陡山水库溢洪闸底板裂缝原因及处理措施

2017-04-07滕金花崔为胜李国平

山东水利 2017年2期

关键词：莒南县闸室灌浆

滕金花，崔为胜，李国平

（1.莒南县石泉湖水库管理所，山东莒南 276600；2.莒南县陡山水库管理处，山东莒南 276600）

陡山水库溢洪闸底板裂缝原因及处理措施

滕金花1，崔为胜2，李国平2

（1.莒南县石泉湖水库管理所，山东莒南 276600；2.莒南县陡山水库管理处，山东莒南 276600）

在陡山水库除险加固施工过程中，溢洪闸底板出现贯穿性裂缝，采用化学灌浆的方法进行处理，经多年运行确认裂缝处理效果良好。

陡山水库；溢洪闸底板；裂缝；化学灌浆

陡山水库位于莒南县城北17km，大店镇东8km处。1958年9月兴建，1959年7月蓄水。流域面积431km2，总库容2.9亿m3，兴利库容1.7亿m3，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾养殖、发电、供水和旅游等综合利用的的大（2）型水库。

2013年9月，水库进行除险加固。2014年8月，通过了下闸蓄水验收。2015年12月，工程全部完工。溢洪闸拆除重建建设内容：新建溢洪闸5孔，单孔净宽10.0m,总净宽50.0m，采用开敞式结构，闸底板高程119.5m，上设高度为0.5m驼峰堰，驼峰堰中轴线偏底板中轴线上游4.46m，堰顶高程120.0m；闸底板厚1.6m，闸室底板上、下游设高1.0m的齿墙。

2013年12月4日，3#和5#闸底板浇筑完成。2013年12月15日，在3#闸底板驼峰堰下游离闸室轴中心线约0.68m处、5#闸底板驼峰堰下游离闸室轴中心线约1.35m处各发现一条平行于闸室横向轴线的裂缝，裂缝长度均为11.5m，3#闸底板裂缝宽度为0.9mm左右，5#闸底板裂缝宽度为2mm左右。通过对闸底板中心位置钻孔取芯分析，混凝土裂缝上部较细，裂缝缝宽向下逐渐增大，形成贯穿性裂缝。

针对该问题，经专家论证施工单位对裂缝进行了加固处理。经过两个汛期的运行考验，裂缝处理效果良好。

1 裂缝原因分析

通过现场检测分析，施工过程中混凝土粗骨料粒径偏小且用量偏少（现场检测混凝土的配合比：水泥310kg，粉煤灰70kg，砂830kg，5～20mm石子305kg，20～40mm石子710kg，外加剂7.6kg，水162kg），使得混凝土的抗收缩性相对较低。在产生大量水化热后，混凝土体积收缩过大，加之外部温度较低（冬季施工），加剧了混凝土的收缩，在底部基岩的约束力下，产生的拉应力超出混凝土本身的抗拉强度，形成混凝土裂缝。

为了评价闸底板裂缝对闸室整体结构的影响，施工单位委托了南京水利科学研究院进行了裂缝影响分析。经过分析计算，闸室底板裂缝对结构安全影响范围小，但必须对贯穿裂缝进行加固处理。

2 裂缝处理

2.1 处理方法

裂缝处理方法采用化学灌浆。沿裂缝钻斜交孔与缝相交，再使用适当的灌浆压力灌注化学浆液。化学灌浆材料采用水溶性聚氨酯浆液，浆液膨胀性好，包水量大，具有良好的亲水性和可灌性，遇水后自行分散、乳化、发泡，与水发生化学反应形成不透水的弹性胶状固结体，固结体具有良好的延伸性、弹性、抗渗性和耐低温性，无毒、无污染，在水中永久保持原形。由于此化学灌浆浆材的黏度小、可灌性高，因而能够很容易灌入混凝土裂缝部位，从而达到止水目的。

2.2 化学灌浆工艺流程

1）施工场地清理：为裂缝两侧各5cm的范围内清理干净，无浮尘、油污、青苔等。

2）布孔、钻孔：钻孔前采用钢筋位置测定仪在裂缝两侧对裂缝两侧钢筋进行定位，以避免钻孔时对钢筋造成破坏。从裂缝最边处开始，于裂缝两侧5～10cm处倾斜钻孔至混凝土内部与裂缝斜交，顺序为一边到另一边。钻孔布置在裂缝两侧，交叉布置，孔径为13mm，斜孔孔深40～50cm，两孔间距约为50cm。由于混凝土裂缝呈不规则状，所以需要特别注意钻孔时须与裂缝面斜交。在渗水集中的裂缝漏水处钻骑缝孔2～5个。

3）洗孔：钻孔带出的混凝土粉末采用高压气（0.5MPa左右）、水进行清理至孔口冒清水为止。

4）灌浆嘴安装:孔内清洗干净后安装灌浆嘴，安装顺序自裂缝一边至另一边。安装完成后检查混凝土裂缝处渗水情况。

5）裂缝清洗：采用灌浆机自裂缝一边向另一边往灌浆嘴注裂缝清洗剂，灌注压力控制在0.2～0.4MPa，待持续灌注清洗剂压力恒定且停机后压力为0时灌注下一个灌浆嘴，直至清洗完整条裂缝。

6）裂缝表面封闭：用磨光机对裂缝表面两侧进行清理，并拭去裂缝表面渗水后，在裂缝表面涂抹环氧胶泥封缝材料。对裂缝渗水情况较多时，应在裂缝上预留排气、排水孔。在环氧胶泥外侧涂刷硬水泥以提高封缝效果。冬季封缝胶泥完全固化时间约为15h。

7）化学灌浆：自上而下，从一侧到另一侧开始灌注水溶性聚氨酯灌浆材料，灌浆压力控制在0.3～0.5MPa，待环氧胶泥上留排水孔或骑缝孔渗出灌浆材料后，根据《混凝土坝养护修理规程》（SL230-98）灌浆量小于0.02L/min时停灌，直至灌注完成整条裂缝。

8）清理：冬季聚氨酯灌浆材料完全固化时间约为2～3d。待水溶性聚氨酯完全固化后，拆除灌浆嘴并清理缝面，裂缝处理完成。