某大坝廊道结构缝处理与分析

邢新元，张 敏

（葛洲坝集团股份有限公司，湖北 宜昌 443000）

某砾石土心墙堆石坝坝体心墙内设有4层灌浆廊道，灌浆廊道分别与两岸山体的灌浆平洞贯通，位于最底层的河床廊道在坝体填筑后期发生了不均匀沉降，导致河床廊道与底层灌浆平洞之间的结构缝（桩号0+177.05 m，0+354.20 m）发生变形，局部地方出现渗水。为保证大坝蓄水及后期运行安全，需要对该部位进行先灌浆封堵，再修复止水的处理方案。

1 施工难点

1）止水修复时需对结构缝进行凿槽处理，而该处混凝土标号为C40，浇筑已达2年之久，强度高，混凝土凿除难度大，且原有混凝土内部布设有φ36钢筋网，切割和焊接难度大。

2）施工空间狭小，廊道内部尺寸仅3.5 m（宽）×4.0 m（高）。

3）止水铜片加工安装难度大。

2 处理方案

2.1 灌浆封堵

对桩号0+177.05 m结构缝原铜止水和橡胶止水外侧灌注水溶性聚氨脂材料，沿洞周布置9个孔，其中底板2个、两边侧墙各2个、顶拱3个，顶拱及侧墙灌浆孔钻孔倾角70°（灌浆孔轴线与洞壁夹角），底板灌浆孔钻孔倾角45°（灌浆孔轴线与洞壁夹角）。对桩号0+354.20 m结构缝原铜止水和橡胶止水内、外侧灌注水溶性聚氨脂材料，其中止水内侧灌浆孔为顶拱3个，两边侧墙各1个；止水外侧灌浆孔为底板2个，两边侧墙各2个，灌浆孔钻孔倾角均为45°（灌浆孔轴线与洞壁夹角）。

1）灌浆材料采用LW低强水溶性聚氨脂浆液，其主要性能见表1。

表1 灌浆材料性能表

2）灌浆前先沿缝周刻槽，槽内、缝内填充聚氨脂填缝胶作为临时性嵌缝，嵌缝前将结构缝内沥青木板抠除。另外，在钻孔前认真复核钻孔孔位及倾角，以免钻孔时破坏原止水。

3）正式灌浆前先进行灌浆试验，根据试验成果对灌浆要求进行调整，顶拱及侧墙灌浆压力为2.0 MPa，底板为1.0～1.5 MPa。灌浆按照底板→侧墙→顶拱的顺序进行，灌浆后打检查孔进行压水试验。

2.2 止水修复

止水修复的主要工作是在两道结构缝处进行刻深槽，重新埋设一道铜止水，在缝内增设SR封闭止水环和橡胶棒，并恢复混凝土。

2．2．1 刻 槽

在两道结构缝处左右各75 cm范围内刻槽，其中侧墙及顶拱槽深50 cm，底板槽深70 cm。同时，为了满足SR防渗材料的填筑，还需在已凿好的刻槽内凿出一个沿结构缝中心线对称分布的等边梯形槽，断面尺寸如下：槽口宽20 cm，槽底宽10 cm，深为10 cm。为减小对廊道的扰动，所有刻槽施工均采用人工凿槽，即用手风钻在凿除范围内进行打孔，再用风镐对混凝土分层凿除，凿除完后对混凝土面进行清理、洗净。

2．2．2 锚 杆

为使新老混凝土结合紧密，凿槽至设计要求后需在槽内布设锚杆，锚杆采用φ22螺纹钢，长75 cm，插入老混凝土55 cm，间排距25 cm。在0+177.05 m结构缝锚杆施工时采用锚固剂锚固，大大减少了后期清理量。通过锚杆拉拔试验检测表明，采用锚固剂同样能保证锚杆锚固质量。

2．2．3 SR 封闭止水环和橡胶棒

1）清缝。待锚杆施工结束后在梯形槽内进行SR封闭止水环的施工，用水、钢丝刷冲刷缝槽及边缘，去除松动混凝土、油、渍及其他杂物，同时对混凝土表面存在的凹凸体和错台处进行打磨，以利于SR防渗盖片的锚固。

2）刷SR配套底胶。在干净、干燥的梯形槽内均匀刷涂SR配套底胶，底胶刷涂宽度至SR防渗盖片的锚固处。待第一道底胶干燥后再刷第二道底胶，第二道底胶干后（用手指触摸粘手）即可进行SR塑性止水材料的嵌填施工；若底胶过分干燥时（不粘手），需要重新补刷底胶。

3）SR塑性止水材料嵌缝。在SR塑性止水材料的嵌填施工时，将SR塑性止水材料用细钢丝切割成2 cm左右薄片，摊铺在待粘贴SR塑性止水材料的混凝土表面，用木条或手将材料薄片从梯形槽中部向两侧粘贴，在混凝土表面形成厚约5～10 mm的SR材料找平层，然后将SR塑性止水材料切割成条状后，堆放在缝槽表面，手工对材料整形至设计所需外形尺寸。SR塑性止水材料应充满梯形槽并满足设计断面尺寸，SR塑性止水材料断面尺寸允许偏差为±10 mm。

