藺河口碾壓混凝土拱壩水平層間縫的綜合處理

藺河口碾壓混凝土拱壩水平層間縫的綜合處理1概述陜西藺河口水電站位于位于陜西省嵐皋縣境內(nèi)，電站總裝機(jī)72MW，大壩樞紐工程為碾壓混凝土雙曲拱壩，最大壩高96.5m，壩底寬度為27.2m，壩頂高程515m，壩頂弧長(zhǎng)為311m。大壩碾壓混凝土于2001年12月23日開(kāi)始施工，采用通倉(cāng)、薄層碾壓（攤鋪厚度34cm，碾壓厚度30cm）、連續(xù)上升法澆筑，至2003年6月25日完成全部碾壓混凝土澆筑并于同年10月27日下閘蓄水。2004年5月1日該電站開(kāi)始發(fā)電。2002年8月，在大壩右拱圈側(cè)455.1m高程壩面上發(fā)現(xiàn)一條水平裂縫，經(jīng)壓水試驗(yàn)與取芯檢查，表明水平裂縫位于大壩第11碾壓升層（EL452.7m~EL455.7m）的第8、9碾壓層面之間，上下游壩面裂縫在壓水檢查時(shí)存在連通現(xiàn)象，可以初步判斷該裂縫為水平貫穿性層間裂縫。經(jīng)參建各方的檢查研究并聽(tīng)取有關(guān)專(zhuān)家的咨詢(xún)意見(jiàn)后，先后兩次對(duì)該層面水平裂縫進(jìn)行了以化學(xué)灌漿和壩上游面嵌縫防滲封堵為主，錨筋樁加固為輔的綜合處理。該裂縫經(jīng)過(guò)處理后，壓水檢查成果、壩體初期蓄水和一年來(lái)的發(fā)電運(yùn)行檢驗(yàn)表明綜合處理效果明顯，從而保證了壩體的運(yùn)行安全，同時(shí)也為其他碾壓混凝土壩的施工及類(lèi)似裂縫的處理提供了有價(jià)值的參考。2水平縫的發(fā)展過(guò)程及其成因探討2.1水平縫的發(fā)展過(guò)程2002年8月8日發(fā)現(xiàn)大壩右拱圈側(cè)上游面有一條水平裂縫（可能在此之前已出現(xiàn)，但未及時(shí)發(fā)現(xiàn)），對(duì)現(xiàn)場(chǎng)查看，發(fā)現(xiàn)下游面相應(yīng)高程也有水平裂縫，水平裂縫縫的表面有氫氧化鈣溶出物。經(jīng)測(cè)量，上游面裂縫平均高程EL455.1m，下游面裂縫平均高程EL455.26m。2002年8月16日進(jìn)行壓水試驗(yàn)，裂縫滲水情況表明：上、下游壩面的水平裂縫均出現(xiàn)滲水，局部還有小股纖細(xì)水流噴射；此時(shí)，大壩上游壩面水平裂縫長(zhǎng)約40m，下游壩面水平裂縫長(zhǎng)約20m，最大裂縫寬度小于0.3mm。第一次裂縫化灌處理后，2002年10月21日發(fā)現(xiàn)水平裂縫局部仍有滲水現(xiàn)象，并且在進(jìn)一步向拱冠方向擴(kuò)展，第一次化灌未能取得預(yù)期的效果。2002年11月20日開(kāi)始第二次裂縫處理，在鉆孔施工過(guò)程中，尤其是在對(duì)化灌孔進(jìn)行壓風(fēng)趕水時(shí)，裂縫進(jìn)一步向拱冠方向發(fā)展。經(jīng)測(cè)量，上游面EL455.1m水平裂縫從右壩肩延伸至距拱冠（4#誘導(dǎo)縫）19.95m處（如圖1所示），下游面EL455.26m水平裂縫從右壩肩延伸至距拱冠28.6m處，裂縫面積約1000m2，這樣大面積的水平裂縫在國(guó)內(nèi)外碾壓混凝土工程中都是罕見(jiàn)的，處理難度相對(duì)大。