂縫進行封堵，與此同時采用內(nèi)部高壓灌漿技術(shù)對內(nèi)部裂縫進行填補。此種施工模式一方面能夠降低裂縫帶來的危害，防止裂縫的擴張，進而避免更為嚴重的水庫溢洪道損傷的出現(xiàn)；另一方面則能夠使得混凝土結(jié)構(gòu)形成一個整體，進一步增加整體應力的水平1、溢洪道裂縫特性及其危害溢洪道裂縫一般出現(xiàn)在主體工程投入使用后的一年內(nèi)，一旦裂縫出現(xiàn)則存在體系性、多發(fā)性

4、以及拓展性等基本特性。所謂的體系性則是指裂縫的出現(xiàn)往往以一個區(qū)域或者一個工段為基本單元，即裂縫一般不單獨出現(xiàn)，尤其是微波遙感技術(shù)探查發(fā)現(xiàn)部分裂縫內(nèi)部存在明顯的聯(lián)通，即裂縫出現(xiàn)為體系性的。這為后續(xù)的裂縫填補提出了挑戰(zhàn)；所謂的多發(fā)性則是指裂縫不能完全的避免，根據(jù)不同的施工工藝以及施工沉降系數(shù)會存在一定的多發(fā)期。尤其是在飽水與干旱交替的過程中，裂縫的數(shù)量會呈現(xiàn)出顯著的增加趨勢，從1 條裂縫到 10 條裂縫需要的時間大概是從10 條裂縫到 100 條裂縫的 5 倍；所謂的拓展性是指裂縫得不到及時處理的前提下，則容易造成更為嚴重的影響。裂縫的存在對于溢洪道的后續(xù)使用與壽命的危害是十分巨大的。一方面，裂縫

5、會通過滲水、沖擊等方式破壞溢洪道的防滲功能，進而使得壩底主體部分的土壤固話失效，進而造成更大面積與強度的沉降，威脅整體的施工安全；另一方面裂縫如果得不到及時的處理會形成局部的開裂甚至是斷裂，進而破壞溢洪道的整體應力屬性，降低了工程的使用壽命。此外，溢洪道是水利工程以及水庫安全的重要保障，當溢洪道損壞或者失效時會對水庫的整體安全造成影響，甚至形成氣象災害。2、溢洪道裂縫成因分析及處理原則溢洪道工程受到氣象條件的影響相對較大，氣溫低，較大的內(nèi)外溫差，老混凝土對新混凝土較大的約束作用形成裂縫。施工時，某些部位老混凝土表面處理不夠細致。個別發(fā)生凍融破壞及有少量剝蝕顆粒淤積的部位老混凝土表面未清除干凈，

6、致使該處新澆混凝土與老混凝土結(jié)合不好，出現(xiàn)明顯內(nèi)部缺陷，冬季工況下該部位含水，容易發(fā)生凍脹破壞，凍脹力可以導致上層混凝土出現(xiàn)凍脹裂縫。地表的不遵從沉降也是造成溢洪道裂縫產(chǎn)生的根本原因。不同的施工工藝與工段受到地表加固作業(yè)的影響，會形成不同的沉降系數(shù)，而不同的沉降系數(shù)會使得不同施工階段的溢洪道沉降比例不同，進而內(nèi)部應力方向會造成混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部撕裂。這是產(chǎn)生裂縫的根本因素之一。在具體裂縫處理過程中，根據(jù)裂縫成因分析確定采用裂縫內(nèi)部化學灌漿的方法封堵裂縫。灌漿材料以水溶性聚氨酯材料為主，開口寬度大于0.5mm且連續(xù)長度超過 3m的裂縫采用快硬材料表面封堵，打斜孔灌漿的方法施工；其他裂縫采用表面不封

7、縫，打斜孔灌漿的方法施工。正式灌漿前進行生產(chǎn)性灌漿試驗，以便確定最后的灌漿工藝和參數(shù)。裂縫處理符合以下原則：（1）處理方案必須能夠適應各種復雜工況，能夠適應該地區(qū)的冷熱溫度變化，適應凍融及凍脹環(huán)境。（ 2）通過該水庫水文資料及水庫調(diào)度運用原則分析，應在低水位運行期間進行修補處理。處理時間要結(jié)合水庫調(diào)度運用的實際進行合理安排，力求將所 有裂縫一次性修補完畢。（3）根據(jù)裂縫的成因分析，裂縫應按“活縫”處理， 灌漿材料要具有柔性。（4）上游面應做相應防滲處理及混凝土表面防護，斷絕滲水通道。（ 5）結(jié)合探地雷達檢測結(jié)果，對個別新老結(jié)合面出現(xiàn)的明顯缺陷進行層間灌漿。（ 6）裂縫處理方案總體按自下而上的灌

8、漿原則，使用化學灌漿機，采用小流量、低壓慢灌的原則。3、化學灌漿工藝流程及要求化學灌漿主要是指通過水溶性有機物對灌漿區(qū)域進行裂縫的表面封堵，后續(xù)通過內(nèi)部灌漿的方式對裂縫進行完整修復。在施工的過程中也同樣根據(jù)上述的兩個階段節(jié)點來進行。在表面封堵的過程中：主要通過表面篩查來確定裂縫的位置，尺寸。并進一步通過超聲檢驗技術(shù)來探究內(nèi)部裂縫的形態(tài)。此后通過水溶性有機物對上述裂縫的表面進行封堵，為后續(xù)灌漿過程中的內(nèi)部壓力控制形成良好條件。此外，在外部封堵的過程中還應該同時對灌漿打孔進行規(guī)劃，采用預留灌漿孔的方式來予以實現(xiàn)。在內(nèi)部灌漿的過程中：主要分為漿液配置、高壓灌注、維護、表面清理等四個環(huán)節(jié)。按照工程實際

9、來確定灌漿的配伍，尤其是水灰比的配置要求需要格外注意。在實際的灌漿過程中，要求孔徑：12-20mm；鉆孔深度根據(jù)灌漿位點進行確定，一般不超過50cm；鉆孔間距應該在20-60cm 之間，過近的鉆孔間距會造成后續(xù)裂痕的形成；灌漿壓力控制在0.3-0.5MPa 之間，以外部封堵不過壓為主要判斷依據(jù)；穩(wěn)壓時間為10-30min 。維護：在維護階段主要是通過靜壓與靜置的方式來使得混凝土灌漿在裂縫內(nèi)部凝結(jié)，并行成良好的整體應力水平。根據(jù)相關工程實踐，維護實踐一般在12h 作用，該過程應該避免陽光的直曬與水分的侵擾。主體施工完成后，需要對外部封堵部分進行清理，并再次采用混凝土泥 漿封堵的方式進行二次封堵，已達到更好的裂縫整體修補效果。同時，我們需 要注意表面的平整度與平滑度，避免由于混凝土結(jié)構(gòu)的突起而在溢洪道實際使 用的過程中造成更大的沖刷應力，促使表面封堵的加速老化。通過上述的分析與處置我們能夠有效的在水庫溢洪道混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的化學灌漿中找到適宜的方式來避免其裂縫對于整體工程質(zhì)量的影響。參考文獻蘇煒煥，周學國，楊毅 . 化學灌漿技術(shù)在遼寧某水庫溢洪道混凝土