大坝坝顶面坡面裂缝修补施工技术

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　　摘  要：水利工程是利国利民的大工程，其关系到民众的人畜饮水、防洪抗旱等一系列问题，做好水利工程的运维是确保水利工程安全使用的重要一环。裂缝被誉为水利工程“杀手”，裂缝的存在将会对水利工程的安全运行埋下较大的安全隐患。以大坝为例，在长期的使用过程中大坝坝顶面坡面会出现裂缝进而对大坝的安全运行产生不利的影响。结合大坝坝顶面坡面裂缝的特点采用裂缝修补技术对大坝坝顶面坡面的裂缝进行针对性的修补将有助于减少裂缝对大坝坝顶面坡面所产生的危害，确保大坝的安全运行。
　　关键词：大坝;坝顶面坡面;裂缝;修补施工
　　中图分类号：TV698.2+3     文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）25-0145-02
　　Abstract： Water conservancy project is a major project for the benefit of the country and the people， which is related to a series of problems， such as human and animal drinking water， flood control and drought resistance. Therefore， to enhance the operation and maintenance of water conservancy projects is an important part to ensure the safe use of water conservancy projects. Cracks are known as the "killer" of water conservancy projects， and the existence of cracks will bury great hidden dangers for the safety operation of water conservancy projects. Taking the dam as an example， in the process of long-term use， cracks will appear on the top slope of the dam， which will have an adverse impact on the safety operation of the dam. According to the characteristics of the cracks on the top of the dam， this paper proposes using the crack repair technology to repair the cracks on the top of the dam， which will help to reduce the harm of the cracks to the slope of the top of the dam and ensure the safety operation of the dam.
　　Keywords： dam; dam top slope; crack; repair construction
　　前言
　　 裂縫对大坝所产生的危害较大且较为严重，为保障大坝的安全运行需要对大坝裂缝进行修补，以消除裂缝对大坝所造成的影响。大坝坝顶面坡面的裂缝处理需要结合裂缝的种类、特点等采取不同的措施。可以借助凿槽、缝口封闭、灌浆等施工技术对裂缝进行修补处理，并通过沿裂缝走向铺设限裂缝筋的方式降低裂缝所受的作用应力，实现对于裂缝的加固。在完成对于大坝坝顶面坡面裂缝的修补后可以借助各种测量工具对大坝坝顶面坡面的裂缝进行监测以确保大坝坝顶面坡面裂缝修补取得良好的修补效果。
　　1 某大坝坝顶面坡面裂缝情况
　　某大坝主体工程采用混凝土结构，在长期的运行维护过程中针对大坝坝顶面坡面的裂缝进行了多次修补但是受限于技术并未针对裂缝进行根本性的修补，致使大坝坝顶面坡面裂缝问题反复出现且呈现出越来越多的现象，不利于大坝的安全运行。针对这一问题需要结合大坝坝顶面坡面裂缝的特点制定出相应的方案对大坝坝顶面坡面裂缝进行修补处理，保障大坝的安全运行。
