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城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
  • 浏览:1441
  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-05-31 12:35:37
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

碾压混凝土大坝施工缝渗水处理研究

2019/8/9 15:17:00 市政工程 王风雷
资料简介

摘要:本文详细介绍了碾压混凝土坝施工缝出现渗水的原因分析以及处理方法、处理材料选取,为其他同类项目类似问题提供了参考。

碾压混凝土大坝施工缝渗水处理研究

王风雷

中国水电十五局国际工程公司

摘要:本文详细介绍了碾压混凝土坝施工缝出现渗水的原因分析以及处理方法、处理材料选取,为其他同类项目类似问题提供了参考。

关键词:施工缝 渗水 原因分析 处理

1.工程概况

摘要:某水库工程开发任务以防洪、灌溉、供水为主,兼顾发电。水库总库容1.96亿m3,防洪库容0.44亿m3,正常蓄水位115m,死水位90m。河岸地面式厂房安装3台发电机组,总装机容量15MW。电站尾水池兼作灌溉及供水渠首。工程属Ⅱ等大(2)型水库工程。工程由拦河坝、泄洪建筑物、水电站、灌溉及供水渠首等组成。

大坝为碾压混凝土重力坝,坝顶高程119m,最大坝高74m。坝轴线全长295.5m,共分17个坝段。

2.下闸蓄水前大坝质量检查情况

2.1排水槽、排水孔压水检查情况

按照下闸前设计技术要求,参建各方共同对大坝止水中间排水槽、坝体排水孔进行压水试验,检查止水封闭情况、层间结合情况。

(1)通过排水槽压水发现坝体上游面坝体永久横缝两侧水平施工缝出现渗水。

渗水及渗径长度情况分析如下:

①水平施工缝在横缝周边,水平施工缝延伸至第一道止水(缝深≥1m)形成绕渗;

②水平施工缝在坝段分缝处沿坝轴线方向显现长度大于25cm(止水嵌入混凝土25cm),形成渗水通道。

③溢流坝面下游一、二期混凝土结合面通过钻孔压水,沿坝段分缝一二结合面出现渗水面,与上游结合面出水状况基本一致。

表2-1 大坝砼压水渗水范围统计表

裂缝编号

所在部位

高程(m)

渗水范围(m)

备注

1#

左非3、左非4坝段横缝

79.0

-

点状渗漏

2#

82.0

-

点状渗漏

3#

85.0

1.5

横缝右侧

4#

左非4、左非5坝段横缝

78.0

-

点状渗漏

5#

85.0

8.0

止水两侧

6#

左非5、左非6坝段横缝

71.5

-

点状渗漏

7#

74.5

-

点状渗漏

8#

85.0

3.0

横缝左侧

9#

左非6、左非7坝段横缝

64.0

-

点状渗漏

10#

64.5

-

点状渗漏

11#

71.5

6.5

止水两侧

12#

左非7、泄1坝段横缝

71.5

6.0

止水两侧

13#

泄1、泄2坝段横缝

71.5

6.0

止水两侧

14#

77.5

3.0

横缝右侧

15#

82.0

3.0

横缝右侧

16#

84.0

4.0

横缝左侧

17#

89.5

3.0

横缝右侧

18#

泄2、泄3坝段横缝

89.5

3.0

止水两侧

19#

右非6、右非5坝段横缝

58.0

7.0

止水两侧

20#

65.5

9.0

止水两侧

21#

70.5

5.0

横缝左侧

22#

78.8

2.0

横缝右侧

23#

82.0

0.5

横缝左侧

24#

85.0

2.5

横缝右侧

(2)大坝排水孔压水检查情况检查结果详见表2-2。

表2 -2 大坝排水孔压水检查情况统计表

坝段

序号

压力(Mpa)

上下游坝面渗水情况

备注

左非3

1

0.2

不渗

左非4

1

0.2

不渗

2

0.2

不渗

3

0.2

不渗

4

0.2

不渗

5

0.2

不渗

左非5

1

0.2

不渗

2

0.2

不渗

3

0.2

不渗

4

0.2

不渗

5

0.2

不渗

6

0.2

不渗

7

0.2

不渗

左非6

1

0.2

不渗

2

0.2

不渗

3

0.2

不渗

通过大坝坝体排水孔压水检查,坝体上下游面均未出现渗水,说明大坝施工结合面、上游防渗区及第二道止水施工质量良好,达到设计的防渗要求。

通过对大坝溢流面挑坎部位钻孔压水试验,下游坝面出现渗水,说明大坝下游坝面一二期砼结合部位及两种砼结合部位局部出现薄弱面。

2.2物探检查情况

为准确检测施工水平缝显现深度,施工方在左非7与泄1坝段横缝71.5m高程右侧布置6个超声波测试点。第1个点距横缝80cm,测得显现深度大于45cm,第6个测点距横缝2.8m,测得显现深度为6cm,检测结果见表2-3。

