水库混凝土大坝坝基的裂缝处理

贾国东

（新疆吉音水利枢纽工程建设管理局 新疆 于田 848400）

1 工程概况

某水利枢纽工程是引额供水工程的水源工程之一，是一项以供水为主的大型水利枢纽工程，也是额河干流上具有不完全多年调节功能的控制性工程。由碾压混凝土重力坝、溢流表孔、放水底孔、泄洪中孔、发电引水系统、电站厂房和副坝组成。碾压混凝土重力坝坝高程为745.50m，坝顶宽10m，设高1.2m的安全护拦。坝顶总长1570.00m。坝基最低高程为624.0m，最大坝高121.50m。全坝共分为83个坝段，均采用永久横缝，主河床及两岸岸坡坝段横缝间距15m，两岸阶地坝段横缝间距20m。其水库总容24.19亿m3，调节库容19.18亿m3，工程等别为Ⅰ等工程，工程规模为大（一）型，大坝为1级建筑物。

2 裂缝情况

该大坝于2006年开始截流，2007年3月主体工程正式开始动工，该工程共共分为2个标段，分别由两个施工单位共同施工；2009年9月完成主体工程的施工，开始蓄水。2009年5月发现29#、30#坝基混凝土因温控措施不到位等各种原因出现裂缝，初步分析，因大体积碾压混凝土温控措施欠缺，水化热过高造成的。根据裂缝的形状及走向，将裂缝分为一号横缝、二号横缝，一号纵缝、二号纵缝、三号纵缝且裂缝宽度均大于0.5mm。

3 裂缝处理措施

采用综合处理法，既先用人工凿槽环氧砂浆处理，后用化学灌浆处理。裂缝化学灌浆材料均采用化灌HK-G-2低粘度环氧树脂灌浆材料。

4 施工方法

本工程对混凝土廊道裂缝的处理均采用高压无气灌浆技术，采用将化学浆液灌注到混凝土内部产生的缝隙中，利用灌浆机产生的持续高压，将缝隙中的残渣、水和空气完全挤走，将缝隙全部填满，以提高混凝土的防渗效果。此种施工工艺不需要开槽、封缝，并且不小于3mm的缝及所灌注裂缝的侧面只需要进行简单的封缝处理，防止浆液溢出过多造成不必要的成本浪费。当进浆口注浆时，灌注浆液由裂缝深处到侧缝面溢出，压力也会降到零点。

具体施工工艺如下：清理缝面—埋管—封闭缝面—压风试漏—修补漏点—配浆（一般情况下A∶B=5∶1重量比）—灌浆—清洗灌浆泵及用具—48h后凿除灌浆管，用高强砂浆装饰平整。

4.1 灌注孔布孔、造孔

在混凝土裂缝上布孔前，应先钻先导孔进行压水试验，以确定所处理混凝土裂缝的深度、宽度、长度和是否存在贯穿性，以及缝隙吃浆量和灌浆压力等技术参数，并根据具体实际情况确定符合本工程的施工工艺。

如混凝土裂缝平均深度≤1m则可直接用电钻钻孔，孔位布设沿混凝土裂缝两侧斜向45°交叉布置，均在混凝土裂缝两侧10cm～15cm处钻孔，孔位的间距根据混凝土裂缝的贯通情况而定，孔位间距以50cm～100cm布置为宜；钻孔孔深（一般指垂直距离）大于混凝土裂缝深度的1/3为宜；布孔直径为Φ14mm。如混凝土裂缝灌注孔的平均深度＞1m，则需用风钻造孔，钻孔孔深（垂直距离）宜在混凝土裂缝深度的1/2～2/3处；布孔孔距可布置为1m；钻孔孔直径为Φ40mm。

以上布置的所有孔，均应边造孔、边压水，以了解所布设的灌浆孔与混凝土裂缝之间的的贯通情况及裂缝之间的串通情况，再根据实际的缝隙情况进行相应处理以达到混凝土的防渗效果。

4.2 灌注孔洗孔

混凝土裂缝钻孔完成后，方法一：可采用清水将钻孔中的粉尘和碎渣冲洗干净以疏通钻孔和混凝土裂缝之间形成的通道；方法二：可采用空压机对所凿好的灌注孔进行清孔。

4.3 埋灌浆嘴

在混凝土裂缝处骑缝粘贴灌浆嘴，在裂缝缝张开度较大的部位贴灌浆嘴，间距为50cm～100cm，根据裂缝大小及贯通情况而异，使用环氧砂浆或其他高强度粘结材料进行粘贴。采用此种贴嘴的好处是能有效的保持缝内的原始状态，且灌浆过程中浆液畅通性好，裂缝的处理质量好，还能节省灌浆材料，节约成本。

