石佛寺水库闸墩裂缝处理研究

2024-02-01杨海若

水电站机电技术 2024年1期

杨海若

（辽宁省石佛寺水库管理局有限责任公司，辽宁沈阳 110055）

石佛寺水库是辽河干流上唯一的一座大型控制性水利工程，坝址位于沈阳市沈北新区黄家街道和法库县依牛堡乡之间，距沈阳市区47 km。坝址以上流域面积164 786 km2，其中辽宁省内流域面积约16 000 km2。库区淹没覆盖范围实际为50.41 km2，回水长度21.17 km。

石佛寺水库总库容1.85亿m3，其中防洪库容1.60亿m3。水库枢纽为Ⅱ等工程，永久性主要水工建筑物：主坝、右副坝、左副坝、泄洪闸及相应的过坝、穿坝建筑物为2级，工程按100年一遇洪水标准设计，闸前洪水位50.22 m，300年一遇洪水标准校核，闸前校核洪水位50.69 m。拉马河左堤、胜利河左堤等次要建筑物为4级[1，2]。

1 问题提出

根据水库安全鉴定及水库运行管理过程中的检查，对水库泄洪闸闸墩出现的裂缝问题进行了统计汇总，结果见表1。

表1 闸墩裂缝统计表

根据DL/5251-2010《水工混凝土建筑物缺陷检测和评估技术规程》，裂缝分类标准见表2[3]。

表2 混凝土裂缝分类表

2 裂缝处理

2.1 混凝土裂缝处理

上游闸墩、翼墙：裂缝宽度≥0.2 mm部位的B、C类裂缝采用化学灌浆（环氧树脂）处理方案，裂缝宽度<0.2 mm部位的A类裂缝采用表面封闭（高弹性环氧双组分胶）处理方案。

下游闸墩、排架柱、启闭机室底梁、闸柱、梁中的A类裂缝采用表面封闭（高弹性环氧双组分胶）处理方案。

2.2 混凝土表面缺陷处理

露筋处理：露筋部位凿深25 mm后，将孔内混凝土残渣清洗干净，采用高韧性环氧砂浆修补。蜂窝麻面处理：用手钎凿除麻面内混凝土渣，填高韧性环氧砂浆抹平。

3 工程标准

3.1 工程等级和标准

根据SL 252-2017《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，石佛寺水库工程等别为Ⅱ等，主要建筑物主坝、副坝及泄洪闸的级别为2级，永久性次要建筑物为3级。水库按100年一遇洪水设计，300一遇洪水校核。水库特征水位见表3。

3.2 合理使用年限和耐久性要求

根据规范SL 654-2014《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》，2级建筑物的合理性使用年限规定为100年，2级建筑物-闸门的合规使用年限规定为50年，3级建筑物-闸门的合规使用年限应为50年。

水位以上为二类露天环境，水位以下为三类环境，根据要求，混凝土的指标规定为C25F200。按照GB 50367-2013《混凝土结构加固设计规范》4.2.1要求：根据实际来看，其强度等级应比构件、原结构均提高一级，但是不得低于C20级。混凝土采用硅酸盐水泥，混凝土中的氯离子含量不应大于0.06%，不得使用碱活性骨料。

3.3 维修养护内容

根据水库安全鉴定及水库运行管理过程中的检查，对本次需维修项目和部位进行了统计汇总，结果见表4。

表4 维修项目统计表

4 裂缝处理方案

4.1 化学灌浆

4.1.1 主要材料选择及材料性能指标

（1）具有良好的亲水性能，因为水既是稀释剂，又可作为固化剂。浆液遇水后可以先分散乳化，然后凝胶固结。

（2）可灌性好，黏度低，而且可在潮湿及涌水情况下进行灌浆。

（3）抗压强度>45 MPa,黏结强度>3 MPa，收缩率<5%。

4.1.2 施工工艺

渗漏水情况检查、清理→布孔、造孔→安装灌浆塞→化学灌浆→灌后检查→清理→清理结束。

（1）渗漏水情况检查、清理

清除伸缩缝表面的石灰、乳皮、松散颗粒。

（2）布孔、造孔

钻孔孔径Φ16 mm，孔距视渗漏水的散布情况与缝宽而定，一般为0.3~0.5 m。自缝一侧0.1~0.15 m开孔，孔深和孔斜以钻孔和裂缝在距缝0.3~0.5 m处相交作为准则，孔深0.2~0.6 m，一般不少于0.3 m。注意：钻孔时尽量使灌浆钻孔和缝能够相交。灌浆部位为止水带到衬砌混凝土的内表面。

造孔完毕后用热风枪或高压风吹孔，安装灌浆塞，连接管路。

4.1.3 灌浆

采用纯压法钻孔化学灌浆，利用高压化学灌浆泵将环氧树脂通过已钻好的通道灌入裂缝中去，浆液与水反应形成弹性固结体。

（1）灌浆压力取设计压力0.3 MPa，一般为0.2~0.5 MPa。

（2）灌浆竖缝：灌浆竖缝从低处向高处进行，两端做保护层，而后深孔低压慢灌，防止裂缝继续发展。

（3）灌浆结束标准：每孔灌至裂缝表面无水或流浓浆或注浆小于0.1 L/min灌浆结束。