表2-3 超声波检测坝面施工缝面显现情况表

部位

测点位置

显现深度(cm)

显现宽度(mm)

备注

下游坝面生态放水管

F1

12

0.12

F2

11.6

0.11

上游坝面Z7-X1坝段71.5m高程

距离伸缩缝0.8m

>45

0.21

设备最大测深45cm

距离伸缩缝1.3m

>45

0.18

距离伸缩缝1.5m

45

0.18

距离伸缩缝2m

36

0.15

距离伸缩缝2.3m

22

0.12

距离伸缩缝2.8m

6

0.10

通过超声检测结果分析:坝体水平施工缝在止水周边显现深度较深,随着距坝段横缝的距离越长,水平缝的显现深度越浅,与排水槽压水局部渗水点的渗径发展规律基本吻合。

通过对坝体排水槽、排水孔及物探超声波检测说明以下两点:(1)整个坝体防渗效果良好,仅在坝体排水槽上游第一道止水周边出现局部渗漏;(2)通过物探超声波检测,说明坝面渗水均属浅表层渗水,渗水由排水槽附近向两侧延伸出上游坝面,造成上游坝面渗水。

3.渗水原因分析

大坝坝体表面水平施工缝显现后,通过排水槽压水施工缝面出现局部渗水情况,经分析认为:(1)大坝坝体混凝土施工一年来,坝体浇筑成型混凝土未经过低温季节,坝体内部温度较高,目前大坝还处于施工期间,近期由于受寒流影响,气温骤降,导致已浇筑坝体内外温差较大,混凝土由于预冷收缩,促使坝体横缝及水平施工缝显现,为内部因素;(2)排水槽压水缝面出现渗水,由于水平施工缝显现,坝体上游止水距离上游面较近,坝段分缝开裂使的止水周边混凝土温度较低,水平施工缝显现,导致排水槽压水上游止水周边局部出现绕渗,上游面出现局部渗水;(3)除施工缝面出现渗水外,每一升程内未出现渗水面,检查结果表明升程内混凝土施工质量良好,止水效果满足设计要求。

4.大坝层间缝面处理

根据《大坝坝面混凝土施工缝缝面渗水化学灌浆试验报告》的试验成果及相关单位批复意见,大坝层间缝处理采用“缝面贴嘴灌浆+表面涂刷”的方式进行处理,材料选用聚氨酯类材料。

4.1施工工艺流程

表面处理→灌浆孔施工→封闭封口→试气→灌浆→检查。

4.2施工方法

4.2.1施工准备

(1)表面处理

将层间缝两侧各10cm宽的混凝土表面浮渣及油污等清除干净,对粘贴灌浆嘴处采用棉丝蘸丙酮或甲苯檫洗。

(2)钻孔

灌浆孔采用骑缝布置,采用环氧胶泥骑缝粘贴灌浆嘴,间距30cm。钻孔采用手持式电钻钻进,钻孔孔径为φ22mm,孔深15~20cm。灌浆孔钻孔完成后采用水、风作轮换冲洗。

(3)埋嘴

钻孔完成后,采用人工安插25cm止水针头,并采用专用内六角扳手拧紧,使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙,不漏水,这样灌浆可以从深层至表层完全密实灌浆。堵塞所有孔洞、缝隙。

(4)缝口封闭

灌浆孔钻孔冲洗完成3h后,对缝口进行封闭处理。封闭材料选用1438环氧胶泥。

1)环氧胶泥使用及养护特征

环氧胶泥特征详见表4-1和表4-2。

表4-1 环氧胶泥特征表

内容

A组份

B组份

备注

状态

膏状

稠状液体

颜色

白色

黑色

热变化温度

48℃

材料施工温度

最低5℃,最高35℃

表4-2 环氧胶泥养护特征表

内容

4℃

21℃

35℃

可工作时间

120min

40min

25min

初期氧化时间

7d

1d

1d

2)环氧胶泥使用方法及步骤

根据施工要求,1438环氧树脂纯浆体可直接配制使用或按特定的比例与水泥混合成环氧胶泥使用。

①配置

当拌和数量较大时,可采用机械搅拌(低转速600转/分钟)。先将各组份拌匀,再准确地按2:1(A:B)体积比将两组份倒在干净、干燥的容器中进行充分搅拌。直至其中的黑白色纹消失转变成匀质的灰色浆体,再加入水泥继续搅拌2~3分钟。

