刍议水库溢洪道混凝土结构裂缝化学灌浆施工

1、刍议水库溢洪道混凝土结构裂缝化学灌浆施工贾毅赟龚赣生【摘要】水利工程是农林、畜牧、工业的基础，同时也是和谐社会经济发展的必然保障。而溢洪道是水利工程的重要组成部分，由于施工工艺以及混凝土工程的天然弊端，使用一定时期的溢洪道势必会出现情况不一的裂缝。通过近些年的施工实践与维护体系优化，内部化学灌浆是一种高效的处置方法。该方法主要应用水溶性有机材料对裂缝表面进行封堵，并通过内部高压灌浆的方式来填补内部裂缝。此种施工方式不仅能够填补裂缝，保障混凝土工程完整性，避免后续裂缝扩大；还能够通过内部灌浆的粘合性提高整体工程应力，相对延长溢洪道的使用寿命与效果。本文以此为基础对水库溢洪道混凝土结构裂缝的特征与

2、产生原因进行探究，并结合化学灌浆的施工特点，探究其在具体施工过程中的要点。希望通过本文的研究能够为今后的相关施工体系建设提供必要的理论基础与实践指导。【关键词】水库；溢洪道；结构裂缝；化学灌浆引言水库溢洪道担负着水库溢洪的重要责任，是关乎水库安全的根本保障。从建设要求来讲，其应该属于永久性次要建筑物，需要达到较高的施工标准。从使用条件来讲，其处于饱水、干旱频繁交替的建筑环节。因此，对于混凝土施工工艺以及后续维护的要求更高。从施工以及使用实践的角度来分析，溢洪道的混凝土裂缝不可避免，同时存在着诸如裂缝规模大、数量多、出现早等特征。如果不进行及时的处置与维护，容易形成溢洪道整体质量的下降，进而威胁

3、水库的整体安全与使用效果。在这样的背景下，国内外学者展开了广泛的研究，现阶段表面封堵、内部化学灌注以及基础维护等手段成为了研究的重点与实践应用较为常见的裂缝处置手段。在上述的三种手段与方式中，化学灌注是一种效率较高、效能较强的施工方式。其主要是应用水溶性有机溶剂对表面裂缝进行封堵，与此同时采用内部高压灌浆技术对内部裂缝进行填补。此种施工模式一方面能够降低裂缝带来的危害，防止裂缝的扩张，进而避免更为严重的水库溢洪道损伤的出现；另一方面则能够使得混凝土结构形成一个整体，进一步增加整体应力的水平1、溢洪道裂缝特性及其危害溢洪道裂缝一般出现在主体工程投入使用后的一年内，一旦裂缝出现则存在体系性、多发性

4、以及拓展性等基本特性。所谓的体系性则是指裂缝的出现往往以一个区域或者一个工段为基本单元，即裂缝一般不单独出现，尤其是微波遥感技术探查发现部分裂缝内部存在明显的联通，即裂缝出现为体系性的。这为后续的裂缝填补提出了挑战；所谓的多发性则是指裂缝不能完全的避免，根据不同的施工工艺以及施工沉降系数会存在一定的多发期。尤其是在饱水与干旱交替的过程中，裂缝的数量会呈现出显著的增加趋势，从1 条裂缝到 10 条裂缝需要的时间大概是从10 条裂缝到 100 条裂缝的 5 倍；所谓的拓展性是指裂缝得不到及时处理的前提下，则容易造成更为严重的影响。裂缝的存在对于溢洪道的后续使用与寿命的危害是十分巨大的。一方面，裂缝

5、会通过渗水、冲击等方式破坏溢洪道的防渗功能，进而使得坝底主体部分的土壤固话失效，进而造成更大面积与强度的沉降，威胁整体的施工安全；另一方面裂缝如果得不到及时的处理会形成局部的开裂甚至是断裂，进而破坏溢洪道的整体应力属性，降低了工程的使用寿命。此外，溢洪道是水利工程以及水库安全的重要保障，当溢洪道损坏或者失效时会对水库的整体安全造成影响，甚至形成气象灾害。2、溢洪道裂缝成因分析及处理原则溢洪道工程受到气象条件的影响相对较大，气温低，较大的内外温差，老混凝土对新混凝土较大的约束作用形成裂缝。施工时，某些部位老混凝土表面处理不够细致。个别发生冻融破坏及有少量剥蚀颗粒淤积的部位老混凝土表面未清除干净，

