水库大坝溢流面加固处理技术分析

张小兵

(江西顶峰园林建设有限公司，江西鄱阳333100)

水库大坝溢流面加固处理技术分析

张小兵

(江西顶峰园林建设有限公司，江西鄱阳333100)

该研究结合工程实例，在介绍大坝溢流面存在问题及其影响的基础上，对加固处理施工的原则、所采用的施工方法、材料等进行了说明，并从5个方面对施工工艺以及施工质量的保障措施进行了详细的分析和讨论。竣工验收结果表明，该工程所使用的施工材料与方法具有较高的科学性和合理性，在今后的类似工程中可以进行针对性的参考与借鉴。

水库大坝;溢流面;加固处理;施工工艺

1 工程概况

某水库枢纽工程建成于1976年，是集航运、发电、灌溉等功能于一身的综合利用工程，水库大坝为混凝土宽缝重力坝，坝顶高程92.5 m，最大坝高54.5 m，坝顶总长189 m，溢流坝段总长98 m，溢流堰顶高程78 m，为WES堰面，上设10 m高、13.5 m宽的六孔弧形门，中间闸墩厚2.5 m，边墩厚2.25 m。斜面升船机设置在左侧岸边，过坝能力为50t/次。近年来对于大坝的安全鉴定中发现，溢流面面层存在局部不平的问题，部分地段已经发展为阶梯状;六孔溢流面则存在多条裂缝，最大宽度为2 mm，最大深度达到了4 m。究其原因，主要是工程运行时间过长、建设之初的技术力量不足，早期养护不到位、钢筋保护层太厚以及变温荷载所致。这些问题的存在不仅破坏了溢流坝的整体性，容易加速钢筋的锈蚀，而且对混凝土的抗冲能力也产生了极大的负面影响，必须采取相应的加固处理措施加以解决。

2 溢流面的加固处理

本次工程对于溢流面加固处理的工作原则为:恢复堰体整体性与堰面平顺度，确保泄流的通畅进行。结合溢流面的实际情况，本次工程采用灌浆加固的方法对裂缝进行处理。目前，灌浆材料中应用较为广泛的有化学灌浆和水泥类灌浆两种类型，在实际选择时，除了要保证灌浆材料自身具有较高的强度，还必须具备与混凝土的较强的黏结能力，以便提升堰体混凝土的整体性，经过对比和筛选，最终决定使用WEP—Ⅲ型结构注缝胶进行化学灌浆。由于溢流面面层凹凸部分的高差已达10 cm，部分地段已经发展为阶梯状，所以将堰面混凝土凿除30 cm，并清理发生锈蚀的钢筋以及质量较差的混凝土，以便将堰面的安全隐患彻底消除。另外，为了确保新旧混凝土的有效结合，还在堰面上设置22 mm自锁锚杆，间距1.5 m，锚固长850 m。最后，沿堰面线重新布置双向Φ14@150钢筋网一层，浇筑厚度与之相同的、掺入聚丙烯纤维以及WSF掺合剂的高性能、抗气蚀、抗冲耐磨的C30混凝土［1］。

3 加固处理的施工工艺

3.1 堰面旧钢筋混凝土的清理

堰面旧钢筋混凝土的清理按照由上至下的顺序采用无声爆破结合人工风镐的方式进行，施工流程为:布孔测量→钻孔→装药爆破→凿除。孔位与孔深的测量使用全站仪进行，0.3 m2设置爆破孔一个，孔深为设计堰面下0.28 m，并用红色油漆进行标明。钻孔时使用手风钻机，孔径设置为25 mm，钻孔结束后，由专业人员装入膨胀炸药并淋水，12 h后，施工人员使用风镐清除胀裂的混凝土。

3.2 裂缝灌浆施工

①凿槽。工作人员沿裂缝表面进行切割，形成宽度、深度均为50 mm的V型槽。②打孔。在裂缝交叉或渗水较大的位置开设灌浆孔，于裂缝两侧开设斜孔并使其与裂缝相交，孔深、孔间距均为1 000 mm，孔径20 mm，孔口与裂缝相距200 mm。③通过风压将钻孔与槽面内的杂物清理干净。第三是埋管。使用IFS无机快速风度材料埋设排气嘴、灌浆孔，将V型槽封闭。④配制胶液。将湿固化型WEP－Ⅲ型结构注缝胶分为A、B两组分，使用时根据设计配比对A、B两组进行至少10 min的搅拌。胶料配置完成后，应于2 h内全部用完，为了避免浪费，可采取随配随用的办法。⑤灌浆。将配制完的浆液倒入灌浆泵内以0.2～0.3 MPa的压力注浆，若进浆量≤5 m/min，则将压力提升至0.4～0.6 MPa，直至不进浆后稳压5 min。⑥密封灌浆口并对施工现场进行清理。