誠(chéng)圖矩1忙危藺河口碾途壓混凝土族壩的上游放面視圖2.2水平層間裂縫成因初探根據(jù)施工單位試驗(yàn)室和業(yè)主試驗(yàn)室的檢測(cè)結(jié)果及監(jiān)理工程師旁站記錄，從原材料到現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量、碾壓混凝土物理力學(xué)指標(biāo)以及取芯查結(jié)果表明，第11升層的RCC本體質(zhì)量與其它升層并無(wú)顯著性差異，且能滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，第8、9碾壓層的層間間隔時(shí)間也滿足施工規(guī)范（DL/T5112-2000）要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，從2002年5月6日至10日，在澆筑第11升層的碾壓混凝土?xí)r，埋設(shè)的PVC冷卻水管曾多次出現(xiàn)漏水情況（現(xiàn)場(chǎng)PVC冷卻水管接頭為套管連接并用鉛絲綁扎，未采用硫化熱粘接），2002年8月30日才將El.461.0m以下的冷卻水管用砂漿將其封堵。從2002年5月5日至8月30日之間，大部分時(shí)間用冷卻水對(duì)混凝土進(jìn)行冷卻，進(jìn)水溫度約為6~9℃，但2002年5月10日至25日采用河水冷卻，當(dāng)時(shí)的水溫為15~24℃。由于冷卻水的高位水池在530m高程，到裂縫層面EL455.1m處有75m左右的水頭，水頭差大，水力劈裂作用大。另外，由于剛攤鋪碾壓完后即對(duì)混凝土進(jìn)行冷卻，冷卻水的冷激引起的溫差也將在碾壓混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，例如，在2002年6月，冷卻水的進(jìn)水溫度為6~9℃，出水溫度為10~18℃，當(dāng)時(shí)混凝土的溫度為30℃，冷卻引起的溫降為4~9℃。但剛攤鋪碾壓的混凝土強(qiáng)度很低，若通水時(shí)間過(guò)早，發(fā)生漏水，冷卻水將沿水平碾壓層面，將層面的膠凝材料稀釋、帶走，嚴(yán)重影響層面的結(jié)合質(zhì)量，從而形成薄弱面，且在冷卻水溫降的作用下可能產(chǎn)生初始裂縫。至于2002年10月后的裂縫擴(kuò)展，一方面是由于混凝土內(nèi)部溫降，溫度應(yīng)力產(chǎn)生的原因。如T341溫度計(jì)緊鄰裂縫位置，位于460m高程3＃和4＃誘導(dǎo)縫的中部，距上游面的距離為3.4m，該部位的混凝土澆筑溫度為14℃，在2002年10月的溫降約為14℃；另一方面，第一次裂縫處理時(shí)的壓水、壓風(fēng)都會(huì)在縫端產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步向拱冠方向擴(kuò)展。綜上所述，層面PVC冷卻水管接頭漏水，高位水池冷卻用水的水力劈裂和通水過(guò)早引起的溫降很可能是形成層間薄弱面和甚至水平裂縫的起因，隨后在混凝土溫度降低過(guò)程中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力及裂縫處理過(guò)程中外力的干擾很可能是水平裂縫擴(kuò)展的原因。因客觀條件限制，以上這些對(duì)該裂縫形成和發(fā)展原因的推斷只是局限在定性的分析基礎(chǔ)之上，有待進(jìn)一步通過(guò)計(jì)算論證才能的最終形成科學(xué)的論斷。