思安江水库溢洪道高边坡及溢流堰混凝土加固与治理

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　　【摘  要】在科学技术的不断发展下，水利工程的建设脚步不断加快，其施工技术也在日渐提高;但由于工程的长时间运行加之地貌因素影响，溢洪道高边坡、溢洪堰等多个部位因地质条件影响及长期受水流冲刷，使其稳定性受到一定影响，这对于枢纽建筑物的安全造成了严重威胁，因此做好加固处理十分重要。本文简述了高边坡锚喷混凝土加固及溢流堰溢流面裂缝的修复。
　　【关键词】溢洪道高边坡;溢流堰;加固工程
　　一、工程概况
　　思安江水库溢洪道位于大坝右岸山体后，为开敝式进口接无压泄洪洞的型式，自进口导墙前缘至出口挑流坎端全长413.55m，溢流堰为WES-V型实用堰。溢洪道进口为高边坡，共分为四级，第一级坡度为1：1，其余三级坡度均为1：1.2，边坡坡面为挂钢筋筋网喷混凝土结构，同时布置了排水孔，各级之间的骂道设置有横向导水沟，坡面两侧也设有纵向的排水沟将横向导水沟的水排至水库中。
　　二、工程现状
　　溢洪道地质条件复杂，岩性极不均一，溢洪洞洞口段开挖岩石风化严更，岩石完整性差且伴有断层出现，在洞口开挖过程中曾发生过大面积塌方。由于工程在施工过程中存在质量问题，加上多年运行，现状坡面锚喷混凝土存在多处开裂.排水沟破损、堵塞、渗漏严重，遇上雨天排水沟无法正常排水，水流渗漏或溢出排水沟并在坡面形成较大径流，接冲刷坡面，加之坡面喷混凝土因质量问题而出现的多处开裂，给边坡稳定带来了较大的安全隐患。鉴于边坡的地质条件较差，如果溢洪道边坡因为排水沟和边坡锚喷混凝土开裂问题而出现滑坡等地质灾害，将直接堵塞溢洪道进口，导致水库无法泄洪，危及大坝安全，严重影响水库下游人民群众的生命财产安全;此外，溢流面有多处钢筋锈蚀，古滑坡体砼锚喷有剥裂现象，溢洪道溢流堰有贯穿横缝会导致内部钢筋没有混凝土的保护而锈蚀，进而影响溢流堰的结构安全。
　　三、总体施工方案
　　为了保证质量、工期（6个月），确保施工安全，经过我站与水利电力勘测所勘测和研究，最终确定了加固处理内容，主要有：排（导）水沟加固、边坡锚喷混凝土剥裂处理、溢流堰横缝加固。加固工程主要是混凝土和砖墙的拆除和凿除、石方开挖、砖墙砌筑、混凝土浇筑、混凝土喷射以及横缝的灌浆等，但由于是在高边坡上施工，无法使用机械进行施工，因此，采用人工开挖和砌筑。石方开挖采用人工凿，旧混凝土和砖墙拆除或凿除采用风镐凿除，弃碴采用人工搬运至坡底，然后弃于山槽中。混凝土主要集中于坡面两侧的纵向排水沟，混凝土工程量随排水沟呈线性分布。拟在坡底处设置移动式混凝土搅拌站生产混凝土，采用滑轮调运至施工面入仓。
　　四、主要施工内容、方法
　　（一）排（导）水沟加固
　　现状溢洪道进口边坡的排水沟窄小、堵塞、破损、渗漏严重，导致无法正常排水，水流渗漏或溢出排水沟，直接冲刷坡面，故应设计对横向的导水沟和纵向的排水沟进行加固，加固措施如下：对于横向的导水沟，先人工拆除原有的导水沟及混凝土，在原来的基础上开挖扩宽，再新建M7.5浆砌标准导水沟，导水沟应有深0.4m，宽不小于0.4m，外侧砖墙则采用M10砂浆进行抹面，底板使用C15混凝土，厚100mm，导水沟砖墙的基础应埋于地面以下0.2m，保证地基稳定。加固的导水沟总长为688m;对于纵向的排水沟，同样先人工拆除原有的导水沟及混凝土，在原来的基础上开挖扩宽，再新建C15混凝土排水沟，排水沟尺寸应满足0.5m×0.5m，C15混凝土底板厚0.1m，C15混凝土侧墙厚0.2m，加固的排水沟总长为191m。
　　（二）边坡锚喷混凝土剥裂处理施工
