改性环氧化学灌浆技术在拱坝裂缝中的应用

胡永东

（江西省上饶市水利科学研究所,江西上饶 334000）

改性环氧化学灌浆技术在拱坝裂缝中的应用

胡永东

（江西省上饶市水利科学研究所,江西上饶 334000）

通过应用改性环氧化学灌浆技术处理文公湖单曲圆弧拱坝裂缝的工程实例,详细介绍了大坝产生裂缝的原因及改性环氧化学灌浆工工艺、处理效果,供交流参考。

改性环氧化学灌浆;拱坝;坝体防渗;

1 工程概况

文公山风景旅游区文公湖工程位于江西省婺源县中云镇东部的文公山处,距县城27km,离景白公路14km。文公山,原名 “九老芙蓉尖”,因山体有九峰散列,形状像芙蓉而得名。后因山腰葬有朱熹 （文公）祖坟,故名文公山。该工程坝址以上控制流域面积0.74km2,总库容19.09万m3,有效库容16.37万m3,坝顶长41m,坝顶宽2.0m,坝顶高程141.5m,最大坝高18.5m,坝型为混凝土埋石单曲拱坝,是一座以调节风景区水源水量,丰富景区景观内容以及供、灌溉等综合利用的小（二）型水库。

2 裂缝成因分析

该工程大坝为C15混凝土埋石单曲圆弧拱坝,上游面直立,下游面为倾面,坝顶厚2m,坝底厚5.6m。大坝采用坝身自防渗系统,无临时分缝。文公湖拱坝在试蓄水后,当 库水位达140.1m时,于2005年3月15日发现大坝下游面溢流堰以下约5m处 （拱冠位置）,有1条长约10m,缝宽1～2mm,缝深1.75m的裂缝,但缝中无水渗出,也未贯穿坝体。裂缝发生后业主、设计、监理、质监、施工等各单位召开多次会议讨论裂缝成因,并委托上饶市水利电力勘测设计院进行蓄水前安全鉴定。经过设计部门应力计算文公湖拱坝温升工况可以满足规范的规定,但是温降工况不能满足规范的规定。根据混凝土拱坝设计规范 （SL282-2003）的强制性条文规定,对基本荷载组合,拉应力不得大于1.2MPa;对于非地震情况特殊组合,拉应力不得大于1.5MPa;经初步分析主要原因是由温度应力引起的,成因如下。

（1）当地气温温差较大,夏季昼夜平均温差约为22℃。

（2）混凝土如仓温度高,坝体混凝土浇筑为夏季和高温季节,由于工程造价的限制,无法采取加冰等充分有效的降低混凝土温度的措施,混凝土入仓温度仅能控制在当地气温左右。

（3）边施工边蓄水,使坝体未完全凝结时已担负荷载。

3 灌浆处理方案

为了对裂缝进行灌浆处理,2006年1月将水库放空,一方面修复坝体结构,另一方面可使大坝初始温度场产生一定的调整,有利于坝体结构安全。从放空观测资料上看,放空期间拱端和左右坝肩最大位移为 10～14mm（偏上游方向,水位137.3m,气温-4,参考位移零点放空期初）,放空期间裂缝无明显发展迹象。

根据 《江西省婺源县文公湖水库蓄水安全鉴定报告》大坝裂缝成因分析及 《文公湖水库观测表》等有关数据,裂缝补强决定采用化学灌浆,灌浆材料采用改性环氧灌浆液,对裂缝进行处理。

改性环氧化学灌浆是由双酚A型树酯、混合稀释剂及多功能固化剂等组成,在催化剂的作用下,相分离成海岛状态结构,是一种低粘度、高强度的新型化学灌浆补强材料。具有抗压、抗拉强度等特点,适用深层裂缝补强灌浆修补。其产品主要技术指标见表1（执行Q/（DJ）1801 7-1999标准）。

表1 产品主要技术指标

4 施工工艺

（1）裂缝清理:详细检查、分析记录裂缝情况,确定灌浆孔位置及间距。清理干净需要施工的区域,凿除混凝土表面析出物,确保缝面清净。

（2）钻灌浆孔:采用电锤沿裂缝进行骑缝钻孔,钻头直径为 16mm,钻孔深度 40cm,钻孔间距50cm。

（3）埋灌浆嘴:在钻好的孔内安装灌浆嘴,使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙。

（4）洗缝:用清水将缝内粉尘清洗干净。

（5）封 缝 面:用锚固剂封堵缝面,目的是在灌化学浆时不跑浆。

（6）灌浆:使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注改性环氧浆料,灌浆压力为0.4MPa。灌浆顺序为自下向上;当相邻孔开始出浆后,保持压力3～5min,即停止本孔灌浆,改注相邻灌浆孔。

（7）拆灌浆嘴:灌浆完毕12小时后,拔掉外露的灌浆嘴,清理缝面。

（8）封口:用环氧水泥基液进行灌浆口的修补、封口处理。

5 处理效果

本次施工共处理裂缝15m,耗用浆材35L,材料试样固化良好。从现场灌浆情况和取芯观察,裂缝灌浆饱满,粘结良好,选择材料科学合理,有利于坝体结构安全。

经江西省上饶市水利工程质量检测站对大坝高程134.0m左坝肩下游面,大坝高程138.0m右坝肩下游面灌浆质量骑缝钻芯取样各一组进行检测,试验成果表明混凝土抗压强度分别为 15.7MPa、15.3MPa满足设计要求。

目前工程经过四年的运行情况良好,未见异常。

TV543+.2;TV698.2+31

B

1008-1305（2011）01-0055-02

10.3969/j.issn.1008-1305.2011.01.018

胡永东（1967年-）,男,江西新干人,工程师。

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