3.3 自锁锚杆施工

①钻孔。按照施工设计使用风钻钻设植筋孔，孔径28 mm，孔深850 mm，相邻两孔间距为1.5 m，在钻孔时，应注意对孔深进行有效控制。②扩孔。待孔深达到设计要求后，使用扩孔钻头对孔底进行扩孔处理，使孔底50 mm范围内形成上小底大的最大直径为40 mm的圆台孔。③清孔。扩孔结束后需要对植筋孔进行清理，先使用毛刷除去孔壁上附着的浮渣，再向孔内吹入压缩空气以排除颗粒较大的杂物，最后用水对孔进行冲洗。需要注意的是，在灌浆开始前，孔壁与孔底应保持湿润状态，但不得存在明水。④加工锚杆。本次工程所使用的锚杆直径为22 mm，使用前，需要对锚杆进行除油污和除锈处理，使其露出本色。随后，于锚杆的底端按长度为50 mm进行十字形锯开，并放入上尖下大的棱锥形铁一枚。⑤配置ICG－I锚固料。浆液按照水料比0.24配备，可采用人工或机械的方式完成，但每次所得浆液应在0.5 h内使用完毕。⑥注浆植筋。采用压力灌浆法或自重法将浆液灌入孔中，灌入量应以孔深的2/3为准。随后，进行锚杆的安装，锚杆需直至孔底，此时孔口应溢出少量胶液。植入锚杆时，应对其进行轻微的转动，以便让钢筋界面、混凝土壁与胶液间进行良好的黏结。随后，使用铁锤锤击杆顶，从而使锚杆底部张开完成自锁。最后，于浆液终凝6 h后使用湿布条或湿面纱对孔口进行覆盖，避免表面因失水而发生干裂现象。灌浆操作结束后1 d内，不得使锚杆受到任何形式的扰动。

3.4 混凝土的拌制

先使用风枪、压力水等对基面混凝土上附着的杂物清理干净。钢筋的制作与安装应按照设计要求进行，在完成锚杆、钢筋网间的焊接后，使用滑动模板自上而下进行浇筑。在进行混凝土的摊铺前，基面应饱水24 h，以基面潮湿但无明水为宜。

本次工程使用42.5普通硅酸盐水泥，按照水泥∶WSF掺合剂∶石子∶砂∶聚丙烯纤维 =338∶35∶705∶1330∶1∶165的配合比使用强制式混凝土搅拌机拌制。

首先加入石子与砂，再加入WSF掺合剂，拌制一段时间后，加入聚丙烯纤维与水泥干拌一段时间，最后加入水，拌和时间为3～4 min。从拌合开始直至振实，时间应控制在45 min以内。需要注意的是，应按照设计要求使混凝土表面光滑，严禁出现凹凸不平的问题。

3.5 加固处理的施工要求

本次工程由于采用了WEP材料和自锁锚杆技术，所以专业性较强，对于施工单位设备的配备、施工队伍的整体技术水平、相关工程的施工经验、人力资源配置等都提出了较高的要求。所以在工程施工过程中，除了要严格贯彻设计要求外，还要强化对施工质量的监督工作，并把握好原材料进货环节，为争创优质工程奠定坚实的基础。

4 结语

本次工程所涉及的水库枢纽工程始建于20世纪70年代中期，受当时设备水平、人力水平、物力条件以及技术能力的限制，建设之初主要采取人力为主、简单机械为辅的施工方式，工程质量无法完全达到设计要求。至今，该水库枢纽工程已经持续运行近30 a的时间，早期的质量隐患已经发展到威胁工程使用功能正常发挥以及安全生产顺利进行的程度。为此，本次工程对溢流面出现的裂缝进行灌浆处理，对于严重损坏、凹凸不平、质量较差的堰面混凝土进行适当的凿除，在植入自锁锚杆的基础上重新进行高强度混凝土的浇筑，使溢流面重新变得平顺，抗冲刷能力也得到了有效提升。竣工验收结果表明，工程施工质量优异，取得了良好的社会和经济效益。

［1］鲁晓哲.闹德海水库大坝溢流面表面缺陷处理方案［J］.科技创新与应用，2013(17):182－182.

TV698.2

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1007－7596(2014)07－0169－02

2013－12－26

张小兵(1968－)，男，江西鄱阳人，工程师，研究方向为水利水电工程设计、施工、管理。