4）SR防渗保护盖片安装。在需要粘贴SR保护盖片的混凝土部位涂刷SR配套底胶，然后逐渐展开SR盖片，撕去面上的防粘保护纸，沿预留槽将SR盖片粘贴在SR塑性止水材料上，用力从盖片中部向两边排出空气，使盖片与混凝土凿除面粘贴密实。对于需要搭接的部位，盖片搭接长度要大于20 cm，搭接部位先刷SR底胶，再进行搭接粘贴。SR防渗保护盖片安装完毕后用HK封边剂对粘贴好的盖片边缘进行封边，每边刷3 cm左右，要求封边密实、牢固。

5）锚固。缝两侧SR防渗保护盖片需用扁钢锚固，在SR盖片的起始段、搭接段和每40 cm间隔用膨胀螺栓间隔锚固。待SR盖片锚固后再进行橡胶棒的安装，采用φ12钢筋将橡胶棒夹持住，固定于设计位置，待止水铜片焊接安装完成后再在橡胶棒上均匀涂刷黄油。浇入混凝土的夹持钢筋要采取防锈措施，在混凝土施工时防止橡胶棒移位、损坏、撕裂或扭曲。

2．2．4 止水铜片加工及安装

止水铜片由厂家直接加工成“L”型和分段小圆弧。由于圆弧段止水铜片难以整体加工成型，通过试验比较分析，将圆弧段铜止水加工成分段小圆弧，分段长度取80 cm，在厂内焊接多道径向焊缝，形成圆弧整体。对于廊道边墙至底板段L型（R=300 mm）的圆弧段加工，在翼板上剪裁成三角形开口，将止水鼻子弯制成型后，再进行剪裁缝的焊接，形成设计要求的圆弧整体。为了方便现场安装，铜止水的加工在拱肩上的圆弧段采取两个短圆弧和一个长圆弧，侧墙和底板采用“L”型加工而成。

现场安装时，在廊道底板、侧墙凿槽的深度内，按铜止水的布置尺寸立好铜止水外的结构缝模板，用架立筋固定模板，再用φ16的圆钢焊样架。先焊铜止水外边的样架，将“L”型铜止水放于样架上（样架垂直于结构缝，不允许穿过结构缝），距铜止水鼻子2 cm切断，然后将两个“L”型铜止水放在样架上，对好、校正铜止水接头，用H01-2型射吸式焊炬及氧气、乙炔焊接，焊缝两边不能咬边，要焊透。焊缝的高度宽度要保持一致，呈鱼鳞状，然后在鼻子槽内填塞SR塑性止水材料，在铜片止水的另一面用φ16的架立筋再进行固定，使铜片在上下游及左右方向不能移动后进行沥青木板安装，然后再安装弧形铜片止水，方法同“L”型安装一样，弧形和“U”型焊接好后再往铜止水鼻子槽内填塞SR塑性止水材料，最后再在原结构缝位置塞填沥青木板预留新的结构缝。在焊接铜止水时需增设隔热板，防止高温损坏SR塑性止水材料。隔热板采用一块石棉瓦塞在橡胶棒和止水铜片之间，必要时用钢筋夹持后焊接在两侧锚筋上，以防止石棉瓦滑落或移位。

2.3 混凝土恢复

在混凝土恢复前先恢复原刻槽内廊道结构筋，在顶拱范围内预留回填灌浆管道，再立模浇筑混凝土。混凝土浇筑方法如下：

底板浇筑。结构缝左右侧同时对称浇筑，将拌制好的混凝土人工用铁锹入仓，用φ30 mm软振捣器振捣，至与廊道底板平齐结束。为了使止水铜片下的气泡顺利排出，在不影响混凝土性能的情况下尽量多振捣，严格控制混凝土的浇筑速度。

侧墙浇筑。结构缝左右侧对称浇筑，将拌制好的混凝土人工用铁锹入仓，用φ30 mm软振捣器振捣，至廊道拱肩处结束。

顶拱浇筑。顶拱混凝土浇筑采用泵送混凝土，模板外采用附着式振捣器振捣。在灌浆平洞和廊道新老混凝土结合面顶拱处各设置一个带有简易阀门的泵管，以防止混凝土回流，保证混凝土的浇筑质量。

在混凝土浇筑完毕后12 h左右拆模，对混凝土表面及所有侧面及时洒水养护，以保持混凝土表面经常湿润，减少混凝土表面的干缩裂缝和内外温差导致的拉力裂缝。

3 结论

廊道结构缝变形，经过施工处理后已基本没有渗水迹象，现阶段大坝蓄水位也在逐步上升，通过对结构缝的监测数据分析，廊道结构缝在蓄水后也未出现比较明显的变形。从施工实践总结来看，SR塑性止水材料和止水铜片在结构缝变形渗水处理方面有好的效果，关键是如何规范施工工艺和确保工程质量。