混凝土面板堆石坝面板裂缝处理技术

邵明贵，何忠富，王立明

(1.辽宁省水利水电勘测设计研究院，沈阳110006;2.辽宁润中供水有限责任公司，沈阳110179)

1 前言

我国修建混凝土面板堆石坝已有几十年的历史，很多早期建成的大坝混凝土面板经过多年的运行后表面都或多或少地产生了裂缝，有些裂缝比较严重。由于混凝土面板为大坝防渗的重要部位，如果面板裂缝贯穿，发生渗漏将会危机大坝的安全，因此必须对裂缝进行出处理。对混凝土裂缝的处理有很多方法，其中无损贴嘴法低压灌浆是近年来处理混凝土面板裂缝的主要方法，很多大坝混凝土面板采用这种方法处理后都取得了令人满意的效果。

2 混凝土裂缝处理方法

国内外对混凝土表面裂缝的处理方法很多，归纳起来主要有三大类:开槽法修补裂缝、低压注浆法修补裂缝、表面覆盖法修补裂缝。

2.1 开槽法修补裂缝

开槽法适合于修补缝宽＞1 mm的裂缝，骑缝开槽，采用改性环氧树脂砂浆嵌缝。改性环氧树脂砂浆的配比为环氧树脂:10，聚硫橡胶:3，水泥:12.5，砂:28。嵌缝结束后，进行洒水养护。该法对原结构有一定的破坏，对裂缝的修补难以达到裂缝深处。

2.2 低压注浆法

低压注浆法为低压化学灌浆，适合于修补缝宽＞0.5 mm的裂缝，采用恰当的施工工艺浆液可以深入裂缝深处，对裂缝处理效果好。低压注浆裂缝处理方法主要有开槽埋管法、打斜孔埋管法和无损贴嘴法。开槽埋管法由于对原混凝土结构破坏较大，浆材损耗大，开槽处难以修复好等问题已普遍不再采用;打斜孔埋管法能解决开槽法的诸多不利，但存在管容耗浆大，微细粉尘易堵塞缝面影响灌浆质量，由于该方法施工简单现仍被采用;无损贴嘴法是目前处理裂缝最先进的方法，具有工艺简单、无钻孔、无孔容耗浆、易找准裂缝、对混凝土无损伤、成本低等优点值得大力推广，无损贴嘴法处理裂缝的难点是渗水缝的贴嘴，采用ECH水下黏结胶进行渗水缝的贴嘴能最大承受1.3 MPa的压力，为贴嘴法处理渗水裂缝提供了条件。

2.3 表面覆盖法

表面覆盖法是一种在微细裂缝(一般宽度＜0.5 mm)的表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。

3 堆石坝混凝土面板裂缝处理方法

由于钢筋混凝土面板的裂缝主要为分散型裂缝和大面积龟裂缝，因此综上分析，对钢筋混凝土面板的分散型裂缝(缝宽≥0.5 mm)可采用无破损贴嘴法低压灌浆修补，而对大面积龟裂缝(缝宽＜0.5 mm)可采用全部表面覆盖法修补裂缝。本文主要介绍无损贴嘴法低压灌浆处理裂缝的方法。

4 低压灌浆化学浆材的选取

化学浆材选择应掌握的原则:一是浆材的可灌性，所选化学浆材必须能够灌入裂缝，充填饱满，灌入后能凝结固化，以达到补强和防渗加固的目的;二是浆材的耐久性，所选用材料在使用环境条件下性能稳定，不易起化学变化，并且与混凝土裂缝有足够的黏接强度，不易脱开。针对以上的原则要求，化学浆材采用LPL活性稀释剂改性系列。LPL浆材属活性稀释剂改性系列具有亲水性、凝固时间快、脆性小、浆材本身不收缩的优点，但黏度大，可用于缝宽≥0.5 mm，材料性能见表1。

表1 LPL化学浆材性能比较表

5 无损贴嘴法灌浆施工工艺

5.1 工艺流程

注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。

5.2 重要工艺技术要求

1)注浆嘴加工:在外径为6 mm、长度＞6 cm的铜管一端焊上边长为3～4 cm、厚度为1.5 mm左右的方形铁片，铁片中间开直径等于铜管外径的进浆孔，铁片周边钻排列规则的小孔。

2)打磨:采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20 cm的宽度，除去混凝土表面杂物，以免影响注浆嘴的黏贴及封缝效果。

3)冲洗:是贴嘴法施工最重要的工序，用高压冲毛机沿裂缝开口向两边冲洗，以保证缝口敞开无杂物。

4)裂缝描述:用刻度放大镜测量裂缝宽度，并对裂缝走向及缝长进行描述，用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。

5)贴嘴:按间距20 cm布嘴;不规则裂缝的交叉点及端部均布置注浆嘴。将ECH－Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上，贴嘴时用定位针穿过进浆管，对准缝口插上，然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针，定位针未黏附胶认定注浆嘴黏贴合格。

6)封缝:贴嘴3 h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住，2 h后用碘钨灯将混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹一遍;待干后刮抹一层ECH－Ⅱ型黏胶;当不黏手时再刮抹ECH－Ⅲ型面胶三遍，待ECH－Ⅲ型面胶基本固化后，用堵漏灵加固形成中间高，两边低的伞形封盖。

7)压风检查:封缝完成并养护2 h后即可进行压风检查各孔的贯通情况，压风压力＜0.25 MPa;对于不串通的孔应查明原因进行分析和处理。

8)灌浆:采用多点同步灌注方式，从下至上，从宽至窄，逐步推进，采用Lily CD－15双组分注射泵灌注LPL浆材，施工中采用稳压慢灌，每孔纯灌时间不少于90 min，以保证灌浆质量。灌浆压力见表2。

表2 裂缝宽度与灌浆压力关系

9)注浆嘴的清除:灌浆结束48 h后铲除注浆嘴，混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。

10)质量检查及验收:灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7 d后进行。

压水检查:现场布骑缝孔，冲击钻造孔(孔径 18～20 mm、孔深10～15 cm)后，采用单点法压水，压水检查压力为0.3 MPa。合格标准:压水检查透水率q≤0.1 Lu。

钻孔取芯:取芯直径89 mm，并进行岩芯鉴定、描述，绘制钻孔柱状图。

6 工程应用

关门山水库大坝是我国最早建成的混凝土面板堆石坝，1988年10月建成蓄水，至今已运行20多年，近期对面板进行检查，发现面板表面产生很多裂缝，裂缝主要为分散型裂缝(缝宽＞0.5 mm)。在裂缝处理过程中对分散型裂缝采用无破损贴嘴法低压灌浆修补。处理后，经压水试验和蓄水运行表明，处理效果很好，达到预想的要求。

7 结束语

堆石坝上游面的钢筋混凝土面板为薄型结构，任何对面板进行钻孔或开槽的裂缝处理方法，都容易对面板的造成一定的损坏，有些损坏甚至是难以修补。因此，对混凝土面板的裂缝处理推广贴嘴无损法施工。贴嘴无损法施工工艺简单，既减少了钻孔量，又减少了孔容、管容的浆材耗用量，降低了施工成本。很多堆石坝工程上游的混凝土面板裂缝采用贴嘴无损法灌浆均取得了良好的处理效果。

［1］邵明贵，等.本溪市关门山水库除险加固工程初步设计报告［R］.沈阳:辽宁省水利水电勘测设计研究院，2008.