②涂抹

在深度不规则的基面上作修补时,可多次涂抹,使其表面达到光滑。涂抹采用刮板均匀涂抹,涂抹厚度厚度控制在2~5mm。

③养护

1438环氧胶泥养护时间决定于环境温度、配制数量、涂抹厚度。具体可参照表4-2执行。

④使用中注意的问题

配制好的材料需在表4-2的可工作时间内用完,否则视为废料。

环氧1438环氧树脂在现场施工时,配比为:1438环氧树脂:中热42.5#水泥=1:0.27~0.32(重量比)。环氧胶泥施工时注意基面上不能有明显渗水。

(5)试气

渗漏点封闭完成24小时后进行试气,试气压力压力控制在0.2~0.3MPa,压力从小到大进行。试气时要吹净缝内的尘土,之后堵塞除进气嘴以外的其余灌浆嘴,用肥皂水或洗涤剂水满刷封闭层间缝表面,如发现冒泡漏气现象,需对漏气部分重新进行封闭。

4.2.2层间灌浆施工

(1)化学灌浆材料的选用

目前大坝坝体温度仍未达到稳定温度,渗水点缝面仍处于活动状态。根据缝面特点,不宜选用刚性化灌材料,刚性化灌材料对处理稳定缝面效果较好,对活动缝在低温季节处理后,伴随温度变化会对原混凝土面造成破坏,形成新的渗水点,因此建议采用柔性化灌材料进行处理,柔性化灌材料随缝面的变而变化,具有很好的弹性,成为稳定的类似膨胀止水橡胶的弹性体。这样固结的弹性体填充混凝土所有裂缝,将水流完全地堵塞在混凝土结构体之外,以达到止水堵漏的目的。

因此本工程化灌材料选用聚氨酯堵漏剂。

(2)材料特点及指标

该材料的特点如下:①亲新性好,遇水后会立即进行聚合反应,分散乳化或发泡膨胀,并与砼固结成弹性固结体,迅速堵塞裂缝,永久性止水;②可控制诱导时间,产品遇水后的固结时间可控制在几十秒至数分钟;③膨胀性大,韧性佳,无收缩,与砼黏着力强,且对水质的适应性较强;④可灌性好,即使在低温下仍可注浆使用;⑤单液注浆,施工方便,清洗容易。聚氨酯堵漏剂主要指标详见下表4-3:

表4-3 聚氨酯堵漏剂主要指标

项目

单位

指标

备注

密度

g/cm3

≥1.00

粘度

mPa.s

≤1.0×103

凝结时间

s

≤150

遇水膨胀率

%

≥20

包水性(10倍水)

s

≤200

不会发物含量

%

≥75

发泡率

%

≥350

(3)灌浆

使用高压灌浆机试压,向灌浆孔内灌注化学材料。单孔逐一连续进行。当相邻孔开始出浆后,保持压力 3~5 分钟即可停止本孔灌浆,改注相邻灌浆孔。待所有的孔都灌完后,回到先前第一个灌浆孔,再次灌浆以保证压力最大化。坝面灌浆顺序则为由下向上,待所有的孔灌完后同样也是回到先前第一个灌浆孔回灌一次。

(4)拆嘴

灌浆完毕 24 小时,确认不漏即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴。清理干净已固化的溢漏出的灌浆液。

4.2.3表面涂刷

灌浆结束后1d后进行涂刷作业,涂刷范围在层间横缝上下、左右侧各2m范围内。

(1)材料选用

涂刷材料选用KT1水泥基渗透结晶型防水材料,该材料主要物力力学性能指标见表4-4。

表4-4 KT1水泥基渗透结晶型防水材料物力力学性能指标

项目

指标

备注

抗压强度

28d≥18MPa

7d≥12MPa

基面粘结强度

≥1.0MPa

抗渗压力

28d≥1.2MPa

(2)施工工艺

涂刷防水材料前,须先用高压水枪进行冲洗除去表面浮灰、水泥浮浆、油污等,直至表面微毛,然后用水充分浸透基层砼。涂料拌制时必须拌制均匀,做到随拌随用。拌制好的涂料,宜在25min内用完。

涂料采用喷枪进行喷涂,喷枪的喷嘴与坝面的距离不大于0.5m,且尽可能垂直于基面喷涂,喷涂完成后,再用大毛刷以圆形方法涂刷坝面。当施工现场不满足喷刷条件时可采用涂刷施工。施工时必须控制涂层厚度,按规定计算出施工面积面积上所需涂料用量。要求涂层要均匀、无遗漏、无空白。涂料涂刷完成后,进行养护,养护不少于14d,前3天养护时不得采用流水养护。

5.质量检查

大坝层间缝面及横缝渗漏点处理完成后7天,采用排水槽压水复检进行质量检查。检查方法如下:从坝面排水槽进行压水,将排水槽引出管进行封堵,水压控制在0.2MPa以下,同时在上游坝面观察没有出现渗漏,表明层间渗漏点已封堵完成,处理效果满足设计要求。

参考文献

[1] 《水工建筑物化学灌浆施工规范》DLT 5406-2010

[2] 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL-2014)

[3] 《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)

[4] 《某水库工程大坝上游面层间缝及横缝渗漏点处理施工技术要求》;

[5] 《大坝坝面混凝土施工缝缝面渗水化学灌浆试验报告》批复意见

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