现役大坝迎水面混凝土面板综合修复技术研究

唐 桢，廖乾成，于五江

(四川港航建设工程有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

在大坝的长期运行过程中，大坝迎水坡面面板可能出现面板中部挤压破坏、周边缝止水拉裂、部分区域出现坑洞、混凝土面板表面出现大面积裂缝等问题，由于重建大坝的费用一般较高，为节约工程施工成本，往往需要对混凝土面板裂缝进行修复，解决面板的裂缝和大坝渗漏偏大的问题。

金溪航电枢纽工程位于四川省南充市蓬安县境内，是经国家审定的嘉陵江渠化开发十六级规划的第八级，是“四江六港”水运发展规划中的一个重点基础设施建设项目，距南充市55 km，上游与已经投入建成发电的新镇电站尾水衔接，下游与已开工建设的马回航电枢纽工程衔接。投入运营之后，金溪航电枢纽工程部分区域出现坑洞、裂缝、坡脚淘刷严重等问题，在现场可以看到很多裂缝以及结构缝之间生长一些植被，需人工连根进行清除并回填混凝土加固，如图1所示。为了保证金溪航电枢纽工程后期运行的安全性，对金溪航电枢纽工程所出现的大坝面板混凝土出现的问题进行了检查，并在此基础上进行分类统计，然后对金溪航电枢纽破坏区域进行修复，主要修复内容包括坑洞修复、裂缝修复、坡脚修复、护坡下部和护脚垮塌修复、检查通道修复、坡脚及坡面维护等，最终集成现役大坝迎水坡面混凝土面板综合修复施工技术，可为类似大坝迎水坡面混凝土面板修复工程提供参考。

图1 金溪航电枢纽工程破坏区域情况

1 国内外现有的技术存在的问题

为了保证金溪航电枢纽工程后期运行的安全性，根据金溪航电枢纽工程原设计要求，对金溪航电枢纽工程所出现的大坝迎水面面板混凝土缺陷及渗水点进行处理。工程上处理大坝迎水面面板大面积缺陷修复通常采用凿槽封缝、埋管注浆、刷涂防水材料等方法。但大坝面板大面积缺陷修复加固时存在人工凿槽封缝填充施工效率低、面板加固整体性提升、灌浆孔临时封闭效果不佳等问题，影响混凝土面板堆石坝大面积缺陷修复的施工质量和施工效率。针对上述施工问题，本项目在大坝面板渗水点采用多孔同封灌浆处理，灌浆孔采用可启闭的临时封闭装置进行临时封闭，渗水条带采用快速铺填装置铺填塑性止水材料。大坝迎水坡面面板大面积缺陷区进行化学植筋，刷防水砂浆封底，然后通过贴面框格钢板将化学植筋连为整体，对面板进行整体加固。贴面框格钢板上设置镶嵌槽板，镶嵌微嵌式预制板快速封闭，微嵌式预制板与贴面框格钢板之间空隙通过防水砂浆封缝。采用该技术可以提高大坝迎水坡面面板大面积缺陷修复的施工效率、降低施工难度，改善大坝迎水坡面面板的防渗性能，减少现场作业时间，提高工效。

2 工艺操作要点与流程

2.1 操作要点

1)基面清理。工程施工前，对大坝迎水面基面进行清理，人工连根清除裂缝以及结构缝之间生长的植被，并清除大坝坝面的碳化层和污垢，使大坝坝面混凝土表面洁净。

2)钻孔灌浆。对混凝土面板上的裂缝进行详细的统计，记录裂缝位置、裂缝长度、裂缝宽度、裂缝总条数并标注裂缝编号，进行分区处理。然后对大坝迎水坡面板大坝渗水点进行修复，沿渗水条带并向两端顺延50 cm凿U型槽，U型槽宽5 cm、深5 cm。然后对渗水点进行渗水深度检查，根据检测结果在大坝迎水坡面板裂缝上的大坝渗水点及渗水条带两侧打孔布置多个灌浆孔进行多孔同封灌浆施工，避免混凝土面板上的渗水点处继续渗水。渗水点灌浆孔布置示意图如图2所示，集中渗水点处打灌浆孔可采用垂直渗水点的方式打孔。