3水平縫的綜合處理3.1第一次裂縫處理裙根據(jù)拱壩賺規(guī)范趕（幕SL28膏2-20銳0糕3鴨）對(duì)拱壩廉混凝土的災(zāi)抗拉強(qiáng)度搏要求及拱剖壩應(yīng)力分蛇布特點(diǎn)，靈第一次的漿裂縫處理院設(shè)計(jì)方案本在作業(yè)面槽布置乳了余8碼排渡共奔18耽4捆個(gè)換3結(jié)Φ政3憐2溫錨筋樁，棉鉆孔直徑巷大田于醋110m映m捧，上傻游敢3丑排的間排裝距約枕為融1.5×罩1.5蛛m搶?zhuān)沦F游嬌5腸排的間排天距約訴為壤3.0×鍬3.0六m躺，錨筋樁垮設(shè)計(jì)孔拔深啊9.3柏m筍；布置翼了衰5抽排捐共揉8乎4左個(gè)化學(xué)灌動(dòng)漿孔，間身排距約載為燙3.0×騙3.0正m照，化灌孔?？滋K深椅6.8先m增，孔徑午為宅110m頑m迅和續(xù)90m螺m鉛；在壩上蜂游裂縫面施布置了化羽灌埋管、攻在下游裂介縫面布置松了灌漿貼旋嘴。第一禽次裂縫處腐理所在壩身面高程振為敢461.日4惜m利。根據(jù)壩袍體防滲要托求，在上牽游縫面采椒用鑿槽回灶填峰S賭R撿止水填料后和環(huán)氧砂浪漿、表面羅貼一層環(huán)察氧玻璃布孫的措施。纏處理范圍燕為緞3憤#批誘導(dǎo)縫上望游以猜左索26.7火5誼m縫、下游以程左葵10.0肺m搞，向右處蹦理詢(xún)至川455.銀1部m驚高程右拱要端，裂縫策處理面積慢約選890m桌2挎。所用化里學(xué)灌漿材壯料介為枝LP培L禮，基挺液左A脂與基介液枯B效的體積比譽(yù)為凝1.3嶄5獲：鍵1份，劃LP哨L錫漿液的粘鈔度較大。束3.2負(fù)猴第二次裂購(gòu)縫處理倦由于第一言次化學(xué)灌臣漿沒(méi)有取舒得預(yù)期的械效果，而割且裂縫繼騰續(xù)向拱冠槐方向發(fā)展登，為了進(jìn)錢(qián)一步增強(qiáng)報(bào)縫面防滲誘、提高裂卡縫區(qū)域混每凝土的抗郵拉強(qiáng)度、璃限制裂縫萍的發(fā)展，探隨后進(jìn)行洋了第二次僵裂縫處理減。第二次染裂縫處理系所在壩面咽高程褲為潤(rùn)47食0.7桿m痰，處理設(shè)來(lái)計(jì)方案在晉工作面布憤置邁了艇6橋排鉆共臺(tái)15尊0勝個(gè)化學(xué)灌阻漿孔，第府一排距上焦游面咽2.0m手，第二排甘與第一排妖的間距為鴿2.0m塑，其余各盟排之間的鳳間距敗為佩3姻.0m眾，孔距朱為巡3.0辭m足，化灌孔涉孔羽深當(dāng)16溝m掩，孔其徑閱Φ啟56m搏m蜓，過(guò)丟縫扣40c箱m尺；在裂縫幻新擴(kuò)展區(qū)儀至拱冠有（簡(jiǎn)4斷#延誘導(dǎo)縫）臉間布置復(fù)了勤1濤9瘡根逝3栽Φ劫3西2翻錨筋樁（臭鉆孔直率徑夠90m帥m像）封鎖縫鹽面左端，廟限制水平炸裂縫向拱晨冠發(fā)展，護(hù)孔階深喇18.6喝m框；在裂縫誘擴(kuò)展最前飽沿至拱冠拿之間預(yù)腐埋暈4接3仿個(gè)化灌孔欺引慧至積47拉8覺(jué)廊道的觀擱測(cè)室，根恨據(jù)裂縫發(fā)堡展情況在膚適當(dāng)?shù)臅r(shí)眉間對(duì)其進(jìn)褲行化灌；們?cè)谏舷掠卧∶娌贾昧耸芘艢夤?，虛灌漿采用餃純壓式趕逗灌法。為臂了確保壩諸體防滲，葬在上游縫社面采用鑿賓槽回接填擱S文R內(nèi)止水填料腦和環(huán)氧砂講漿，上下析游縫面表稻面貼一層寺環(huán)氧玻璃甘布的措施抖，上、下烤游壩面裂萬(wàn)縫處理剖城面如助圖被2置所示。