盖下坝水电站坝体接缝灌浆施工

2015-11-01李明柱王锦江杨让全

东北水利水电 2015年12期

关键词：通水排气管坝体

李明柱，王锦江，范永，杨让全

（1.中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江杭州 310004；2.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春 130021）

盖下坝水电站坝体接缝灌浆施工

李明柱1，王锦江1，范永2，杨让全2

（1.中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江杭州 310004；2.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春 130021）

盖下坝水电站为混凝土双曲拱坝，共分9个坝段，布置8条横缝。本文主要介绍上述坝体接缝灌浆的施工方法、主要成果及在实际施工中的一些经验总结。

拱坝；接缝灌浆施工；盖下坝水电站

盖下坝水电站为混凝土双曲拱坝工程，大坝厚高比为0.106，水库正常蓄水位392.00m，最大坝高160.00m。共分9个坝段，坝体布置8条横缝。坝体横缝接缝灌浆系统采用拔管法形成，在混凝土温度、龄期、缝宽等条件均达到设计标准后开始接缝灌浆施工。

1　地质条件

长滩河流域属构造剥蚀中、低山地貌类型，工程区出露的地层主要为三叠系石灰岩、白云质灰岩、泥质白云岩、泥灰岩等碳酸盐岩类地层和粉砂质泥岩、长石石英砂岩等碎屑岩类地层。地质构造以褶皱为主，无区域性断裂通过。岩石溶蚀作用轻微，建筑物区域断层少，规模也不大，两岸坝肩无缓倾角断层，缓倾角节理亦少见，岩体风化带和卸荷带厚度均不大，坝基岩体透水率普遍为弱～中等透水。坝址基岩岩质坚硬，岩体完整性、均一性均较好，拱坝建基面为弱风化岩体下部至微风化岩体上部，卸荷带在坝基范围已挖除。

2　接缝灌浆施工方法及成果分析

2.1接缝灌浆施工方法

2.1.1总体施工工艺流程

接缝灌浆主要流程为：管路系统安装→灌前数据搜集整理→灌前通水检查→缺陷灌区处理→灌浆→质量检查。接缝灌浆工艺流程见图1。

2.1.2灌浆管路制安

1）接缝灌浆灌区布置及安装

接缝灌浆灌区布置：分区高度一般为6～13m，每个灌区由进回浆主管、升浆管、排气槽、排气管及止浆片组成，进回浆管采用φ38.1mm硬塑料管，排气管采用φ25.4mm硬塑料管，升浆管采用φ19.1mm软塑管充气拔管形成，系统管路引出端采用50cm长钢管，其中外露坝外15cm，钢管和硬质塑料管连接牢固。

图1　接缝灌浆施工工艺流程图

拔管法管路系统安装的方法：在先浇筑块的模板上按1.2m的间距设置φ25.4mm半圆型钢管，在半圆型钢管的两侧埋设长度为7～10cm，间距60cm的8号铁丝，待混凝土拆模后，即在先浇块混凝土缝面上形成半圆形凹槽和铁丝露头。安装时，把塑料软管嵌入半圆型凹槽内，并用细铁丝将塑料软管顺直绑扎固定，封闭端插入进回浆管φ25mm支管内或混凝土浇筑分层面骑缝出浆孔内，然后充0.3～0.5MPa的压力气，膨胀到不能从φ225.4mm支管内或混凝土浇筑分层面骑缝出浆孔内拔出为止，并保证与进浆管三通连接紧密。待后浇块混凝土浇筑一定时间后，将软管放气拔出，形成骑缝的出浆孔，每层后浇块混凝土拔管后，应对升浆管路进行通水检查和冲洗。