图2 渗水点灌浆孔布置示意图

3)灌浆孔临时封闭。灌浆孔钻设完毕后，采用临时封闭装置对槽口进行临时封闭，灌浆孔临时封闭装置为两片式，下盖板为圆环形，环内填充环氧胶，下盖板与坝体接触面涂抹环氧胶，下盖板与上盖板通过膨胀螺栓与坝面连接，安装拆卸使用方便。灌浆孔临时封闭完成24小时候进行压气试验，漏气部分需重新进行封闭。

4)灌浆。坝迎水坡面面板裂缝灌浆材料采用LW/HW水溶性聚氨酯化学灌浆材料，灌浆时从渗水条一端向另一端逐孔灌注水泥砂浆。

5)渗水条带充填。清理槽内杂质，嵌填塑性止水材料，然后涂抹聚合物水泥砂浆和水泥基防渗材料。塑性止水材料通过塑性止水材料快速铺填装置填充。

6)化学植筋。在坝面按照一定间距布置化学植筋，钻孔灌注植筋胶，在锚孔中埋入钢筋。

7)贴面框格钢板安装。在坝面铺设贴面框格钢板，贴面框格钢板与化学植筋通过螺母固定，化学植筋上裸露部分设混凝土保护层。在贴面框格钢板上镶嵌微嵌式混凝土预制块，微嵌式混凝土预制块与贴面框格钢板之间缝隙填充防水砂浆。

2.2 施工工艺流程(见图3)

图3 现役大坝迎水坡面混凝土面板综合修复施工工艺流程图

3 大坝迎水坡面面板大面积缺陷修复结构研究

本项目提出一种大坝迎水坡面面板大面积缺陷修复结构，大坝面板裂缝渗水处采用多孔同封定型化灌浆，大坝渗水点两侧错距布置多个灌浆孔灌注水泥砂浆封闭，渗水条带内填充塑性止水材料，并涂抹聚合物水泥砂浆和水泥基防渗材料。大坝坝体进行化学植筋，然后灌注植筋胶，在锚孔中埋入钢筋，并在钢筋端部设置螺母和垫片，化学植筋裸露部分设混凝土保护层。原大坝迎水面面板布置化学植筋后安装贴面框格钢板，化学植筋通过贴面框格钢板连为整体。贴面框格钢板设置镶嵌槽板，镶嵌槽板上搁置微嵌式混凝土预制块，微嵌式混凝土预制块和贴面框格板之间空隙填充防水砂浆。贴面框格钢板上预留植筋孔，化学植筋穿过预留植筋孔拉固贴面框格钢板。灌浆孔采用灌浆孔临时封闭装置临时封闭，灌浆孔临时封闭装置为两片式，下盖板为圆环形，环内填充环氧胶，下盖板与坝体接触面涂抹环氧胶，下盖板与上盖板通过膨胀螺栓与坝面连接。图4为现役大坝迎水坡面混凝土面板综合修复施工结构示意图。

图4 现役大坝迎水坡面混凝土面板综合修复施工结构示意图

4 结 论

本文结合金溪航电枢纽工程，提出了大坝迎水坡面面板大面积缺陷修复结构，可以提高大坝迎水坡面面板大面积缺陷修复的施工效率、降低施工难度，改善大坝迎水坡面面板的防渗性能，减少现场作业时间，提高工效。该结构具备以下效果。

1)该大坝迎水坡面面板大面积缺陷修复结构及施工方法，通过对原大坝迎水面面板布置化学植筋，刷防水砂浆封底层，安装贴面框格钢板，化学植筋通过贴面框格钢板连为整体，增强了化学植筋的整体性，具有较好的加固效果。

2)该大坝迎水坡面面板大面积缺陷修复结构及施工方法，通过使灌浆孔采用两片式临时封闭装置临时封闭，下盖板为圆环形，与坝体接触面及环内涂抹环氧胶，下盖板与上盖板通过膨胀螺栓与坝面连接，可对灌浆孔快速封闭，封闭效果较好。

3)该大坝迎水坡面面板大面积缺陷修复结构及施工方法，通过快速铺填装置对塑性止水材料进行填充，铺填装置顶部设置可调节的刮平板，用于塑性止水材料的刮平，塑性止水材料通过电动推杆推动填充，操作简单，填充速度快。

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