　　2 大坝坝顶面坡面修补前的准备工作
　　2.1 搭建大坝坝顶面坡面裂缝修补作业平台
　　大坝坝顶面坡面的裂缝分布在从坡脚到98.5m高程的区间范围内，利用大坝坡面自身、新老混凝土结合面施工所搭建的脚手架、仓面等搭建大坝坝顶面坡面裂缝修补作业所需要的作业平台。
　　2.2 大坝坝顶面坡面裂缝修补作业中水电、设备等的布设
　　 施工中使用空压机作为压缩空气移动供应终端，利用压缩空气清除作业面的杂物、冲洗灌浆孔。利用软管等搭建供水管网用以保障大坝坝顶面坡面裂缝修补作业所需的水。拉铺电缆用以为大坝坝顶面坡面裂缝修补作业提供所需的电力。
　　3 大坝坝顶面坡面裂缝修补施工方法
　　在大坝坝顶面坡面裂缝修补处理中需要结合裂缝的不同种类采取不同的处理方法。
　　3.1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类裂缝修补处理的总体方法
　　在对大坝坝顶面坡面裂缝进行修补处理时首先需要做好裂缝种类的检查。以Ⅱ类裂缝为例，利用检测仪器对裂缝的深度、长度进行检测并以此制定出针对性的修补方案。按照Ⅱ类裂缝表面清理-裂缝检查-裂缝表面处理-切凿嵌缝槽-Ⅱ类裂缝缝口修补闭合的流程完成对于Ⅱ裂缝的修补作业。对于大坝坝顶面坡面上的Ⅲ、Ⅳ类裂缝检查修补处理流程如下：Ⅲ、Ⅳ类裂缝表面混凝土清理-裂缝损坏情况检查-裂缝表面处理-切凿嵌缝槽-钻孔埋设灌浆管-封闭缝口-灌注浆液-裂缝修补质量检测。 　　不同的裂缝处理方法不同，距大坝坝顶距离超过1m以上的Ⅰ、Ⅱ类裂缝、大坝坝面下游坝面裂缝、大坝坝顶面坡面上的纵向裂缝根据裂缝缝口大小采取不同的处理方法，如裂缝宽度超过8mm以上，则需要对裂缝进行加固灌浆封口处理，当大坝坝顶面坡面Ⅰ、Ⅱ类裂缝的裂缝宽度小于8mm的则无需作专门的处理，可以通过采取一般的凿槽封口方法对其进行处理。对于距离大坝坝顶距离在1m范围以内的Ⅰ、Ⅱ类纵向裂缝，需要对裂缝进行针对性的处理，在距离上游面0.75±0.25m范围内位置处进行骑缝钻孔作业，使得所钻钻孔穿过裂缝缝底0.5m左右，钻孔孔径为φ80mm，完成钻孔作业后向其内填充SR2柔性防水材料，而后采用灌浆作业处理方案向Ⅰ、Ⅱ类裂缝中灌注浆液闭合缝口，用以恢复大坝的功用。当大坝的下游坝面裂缝延伸贯穿大坝上游坝面时则需要按照上游坝面裂缝处理规则进行处理。
　　分布于大坝坝面上的Ⅲ、Ⅳ类裂缝在初期多采用一般的凿槽封口、化学灌浆的处理方案。根据裂缝缝口宽度的不同选择使用灌浆液、改性环氧或是LPL灌浆材料。除了对裂缝进行修补处理外，若Ⅲ、Ⅳ类裂缝的缝口较大则需要在缝隙中加装限裂钢筋，限裂钢筋的加装沿着大坝坝体上Ⅲ、Ⅳ类裂缝的走向设置，用以确保裂缝修补取得良好的修补效果。如大坝上的缝隙距离上游坝面的距离小于2m，则除了采用上述处理措施外还需要对缝隙中灌注灌浆液。灌浆作业时将沿着Ⅲ、Ⅳ类裂缝的缝底约0.5m的范围内设置骑缝钻孔，钻孔孔径为φ80mm，钻孔孔内填充SR2柔性防水材料对钻孔进行封堵，而后在封堵口上游沿着裂缝走向凿槽并填入LPL灌浆液对裂缝进行灌浆作业。对于大坝坝面下游的裂缝，如裂缝延伸并贯穿大坝上游坝面时则可以将下游坝面的裂缝按照上游坝面上的Ⅲ、Ⅳ类裂缝进行修补处理。
　　3.2 大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝的修补施工
　　在对大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝进行修补处理时，首先需要对大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝的走向、长度、宽度等进行测量，并结合大坝坝顶、坝面的实际情况制定出合理的大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝修补方案。一般来说对于大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝的修补主要采用的是凿槽灌浆修补法。