　　1.开凿开裂严重的锚喷混凝土块，拆除原钢筋网，对边坡上浮土或松动石头进行清理，对于边坡两侧个别较为突出的石头需将其敲掉，大致找平;准备好进场砂子、水泥、石子等，并确认检验报告合格，按照现场具体情况放线布点。
　　2.普通砂浆锚杆施工，在实施钻孔前根据现场情况与设计要求用红点方式将钻孔点点在坡面，使开孔位置在任意方向的偏差小于100mm，孔深偏差则小于50mm;钻孔中使锚杆孔孔轴方向与坡面呈垂直状，确保孔径尺寸可利于锚杆注浆后插入，锚孔应超过钻5～10cm;在验收合格并对不合格锚杆行补充后对孔内沉渣清除冲洗。从孔底位置连续并均匀注浆于钻孔内，注满后插入锚杆，其插送方向需与孔向保持一致，且在插送过程中人工或管钳适当旋转，并保持缓慢速度，在感受到“弹压感”时再旋转插送。最后以M20水泥砂浆注入孔内进行固定，三天内避免悬挂重物。
　　3.挂网喷护，在钢筋网挂网安装中，可将网片制成2*2m小片，安装时与锚杆焊接成整体;挂网时使钢筋面与坡面相距50mm，將其与钢筋桩及锚杆焊接，以增强钢筋网片支撑点，确保稳固。随后对钢筋网片保护层检验合格后喷C20混凝土对其支护，确认喷射厚度为150mm;若喷射中有脱落混凝土被钢丝网架住，要及时清除并补喷。在混凝土终凝2h后行洒水养护，养护期7～10天。
　　（三）溢流堰横缝加固处理
　　溢洪道溢流面横缝采用环氧化学灌浆的方法，缝口采用环氧砂浆封缝的方式进行封闭处理。在进行施工前，需要进行模拟实验，需严格按照比例进行即将环氧砂浆填充至模板中，待完全干透后（至少保证5天），进行压力实验保证环氧砂浆凝固后的强度，强度要求不低于40Mpa/cm?。
　　1.处理措施为：钻孔-沿缝切割-临时封缝-灌浆-扫缝-环氧砂浆封缝-封孔
　　2.化学灌浆施工工艺：
　　（1）钻孔
　　沿缝两侧距离100mm处交叉钻斜孔，家督为45度左右，孔深大于200mm，每组孔之间的间距为300mm
　　（2）沿缝切割
　　利用切割机，沿横缝切割，切割深度不低于10mm，混凝土接合面外边缘磨出25mm厚倒角边，以增大边缘处灌浆料与基础粘合面积，切割完成后清理缝口，保证缝口清洁、干燥、无油脂，特别要注意清理干净苔藓等植物。
　　（3）临时封缝
　　利用速凝水泥，沿缝摸压封闭处理，等待凝结时间不低于45分钟，保证水泥完全凝结。
　　（4）灌浆
　　采用环氧灌浆处理。为获得最佳的工作状态，灌浆前必须将材料在15-25°C环境下放置24小时，施工时及随后24小时内环境温度控制15-32°C，20°C最为适宜。施工应避免中午高温，必要时应搭建遮阳棚;施工宜选择中午。用搅拌器充分混合A（树脂）、B（硬化剂）约3分钟，在低速大功率搅拌机中加入C（填料）使与之A、B混合物混合，充分搅拌至骨科全部浸润即完成，约需8分钟，环氧灌浆浆材灌浆应从一侧灌向另一侧。灌浆过程中可挤压但勿震捣，以避免夹杂空气滞留其中，灌浆工作必须连续尽快完成，灌浆时，设备的压力不得大于1.5Mpa。
　　（5）扫缝
　　利用切割机沿缝重新切割裂缝，清除速凝水泥。
　　（6）环氧砂浆封缝
　　按照之前实验的比例配置环氧砂浆，添加少量的粉剂拌制成砂浆，并沿缝摸压平缝口。
　　（7）封孔
　　拨出止水针头，用环氧砂浆回填，并抹平孔口。
　　五、结论
　　综上所述，溢洪道作为水利工程中的防洪设备，其工程质量是确保防洪能力的主要条件，因此在施工前，要明确施工重点难点，应针对溢洪道高边坡加固工程和溢流堰环氧灌浆修复的各个环节根据现场实际情况做好改进工作。
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　　（作者单位：桂林市思安江水库管理站）
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