顶部排气槽采用在先浇块模板上安装角钢，在先浇块混凝土上形成排气槽，浇筑后浇块时安装排气管，并用1.0 mm厚30cm宽的镀锌铁皮封闭排气槽。

2）岸坡接触灌浆灌区布置和管路安装

接触灌浆采用预埋管路系统，待坝体混凝土的温度达到设计要求后进行灌浆。灌区的灌浆管路系统由进回浆干管、升浆管、排气槽、排气管及止浆片等组成。进回浆干管采用1.5″硬塑料管，垂直升浆管和排气管采用1″硬塑料管，升浆管基本间距为2.2m，个别部位调整为1.8～2.5m不等，升浆管顶部宜终止在排气槽以下0.5～1.0m处。

3）每个灌区灌浆系统安装完成后，均进行了挂牌标示，并采取妥善措施加以维护，防止人为损坏。

2.1.3灌浆材料

按要求，灌浆采用强度等级为42.5级硅酸盐水泥，其水泥细度要求通过80μm方孔筛，其筛余量小于5%。

2.1.4接缝灌浆准备工作

1）各种资料收集，灌浆开始前对混凝土龄期、缝面张开度、温度、盖重厚度、通水检查情况等资料进行统计汇总。

2）在坝后桥等有观测条件的灌区安设百分表进行变形观测装置，进行缝面增开度的测量，以控制灌浆过程的灌浆压力，减少灌浆产生的有害变形，灌浆过程中未产生有害变形。在通水开始前至接缝灌浆时埋有测缝计的部位加强接缝张开度的观测。

2.1.5接缝灌浆具备条件

1）进行灌浆之前，灌缝两侧混凝土及灌区混凝土的温度必须达到设计灌浆温度。

2）灌区两侧坝块混凝土及上部压重混凝土龄期大于90d，盖重混凝土龄期大于28d。

3）除顶层外，接缝灌浆区上部应有不小于6m厚混凝土压重，其温度应达到设计混凝土灌浆温度。

4）接缝的张开度不小于0.5mm。5）灌区密封，管路和缝面畅通。6）接缝灌浆施工布置完成。7）取得监理签发准灌证。

2.1.6灌前全面通水检查以及预灌性压水试验

1）所有接缝灌浆灌区灌浆前均进行全面通水检查，通水压力为设计灌浆压力的80%，检查分四部进行：

①灌浆管路通畅性检查，主要检查进回浆管路的通畅性。采用压力水通过压力表、水表等仪器进行灌浆管路的通畅性检查。

②排气管路的通畅性检查，主要检查排气管路之间的互通情况。

③缝面的通畅性检查。采用单开通水检查方法，即利用某一进浆管路通水，其回浆管路封闭，压力控制在灌浆压力的80%左右，观测进浆管路进水和排气管路出水流量。

④灌区的密封性检查。通水时观测坝前、坝后及观测廊道，分析进出水流量情况，判断缝面有无外漏及上下层串层现象。

2）灌区密封，管路和缝面畅通条件：灌区至少有一套灌浆管路畅通，其通水流量大于30L/min；两个排气管的单开出水量均应大于25L/min；缝面漏水量应小于15L/min；发现外漏，进行封堵处理。

3）预灌性压水试验：各灌区灌浆前均进行预灌性压水检查，压水压力等于灌浆压力，记录检查情况；灌浆前以循环的压力水进行管路和缝面的冲洗，冲洗压力以排气管出口压力0.2MPa控制，对缝面充水浸泡24h，然后放净后开始灌浆。

2.1.7通水平压

各灌区施灌前，在灌浆缝面起压的同时，邻缝也进行通水平压，并保证通水压力值，使相邻接缝底部压力差不大于0.2MPa。平压水采用大坝供水系统形成的压力水进行，上部采用机械压水进行平压。

2.1.8灌浆

1）灌区灌浆顺序以及时间间歇要求

①为了避免各坝块沿一个方向产生累积变形，实际施工中接缝灌浆从大坝中部向两岸推进。

②该工程中接缝灌浆采用逐区连续灌浆方式，从中间向坝肩进行。前一灌区灌浆结束后8h以内，开始后一灌区的灌浆，否则间隔3d后再进行灌浆。

③同一坝缝的下一层灌区灌浆结束10d后，上一层灌区方可开始灌浆。若上、下灌区均已具备灌浆条件，可采用连续灌浆方式，但上层灌区灌浆应在下层灌区灌浆结束后4h以内进行，否则仍应间隔10d后再进行灌浆。

