纯混凝土高薄拱坝接缝灌浆横缝串区的处理方法

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	纯混凝土高薄拱坝接缝灌浆横缝串区的处理方法

发布时间：2016.06.15 新闻来源： 浏览次数：

    混凝土坝施工时，为防止因温度应力产生的裂缝，常按分缝的方式将坝体分成若干坝段，每一坝段按分层交替上升进行浇筑施工。为保持坝体在运行时的整体性和有效传递应力，大坝投入运行前，要对这些分缝注入水泥浆液进行灌浆处理，即进行接缝灌浆。混凝土坝接缝灌浆通常会发生串区、串层的情况，串区、串层的处理是接缝灌浆难点。现以寿宁牛头山水电站大坝为例，探讨纯混凝土高薄拱坝接缝灌浆横缝串区处理方法，供参考。
    1 ·概述
    寿宁牛头山水电站纯混凝土拱坝最大坝高108m，坝顶弧长307. 2 m，最大底宽25. 0 m，坝顶高程343. 0 m，建基面高程235. 0 m。大坝共分15 个坝段，设14 道横缝，9 个灌浆层，每层灌浆层高9～ 12 m，共86 个灌区，灌浆面积约2. 0 万m2。
    2 ·串区的发生及原因分析
    牛头山水电站大坝接缝灌浆实施过程中，14 条横缝有7 条横缝出现灌区窜区( 见图1) ，其中以两个灌区( 5# 横缝和6# 横缝) 相串居多。5# 横缝第一、二、三灌区互串，6# 横缝第二、三、四灌区互串。预灌性压水检查时，5# 横缝第一灌区排气管压力为零，排气管最大出水率为45 L /min，漏水率为15 L /min。检查发现，5#横缝下游面基岩缝隙渗水。因基岩缝隙较多，现场无法完全封堵。6#横缝第四、五灌区串水量较少。

    分析认为，造成横缝灌浆出现串区的主要原因在于: 止浆片( 铜片) 焊接缺陷、安装位置不准、混凝土浇筑过程中被碰撞变形或移位，未修整好止浆片位置和形状就浇筑后浇块，且止浆片周围混凝土振捣不密实等。
    3 ·串区处理
    根据串区发生的原因分析，通过改进施工工艺、延长灌浆循环时间、随时注意灌浆压力表变化和缝面张开度变化、采用平压水压力进行控制调整等措施进行接缝灌浆串区处理。
    ( 1) 准备工作。坝体温度检测，横缝、接触缝面通水检查，横缝缝面张开度检测，预灌性压水和风水轮番洗缝等。
    ( 2) 灌浆机械、管路及监测仪器布置。接触灌浆配备1 台灌浆机，5#、6#横缝均配备2 台灌浆机。每一个灌区设置1 套进浆管路和1 套出浆管路，灌区间进浆管路转换采用三通接头，以保证灌浆的连续性。每一个灌区进浆管和出浆管各布置1 个压力表，随时监测灌浆压力变化。4# 横缝第一灌区、7#横缝第四灌区进浆管和出浆管各布置1个压力表，用以控制平压水压力。7#横缝高程271. 0 m、6#横缝高程247. 0 m 和268. 0 m、5# 横缝高程247. 0 m 和268. 0 m 各布置1 个百分表，随时监测缝面张开度变化。
    ( 3) 灌浆顺序。为防止5#横缝灌浆时堵塞接触灌浆管，先完成接触灌浆，后进行接缝灌浆，即先进行左岸接触灌浆第一、二、三区的灌注，灌完后，同时对5# 横缝( 第一、二、三灌区) 、6# 横缝( 第二、三、四灌区) 进行接缝灌浆。
    ( 4) 灌浆压力控制。接缝灌浆开始时首先控制灌浆压力，因其大小直接影响灌浆质量。通过回浆管阀门的不同开启度调节灌浆压力，灌浆过程灌浆压力控制为设计压力的50% ～ 75%，最终一级灌注浓浆时采用设计灌浆压力灌注。
    ( 5) 灌浆过程出浆率及增开度控制。灌浆中，随时观察出浆率情况，一般控制出浆率为15 ～ 25 L /min; 同时注意观察缝隙增开度，一般控制灌区层顶的增开度不大于0. 5 mm。增开度过大会导致缝面形成气囊，影响灌浆质量。
    ( 6) 浆液水灰比控制。开灌起始浆液水灰比采用1∶1，同时灌注5# 横缝第一灌区、6# 横缝第二灌区。待5#横缝第二灌区、6# 横缝第三灌区进、回浆管都有浆液串出时，变换浆液水灰比为0. 6∶ 1 的浓浆灌注，浓浆浆液中加入0. 15%的缓凝剂。当5#横缝第二灌区、6# 横缝第三灌区进、回浆管出浆比重达到1. 72 时，利用第二台灌浆机灌注5#横缝第二灌区、6#横缝第三灌区，开灌浆液浓度水灰比为0. 6∶1。当5#横缝第三灌区、6# 横缝第四灌区进、回浆管都有浆液串出时，利用下面灌区所使用的灌浆泵灌注以上灌区。
    ( 7) 灌浆过程平压水压力控制。灌浆区起压开灌的同时，邻缝必须平压。4# 横缝第一灌区、7# 横缝第四灌区通水平压，平压水压力以相应缝面增开度不大于0. 1 mm 控制。5#横缝第三灌区、6#横缝第四灌区排气浆管出浆比重达到设计浆液比重且缝面吸浆量不大于0. 4 L /min 时，在5#、6# 横缝缝面及相邻缝面开度允许情况下，尽可能提高压力，延续20 min 闭浆结束。
    ( 8) 灌浆结束时的注意事项。灌浆结束时，应在不释压的情况下先关闭所有出浆和进浆管口阀门，以防止灌入浆液倒流，待压力自然消失后才可将其拆除。结束灌浆的同时，相邻区的通水平压还需继续维持一段时间，直至将串入的浆液全部清除后再停止。
    4 ·接缝灌浆效果分析
    本大坝横缝接缝灌浆共14 条，9 个灌浆层，86个灌区。14 条横缝中，有7 条横缝出现灌区窜区。现以灌区相串最多的5#、6# 横缝的灌区灌浆为例进行接缝灌浆效果分析。从表1 看，接缝灌浆串区处理措施可行，灌浆结果满足设计和规范要求。
    从钻孔取芯情况看( 见图2) ，缝内水泥填充密实，胶结良好。

    5#缝进行压水检查，压力1. 0 MPa，10 min 内平均注水量不大于0. 50 L /min，质量优良。
    5· 结语
    牛头山水电站大坝接缝灌浆实施过程中，14 条横缝有7 条横缝出现灌区窜区，其中以两个灌区( 5#横缝和6# 横缝) 相串居多。为应对灌浆串区问题，施工过程采取了改进施工工艺、延长灌浆循环时间、随时注意灌浆压力表变化和缝面张开度变化、采用平压水压力进行控制调整等措施。从串区最多的5#横缝、6#横缝灌浆部分成果看，缝面增开度均小于0. 3 mm，压水检查和钻孔取芯检查也满足灌浆规范要求。可见上述接缝灌浆横缝串区的处理方法是可行，可供类似工程参考。