掠處理范圍屯：上下游綿縫面從右辰拱端到距政拱冠禮（盤(pán)4阿#朽誘導(dǎo)縫）廊分別街為討19.5型5根m證和模28.6蜘m推處，裂縫愚處理面積可約柳1000葬m慎2謙。第二次脊裂縫處理兄采用的化山學(xué)灌漿材碎料為中啊化慣79匪8解－傍L遮，在龍羊育峽水電工聚程的基礎(chǔ)霸處理中得叔到了成功井應(yīng)用，對(duì)稼窄縫處理被的適應(yīng)性喪較好。錨車(chē)筋樁孔內(nèi)兔回填砂漿蹄強(qiáng)度達(dá)設(shè)敵計(jì)強(qiáng)度原的混50坡%呼后才能進(jìn)壽行灌漿施成工；上游循表面縫的超環(huán)氧砂漿駐回填應(yīng)在另洗孔結(jié)束撕后進(jìn)行，繩并且強(qiáng)度速達(dá)設(shè)計(jì)厘的甘50魚(yú)%部后才能進(jìn)伍行中揚(yáng)化晴79做8匹化學(xué)灌漿英。南4趕鼻裂縫處理蕉的化灌工俗藝簡(jiǎn)介般第二次裂敢縫處理的攝工序?yàn)椋赫謮蚊媲逄砗啤嗫准耙棋^筋樁造貍孔（回轉(zhuǎn)涼巖芯鉆機(jī)盈造孔；同正時(shí)進(jìn)行上夕游面鑿槽亮）晨→癥工作面的的清代理稠→瞞高壓水清拋洗錨筋樁要孔卷→配錨筋樁孔恰排錯(cuò)水衛(wèi)→路錨筋樁安滲裝及回填核砂漿封采孔獲→珠錨筋樁砂僻漿等惠強(qiáng)蠅3蝶天后用風(fēng)扭水混合物尖清洗化灌啞孔蜻→件灌漿孔管筆路的埋設(shè)倉(cāng)及封孔（哲灌漿孔設(shè)樓進(jìn)漿管和慌排氣管；表同時(shí)進(jìn)行枯上下游縫道面的封堵竟和排氣管攜施工辰）大→睡化灌孔回波填砂漿等理強(qiáng)剩3頭天后進(jìn)行叉高壓水洗亞縫和居化灌孔壓照水足→勒化灌孔壓西水試驗(yàn)（鮮確定最大緞灌漿壓力溫）延→戰(zhàn)高壓風(fēng)排召除縫面及撕孔內(nèi)積水考（上下游蝴縫面的封仔堵、排氣睛管安裝結(jié)電束刻）旁→濾灌注丙酮當(dāng)排尿水息→渣高壓風(fēng)排右出孔內(nèi)丙圈酮（回收竿）筑→倡PSI-由CW限化學(xué)灌槍漿失→斃上下游面錫排氣管灌崗漿鐘→過(guò)待蹄凝盆→族檢查孔的樹(shù)布置及施敢工。競(jìng)(a灰)轉(zhuǎn)上游面裂秒縫粱(b抵)沈下游面裂揮縫褲圖睡2這腎上下游縫國(guó)面處理的抄示意圖（襲單位接：酬c瘡m臣）劫根據(jù)試驗(yàn)傾結(jié)果，芬PSI-彎CW紙漿液滑在拳2竟0悔℃大環(huán)境條件幟下起始黏的度約瓦為題16mP剪a.專(zhuān)s侮，正常配醋方的漿液妥歷均時(shí)拐1隔2文℃配的漿液黏潛度約賽為竹33~5拳5mP鞠a.垃s踩之間，只層要灌漿壓耽力適當(dāng)，由純灌歷時(shí)回有保障，是該黏度的漲漿液仍具持有較好的縫可灌性。令裂縫灌漿款效果不僅倍與縫寬、經(jīng)漿液黏度岸有關(guān)，還蕩與灌漿壓胸力、純灌拐歷時(shí)和灌三漿機(jī)具有吵關(guān)。在縫袖寬一定的醋情況下，精根據(jù)縫寬羽的大小、欠縫面的性異狀選擇相貓應(yīng)的化灌留材料、灌慢漿機(jī)具、影灌漿壓力明、純灌歷渾時(shí)和結(jié)束澆標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)瓦裂縫缺陷臘處理至關(guān)示重要。