2）灌浆压力

①灌浆压力用与排气槽同一高程的排气管管口的压力表示，灌浆压力为0.4MPa；若排气管引至坝后桥、廊道等部位，则排气管管口的灌浆压力值通过换算确定；若排气管堵塞，应以回浆管管口相应压力控制。

②灌浆过程中，严格控制灌浆压力和缝面增开度。缝面增开度不大于0.5mm，坝体径向移动不大于2mm。采用百分表结合坝体测缝计观测相结合的方式进行缝面增开度观测。

3）浆液水灰比

①浆液水灰比采用3个比级：开灌水灰比为2∶1的浆液，待排气管出浆后，即改为1∶1的浆液灌注，当排气管出②当缝面张开度大于2.0mm时，管路畅通，两个排气管单开出水流量均大于30L/min；开灌水灰比为1∶1或0.5∶1的浆液。

浆水灰比接近1∶1或水灰比为1∶1浆液灌入量约等于缝面容积时，改为0.5∶1的浆液直至结束。

4）结束标准

①灌浆结束条件：当排气管排浆达到或接近最浓比级浆液，且管口压力或缝面增开度达到设计规定值，注入率不大于0.4L/min时，持续20min，灌浆结束。

②灌浆结束时，先关闭各管口阀门后再停机，闭浆时间不少于8h。

2.1.9接缝灌浆质量合格条件

1）两侧坝块混凝土和温度达到设计的规定值；

2）排气管均排出浆液且有压力；

3）密度达到1.5g/cm3以上；

4）有一个排气管处压力已达设计要求压力的50%以上。

2.2接缝灌浆成果分析

经检测灌区两侧坝块混凝土和温度达到设计的规定值，缝开度最大值4.9mm，最小值0.5mm，满足设计要求的大于0.5mm的标准；灌浆过程中两个排气管均排出浆液且有压力；设计要求的排浆密度要达到1.5g/cm以上，实际检测结果排浆密度最大值为1.82g/cm，最小值为1.73g/cm；排气管压力最大值0.73MPa，最小值0.31MPa，均达到设计要求压力0.4MPa的50%以上，灌浆质量合格。

3　施工过程经验总结

1）施工过程中，在258廊道内发现有灌区封闭不好，在廊道内有外漏现象，分析原因主要是廊道止浆带周边混凝土振捣不密实造成的。采用了化学材料表面封闭的方法进行了处理，处理后满足灌区封闭的要求。为避免灌区不封闭，坝体混凝土备仓浇筑过程中要特别注意接缝灌区周边止浆带的安装、保护及止浆带附近的混凝土振捣，务必保证接缝灌区的封闭性。防止出现灌区上下游出现漏点及上下层灌区的互通现象，一旦出现漏点及互通处理难度很大，会给施工造成非常大的干扰并影响接缝灌浆的质量。

2）因工期需要，该工程曾尝试在夏季进行接缝灌浆，对上、下游坝面也采取了保温措施，对坝体混凝土采取了通机制冷水降温的方法，但是混凝土的降温效果不明显，混凝土温度没有达到设计的接缝灌浆温度要求，最终选择在低温季节进行接缝灌浆，合理安排接缝灌浆时间，既节约成本又能保证质量。

3）由于拱坝灌浆施工各种灌浆的预埋管较多，为准确辨识灌浆管，施工前需制定整个工程的预埋管编号规则，施工中严格按照制定的编号规则对各灌浆管进行挂牌标示，施工过程中必须加强各种预埋管路标示牌的保护，加强对各种预埋管路的外漏部分的保护，防止损坏、堵塞。