4.4 灌注孔压环氧树脂灌浆材料

环氧树脂种类很多，由于用途不同，牌号也不同，常温下形态也不完全相同，有的是固体，有的是很粘稠的液体。HK—G系列就是属于这一类灌浆材料。

表1 大坝裂缝处理施工数据表

(1)组成：A、B两组份；

(2)特点：

①粘度小，可灌性好，25℃时，η=5cp～15cp，可以设0.2mm左右的裂缝；

②粘结强度高，与混凝土的粘结强度一般都大于混凝土本身的抗拉强度；

③浆液具有亲水性，对潮湿基面的亲和力好；

④凝固时间可以用固化剂B来调节，可以在几十分钟到几十小时之内调节；

⑤操作方便，只要将A、B两组份混合均匀后，即可灌浆。

4.5 封缝

针对混凝土表面大于3mm的缝及所灌注裂缝的侧面均需用环氧砂浆或其他高强度粘结材料进行混凝土裂缝的封缝处理。

4.6 灌浆

通过混凝土裂缝的试验检查，如果合格后即可配制浆液，按如下工序进行灌浆：

（1）设备：对裂缝的处理，一般情况下进浆量是较少的，可使用手揿泵或压浆桶。手揿泵重轻，移动方便，价格便宜。泵上的压力表量程不要太大，用大盘面小量程（0MPa～1.5MPa）的压力表进行压力控制。

（2）浆桶、管路要干燥，不能有水。

（3）灌浆：自下而上进行。在灌浆过程中要注意：当有孔出浓浆时，就扎紧孔口出浆管，继续灌注，在规定的压力下灌浆10min～20min，直到灌浆结束，对没有出浆的孔要进行补灌。

4.7 混凝土封孔修整

将配制好环氧砂浆或其他高强度粘结材料嵌填至灌注孔内，封添密实，抹压后约4h终凝，随后使用喷雾器进行缝面喷雾养护，确保砂浆面层始终保持潮湿状态，养护时间为7天。养护完成后，进行表面清理干净并恢复原状。

4.8 效果检测

（1）压水孔布置

第一个压水孔布置于一号横缝的二号孔和三号孔中间且距裂缝50cm的位置，以60°为钻孔角度与裂缝斜交，第二个压水孔布置于一号横缝的四号孔和五号孔中间且距裂缝50cm的位置，以60°为钻孔角度与裂缝斜交，第三个压水孔布置于桩号为纵0-004.95、坝0+547.8，以90°为钻孔角度与裂缝垂直相交，第四个压水孔布置于桩号为纵0-003.45、坝0+546.8，以90°为钻孔角度与裂缝垂直相交。

四个压水检查孔在压力0.4MPa并持续20min恒压下，均无渗水现象。

（2）取芯位置布置及取芯结果

第一个取芯位置选在一号横缝的上游一侧，高程为627m，孔位中心骑在裂缝上并垂直，第二个取芯位置选在一号横缝的三号孔和四号孔中间，高程为629m，孔位再距裂缝35cm的位置，布孔角度为75°，第三个取芯位置选在一号纵缝的4号孔和5号孔之间，高程为627.4m，第四个取芯位置选在二号纵缝的10号孔和11号孔之间，高程为628.4m。

一号芯样长为30cm，裂缝大致平行于芯样，芯样裂缝被浆液充分填满。二号芯样共分三段取出，总长为80cm，芯样第三段与裂缝相交，芯样裂缝完全被浆液充满。三号芯样长为30cm，裂缝最深处在芯样10cm处，芯样裂缝充分被浆液填满，裂缝很细。四号芯样长为30cm，裂缝最深处在芯样6cm处，芯样1cm～3cm处表层裂缝不完全被浆液填满，3cm～6cm处裂缝被浆液充满。

经检测采用此种方法处理后的混凝土裂缝达到预期的防渗防漏的效果，很好地保证了水库安全蓄水的需要。

5 结论

经过化学灌浆的处理后，水库的各项基本设施已经施工完毕，水库经过相关部门的蓄水安全验收后，已经蓄水发电，经检测其各项安全检测项目均符合设计技术要求，说明在处理大体积混凝土的建筑物因水化热过大造成的裂缝时，通过化学灌浆的施工方法及措施可达到预定要求。大坝混凝土化学灌浆处理措施施工良好，施工质量满足设计要求，工程质量处于受控状态。※