而澆且，灌漿握壓力、純趴灌歷時(shí)和爆結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)捎應(yīng)根據(jù)工斷藝試驗(yàn)和為現(xiàn)場(chǎng)施工扮情況進(jìn)行地及時(shí)調(diào)整姻。立PSI-冶CW蠟的化學(xué)灌很漿采用化車(chē)灌專(zhuān)用計(jì)傻量泵，排轎量和壓力逝可根據(jù)實(shí)味際情況調(diào)貴整。每個(gè)議化灌孔埋級(jí)設(shè)一根進(jìn)般漿管和一決根排氣管層（屬4何′虹鐵管），淘用高壓灌茶漿管連接隨灌漿泵和煌灌漿管路風(fēng)。頂大規(guī)?；韫嗲斑M(jìn)行機(jī)了中排化喇798-超L朵化學(xué)灌漿作現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)夏性試驗(yàn)，祝用于檢驗(yàn)越壓丙酮和遣化灌各工卵序，化灌褲最大壓力腹為爪1.2M什p煮a準(zhǔn)。試驗(yàn)時(shí)暢下游壩面雅裂縫及右做壩肩下游戴有個(gè)固結(jié)產(chǎn)灌漿檢查閉孔依次出尺水、水和勁丙酮混合擋物、丙酮越、丙酮和澤漿液混合脅物、直到虛出漿。試且驗(yàn)驗(yàn)證了吐在縫面內(nèi)偉丙酮趕水瓣、漿趕丙擁酮的預(yù)期軋效果。悲5慮堪裂縫處理皮的效果爺5.袖1型縫面吃漿批量分析兼在整個(gè)化殃灌過(guò)程中老，每間圓隔神2~床3部小時(shí)對(duì)化腎學(xué)漿液中峽化默798-陵L報(bào)進(jìn)行黏度賄檢測(cè)，以蠻保證漿液辨的可灌性升。根據(jù)原礎(chǔ)始記錄，預(yù)大部分化夜灌孔的漿極液起始黏烏度都俗在伶8~12惱m(xù).Pa龜s逃之間，每循個(gè)孔化灌裕結(jié)束前的竭漿液黏度她都齡在紐20~2匯5庫(kù)m.Pa中s取以?xún)?nèi)。整瓶個(gè)化灌過(guò)班程中，灌梨漿壓力穩(wěn)紡定，壓力慎值和純灌怕歷時(shí)滿足飽設(shè)計(jì)要求譯。勞第二次裂撤縫處理的喚水平裂縫剃面積由約傷1000片m吳2扯。壩面中豬化燕798-編L悼化學(xué)灌申漿登(斬不含引管刮區(qū)超)慶的總耗漿垮量為矛5176獎(jiǎng).2腦L脈，其中的岸管路占漿融1325燥.3破L滴，棄漿量仍為普176.娘4經(jīng)L巨，壓力進(jìn)依漿量廳(駐包括漏漿腫量樣)媽為攝3674晴.5宜L扇，估計(jì)壓靠力凈吃漿突量為奸830.惡5笛L韻。上游縫效面排氣管蜂壓力凈吃弱漿形量到32賄.蹄7午L榜，下游縫談面排氣管帖壓力凈吃解漿午量臟72店L饅?？梢?jiàn)，備水平裂縫鞋縫面充填宰了大量的艷中助化億798-料L騙漿液。闊200包3睜年桃8序月在壩頂補(bǔ)進(jìn)行了鉆慶孔取芯，叼最大芯樣也長(zhǎng)傍度專(zhuān)10.5治7絹m濫。利用裂日縫處理區(qū)帶域的鉆孔決還可對(duì)裂芽縫處理進(jìn)夏行質(zhì)量檢掃查，在芯影樣的該層桌面上可以月清楚看到嚼填充飽滿摟的化學(xué)漿坦材。景5.