6、致使该处新浇混凝土与老混凝土结合不好，出现明显内部缺陷，冬季工况下该部位含水，容易发生冻胀破坏，冻胀力可以导致上层混凝土出现冻胀裂缝。地表的不遵从沉降也是造成溢洪道裂缝产生的根本原因。不同的施工工艺与工段受到地表加固作业的影响，会形成不同的沉降系数，而不同的沉降系数会使得不同施工阶段的溢洪道沉降比例不同，进而内部应力方向会造成混凝土结构的内部撕裂。这是产生裂缝的根本因素之一。在具体裂缝处理过程中，根据裂缝成因分析确定采用裂缝内部化学灌浆的方法封堵裂缝。灌浆材料以水溶性聚氨酯材料为主，开口宽度大于0.5mm且连续长度超过 3m的裂缝采用快硬材料表面封堵，打斜孔灌浆的方法施工；其他裂缝采用表面不封

7、缝，打斜孔灌浆的方法施工。正式灌浆前进行生产性灌浆试验，以便确定最后的灌浆工艺和参数。裂缝处理符合以下原则：（1）处理方案必须能够适应各种复杂工况，能够适应该地区的冷热温度变化，适应冻融及冻胀环境。（ 2）通过该水库水文资料及水库调度运用原则分析，应在低水位运行期间进行修补处理。处理时间要结合水库调度运用的实际进行合理安排，力求将所 有裂缝一次性修补完毕。（3）根据裂缝的成因分析，裂缝应按“活缝”处理， 灌浆材料要具有柔性。（4）上游面应做相应防渗处理及混凝土表面防护，断绝渗水通道。（ 5）结合探地雷达检测结果，对个别新老结合面出现的明显缺陷进行层间灌浆。（ 6）裂缝处理方案总体按自下而上的灌

8、浆原则，使用化学灌浆机，采用小流量、低压慢灌的原则。3、化学灌浆工艺流程及要求化学灌浆主要是指通过水溶性有机物对灌浆区域进行裂缝的表面封堵，后续通过内部灌浆的方式对裂缝进行完整修复。在施工的过程中也同样根据上述的两个阶段节点来进行。在表面封堵的过程中：主要通过表面筛查来确定裂缝的位置，尺寸。并进一步通过超声检验技术来探究内部裂缝的形态。此后通过水溶性有机物对上述裂缝的表面进行封堵，为后续灌浆过程中的内部压力控制形成良好条件。此外，在外部封堵的过程中还应该同时对灌浆打孔进行規划，采用预留灌浆孔的方式来予以实现。在内部灌浆的过程中：主要分为浆液配置、高压灌注、维护、表面清理等四个环节。按照工程实际

9、来确定灌浆的配伍，尤其是水灰比的配置要求需要格外注意。在实际的灌浆过程中，要求孔径：12-20mm；钻孔深度根据灌浆位点进行确定，一般不超过50cm；钻孔间距应该在20-60cm 之间，过近的钻孔间距会造成后续裂痕的形成；灌浆压力控制在0.3-0.5MPa 之间，以外部封堵不过压为主要判断依据；稳压时间为10-30min 。维护：在维护阶段主要是通过静压与静置的方式来使得混凝土灌浆在裂缝内部凝结，并行成良好的整体应力水平。根据相关工程实践，维护实践一般在12h 作用，该过程应该避免阳光的直晒与水分的侵扰。主体施工完成后，需要对外部封堵部分进行清理，并再次采用混凝土泥 浆封堵的方式进行二次封堵，已达到更好的裂缝整体修补效果。同时，我们需 要注意表面的平整度与平滑度，避免由于混凝土结构的突起而在溢洪道实际使 用的过程中造成更大的冲刷应力，促使表面封堵的加速老化。通过上述的分析与处置我们能够有效的在水库溢洪道混凝土结构裂缝的化学灌浆中找到适宜的方式来避免其裂缝对于整体工程质量的影响。参考文献苏炜焕，周学国，杨毅 . 化学灌浆技术在辽宁某水库溢洪道混凝土