在对大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝进行修补时首先需要对大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝周边进行清理，首先对大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝周边的碳化层进行凿除，而后使用压缩空气清理裂缝表面，并吹干裂缝两侧附近的混凝土表面。完成对于大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝的表面清理后需要对裂缝周边进行凿槽处理，沿着大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝的走向切割梯形槽，槽宽以5-8cm为宜，具体槽宽选择需要根据裂缝缝隙大小所决定，槽深约为5cm，使用切割或是凿除的方式清除掉切割槽内的混凝土。在完成了大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝的凿槽作业后需要对大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝进行缝口封闭。首先使用压缩空气清理裂缝周边混凝土表面，尤其是对梯形槽进行重点清理避免槽内存在杂物影响修补效果。而后在裂缝嵌缝槽内涂刷1：2的水泥浆或是环氧基液，涂刷时需要确保水泥浆或是环氧基液涂刷均匀，使用顶缩砂浆填充嵌缝槽的回填嵌缝。填充完成后的预缩砂浆可以使用橡胶锤对其进行敲击以验证填充效果，以敲击产生少量泛浆为宜。填充的预缩砂浆需要充满切割槽并对填充后的表面进行修形处理，以确保回填后的高度与混凝土表面平齐。灌浆回填后使用草席、毡毯覆盖其上并注意浇水养护。在修补完成后需要对修补效果进行详细的检测用以确保大坝的使用安全。
　　3.3 大坝坝顶、坝面Ⅲ、Ⅳ类裂缝修补施工
　　大坝坝顶、坝面Ⅲ、Ⅳ类裂缝对大坝造成的危害较大，根据大坝坝顶、坝面Ⅲ、Ⅳ类裂缝缝宽大小的不同采用不同的修补方案，一般来说主要以切槽灌浆并加装防裂钢筋法为主。在对大坝坝顶、坝面Ⅲ、Ⅳ类裂缝进行表面清理、槽缝切割、缝口封闭等都可以参照上述大坝坝顶、坝面Ⅱ类裂缝的表面清理方法。為完成对于裂缝的灌浆作业，采用钻骑缝孔埋设灌浆管的方式进行。沿着大坝坝面裂缝钻直径为φ20mm深度为20cm的钻孔，钻孔沿着裂缝的走向并以60±20cm的距离为间隔，具体的间隔标准将以裂缝的缝宽为基准进行选取。完成钻孔作业后使用压缩空气清理孔洞并做好灌浆管与裂缝之间的连接，使用压缩空气清洁后继续使用高压水对裂缝进行冲洗用以进一步去除裂缝中的杂质。使用预所砂浆或是环氧砂浆进行嵌缝。
　　完成了前期准备后下一步将对裂缝进行灌浆修补。灌浆之前需要对灌浆管路进行试压，在环氧砂浆固化后使用肥皂水通过灌浆管路以0.3MPa的压力灌入灌浆管路中查看嵌缝处是否存在漏气缺陷，如存在漏气则需要继续使用环氧砂浆涂刷漏气区域。只有检测后不存在漏气才能对大坝坝顶、坝面Ⅲ、Ⅳ类裂缝进行化学灌浆。灌浆将按照一定的顺序进行，如水平缝灌浆需要从一端到另一端中间不得停顿，而垂直或是倾斜裂缝则采用由下而上的灌浆顺序。灌浆时灌浆压力从0逐步提升至0.8MPa，通过缓慢提升用以确保灌浆液能够徐徐渗入到各个裂缝中，灌浆作业持续到灌浆压力稳定或是灌浆吸收速率小于10ML/min时停止。灌浆采用单点推进灌注法，灌浆时待到相邻灌浆嘴冒浆且颜色正常后停止灌浆并将灌浆孔封闭，按照上述方法依次完成各灌浆孔的灌浆作业。初步完成灌浆后需要对各灌浆孔进行补灌，补灌到吸浆量小于10ML/min时继续屏浆10min后停止灌浆作业，在完成了对于大坝坝顶、坝面Ⅲ、Ⅳ类裂缝的修补灌浆后需要积极做好灌浆的养护工作，确保灌浆液能够取得良好的灌注效果。在完成灌浆后采用非破坏法对裂缝修补质量进行检查。
　　4 结束语
　　大坝坝体建设质量直接影响着大坝的使用效果。由于大坝需要承受水流巨大的压力和冲击力，一旦大坝出现问题将会造成严重的灾难。大坝裂缝是影响大坝安全使用的重要隐患，在大坝的运维过程中需要积极做好裂缝的修补整理工作，提高大坝使用的安全性。本文结合某大坝工程裂缝现象对大坝裂缝的特点进行了分析并就如何做好大坝坝顶、坝面裂缝的修补施工进行了分析阐述。在大坝坝顶、坝面裂缝修补施工中需要紧抓施工质量，从大坝坝顶、坝面裂缝修补所使用的技术、材料等多个环节入手，确保大坝坝顶、坝面修补后能够满足相关设计指标。
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