汽2掉中群化道798-愈L羨與混凝土陡的粘結(jié)性梳能節(jié)為了驗(yàn)證煙中朽化帳798-竊L議漿液與碾狂壓混凝土冷的粘結(jié)強(qiáng)權(quán)度表，裝200妥2后年證1鑼2掏月將由碾襲壓混凝廁土嘴90坦d江齡期劈拉象試驗(yàn)破型豈后得到試有塊用中大化搜798-鼠L虹漿液粘結(jié)頸起來(lái)，在些室內(nèi)養(yǎng)境護(hù)腫28拔d艦和菜90蠅d西后用劈拉彎試驗(yàn)測(cè)定沫漿液的粘關(guān)結(jié)強(qiáng)度，模28d隨后混凝土鋪粘結(jié)劈拉榮強(qiáng)度約為萄2.園29冬Mpa裙～液2.56置Mpa秩，齒90襖d到后混凝土板粘結(jié)劈拉騎強(qiáng)度約為捆2.但2超.撤26災(zāi)Mpa興～手3竭.喜23庭Mpa急。從劈裂佛后的試驗(yàn)死塊來(lái)看，頌大多數(shù)混泰凝土劈裂奉是從混凝梅土處斷開(kāi)疫，而不是調(diào)從粘結(jié)處閥斷開(kāi)，表拜明中盒化飾798-援L偷與混凝土衣的粘結(jié)性袍較好。掙同時(shí)要說(shuō)箏明的是，允該粘結(jié)試運(yùn)驗(yàn)結(jié)果與桌實(shí)際灌漿鹽效果還是占有一定差際距的，在絨鉆孔取芯堅(jiān)過(guò)程中，坡幾根芯樣踢均在裂縫谷面斷開(kāi)，動(dòng)說(shuō)明實(shí)際低灌漿粘結(jié)封強(qiáng)度達(dá)不優(yōu)到原混凝屯土本體強(qiáng)崇度。欠5.柱3廢壓水檢查化結(jié)果以化灌結(jié)束姐后罩于質(zhì)200遷3京年納8句月在化灌視區(qū)布置喘了姨4缸個(gè)壓水孔鳥(niǎo)，亦在書(shū)EL45效6長(zhǎng)m裕～曬EL45澡4m帳(劇穿鈴過(guò)排EL45毒5.1響m漠水平裂縫娘縫蛇面勾)門(mén)試驗(yàn)段的希透水率依犬次愧為槍0.00秧312珠L(zhǎng)型u群、筋0.00泛284映L悄u皇、丈0.00驚53L蒼u董、馳0.03螞66L護(hù)u致，滿足設(shè)繞計(jì)要求。尚工程蓄水即前對(duì)預(yù)埋洪管區(qū)進(jìn)行零了壓水檢霧查，結(jié)果伸表明裂縫妨沒(méi)有再向靠拱冠進(jìn)一逢步擴(kuò)展。敵另外，壩衣體裂縫處喘理還經(jīng)受隊(duì)了招200律3圖年秤7皺月臨時(shí)度壞汛擋水鏟和恒200著3伐年陡1舞0凈月開(kāi)始的玉蓄水考驗(yàn)攻；妖200坊4霞年觸5拆月開(kāi)始發(fā)玩電，經(jīng)過(guò)漁一年多的嗓發(fā)電運(yùn)行潔，均未發(fā)揪現(xiàn)滲漏水傘現(xiàn)象，蓄框水后大壩窮各項(xiàng)安全夫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)候正常?？?靜杜幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)色和教訓(xùn)認(rèn)（煉1帽）墻態(tài)碾壓混凝栗土在次高側(cè)溫和高溫銅季節(jié)的施姿工是各工釘程不可避視免的問(wèn)題側(cè)，目前所向采用的埋伏設(shè)塑料冷渾卻水管的委辦法是行莫之有效的咳溫控措施錫之一，但溪要切實(shí)做跪好水管的題接頭處理凝，避免碾他壓設(shè)備可亦能對(duì)其造下成的破壞暗。躲（領(lǐng)2畏）根據(jù)碾慘壓混凝土唯的溫度過(guò)陸程特點(diǎn)和隙凝結(jié)時(shí)間葉，應(yīng)選擇楊合適的冷幸卻水通水岸時(shí)間，這商樣即使水好管發(fā)生損際壞，也不咽會(huì)對(duì)碾壓巖混凝土層膚面造成太蓄大的損傷馬