水電站大壩水工混凝土裂縫處理
發布時間:2014-08-09
摘要:分析了水工建築物混凝土裂縫產生的因素,介紹了常見的裂縫修補方法.並以塘口水電站大壩為例簡要介紹了混凝土裂縫處理的具體措施。
關鍵詞:大壩;水工建築物;混凝土裂縫;修補
1 水工建築物裂縫產生的因素
混凝土裂縫是土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。水工建築物裂縫的產生主要有以下幾種:1)混凝土在硬化過程中,由於幹縮引起體積變形、受到約束時產生的裂縫,這種裂縫的寬度有時會很大,甚至會貫穿整個構件。2)大體積混凝土水化時產生的大量水化熱得不到散發,導致混凝土內外溫差較大,使混凝土的形變超過極限引起裂縫。3)在厚度較大的構件中,由於混凝土的塑性塌落引起的裂縫。4)當有約束時,混凝土熱脹冷縮所產生的體積脹縮,因為受約束力的限製,在內部產生了溫度應力.由於混凝土抗拉強度低,容易被溫度引起的拉應力拉裂,從而產生溫度裂縫。由於太陽暴曬產生裂縫也是工程中最常見的現象。5)混凝土加水拌和後,水泥中的堿性物質與活性骨料中活性氧化矽等起反應。析出的膠狀堿――矽膠從周圍介質中吸水膨脹,體積增大,從而使混凝土脹裂產生裂縫。6)在炎熱的大風天氣,混凝土表麵蒸發過快,造成混凝土內部水化熱過高.在混凝土澆築數小時後仍處於塑性狀態,易產生塑性收縮裂縫。7)當結構的基礎出現不均勻沉陷,就有可能會產生裂縫,隨著沉陷的進一步發展,裂縫會進一步擴大。8)當
鋼筋混凝土chuyubulihuanjingzhong,liruqinshixingshuizhong,youyuhunningtubaohucenghouduyouxian,tebieshidanghunningtumishixingbuliang,huanjingzhongdelvlizidengyurongyushuizhongdeyanghuishihunningtuzhongdegangjinshengxiu,yehuidaozhitijipengzhang.對周圍混凝土產生擠壓,使混凝土脹裂。
2 水工混凝土裂縫的常見修補方法
1)開槽法
開槽法適用於裂縫寬度大於0.5 mm的混凝土裂縫修補。在對混凝土基麵開鑿並清洗幹淨、幹燥後,按比例配製好改性環氧樹脂砂漿,嵌入鑿槽內,注意及時用毛氈、麻袋等將改性環氧樹脂砂漿進行覆蓋.待完全初凝後,開始用水養護。
2)低壓
注漿法
低壓
注漿法適用於修補裂縫寬度為O.2~0.3 mm的混凝土裂縫。修補程序如下:裂縫清理→試漏→配製
注漿液→壓力
注漿→二次
注漿→清理表麵。當裂縫數量較多時,先要在裂縫位置貼上醫用白膠布.再用窄毛刷蘸上漿液沿裂縫來回塗刷封縫.約10 min後揭去膠布條露出小縫,再粘貼
注漿嘴。
注漿操作一般在粘嘴的第二天進行,若氣溫高的話.半天就可
注漿。
注漿順序一般由上往下,水平方向裂縫一般從一端到另一端。為了保證漿液灌滿,在
注漿後約半小時可以對每個
注漿嘴再次補漿。
3)表麵覆蓋法
表麵覆蓋法適用於裂縫寬度小於0.2 mmdehunningtuliefengxiubu。zhezhongfangfadequedianshixiubugongzuowufashenrudaoliefengneibu,duiyanshenliefengnanyizhuizongqibianhua。biaomianfugaifasuoyongcailiaoshixiubumudejijianzhuwusuochuhuanjingbutongeryi。tongchangcaiyongdanxing
塗膜防水材料、聚(ju)合(he)物(wu)水(shui)泥(ni)水(shui)泥(ni)等(deng)材(cai)料(liao)。施(shi)工(gong)時(shi),首(shou)先(xian)用(yong)鋼(gang)絲(si)刷(shua)子(zi)將(jiang)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)打(da)毛(mao)。清(qing)除(chu)表(biao)麵(mian)附(fu)著(zhe)物(wu),用(yong)水(shui)衝(chong)洗(xi)幹(gan)淨(jing)後(hou)充(chong)分(fen)幹(gan)燥(zao),然(ran)後(hou)用(yong)樹(shu)脂(zhi)充(chong)填(tian)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)的(de)氣(qi)孔(kong),再(zai)用(yong)修(xiu)補(bu)材(cai)料(liao)塗(tu)覆(fu)表(biao)麵(mian)。
3 工程實例
來鳳縣塘口水庫溢洪道控製段淨寬4(孔)×12m,最大下泄流量140 m3/s。溢洪道進口段左、右岸邊牆均為C20
混凝土結構,溢流堰為C25
鋼筋混凝土結構。溢流堰高6 m、頂寬0.8 m、底寬5.0 m,長50m。該水電站於1994年竣工發電。運行lO多年後發現溢流堰離左岸4~4.5 m的位置出現一條垂直於壩軸線方向的裂縫,裂縫上寬1.5 mm、下寬0.3 mm.從溢流堰上遊迎水麵底部到頂麵,再沿溢流堰頂麵至下遊堰底,呈貫通狀。
溢yi流liu堰yan屬shu重zhong力li壩ba型xing式shi,主zhu要yao靠kao溢yi流liu堰yan自zi重zhong滿man足zu結jie構gou穩wen定ding安an全quan要yao求qiu。由you於yu裂lie縫feng是shi沿yan溢yi流liu堰yan橫heng剖pou麵mian方fang向xiang延yan伸shen,裂lie縫feng的de產chan生sheng對dui溢yi流liu堰yan的de結jie構gou安an全quan不bu構gou成cheng威wei脅xie,但dan水shui庫ku蓄xu水shui後hou,將jiang沿yan裂lie縫feng產chan生sheng
滲漏,影響水庫正常蓄水和非洪水期的美觀,如長期
滲水將影響壩體結構安全。
3.1迎水麵裂縫處理
在迎水麵裂縫範圍內開槽,槽尺寸l 000 mm×150 mm,即沿縫隙鑿深150 mm並向兩側各擴大約500mm形成一個矩形槽。人工開槽遇已澆
鋼筋混凝土內鋼筋時應保留鋼筋的完整性,並進行適當處理。槽的中間布置橡膠止水帶,橡膠止水帶厚8 mm、寬280mm;橡膠止水帶中間縫寬10mm,縫內采用瀝青油氈(4氈5油)嵌填。新澆
鋼筋混凝土布設鋼筋時應繞開橡膠止水帶,鋼筋深人已澆混凝土內100 mm(澆築前先鑽孔),新澆
鋼筋混凝土迎水麵保護層為50mm,Ф12錨筋錨深300~500mm、間距為500 mm.錨筋深度不超過下遊溢流堰麵。
3.2下遊背水堰麵裂縫處理
溢流麵裂縫為一貫穿性裂縫,因裂縫位於溢流麵,溢流麵有防滲、抗衝、耐磨要求,故對溢流麵下遊裂縫進行表麵處理:在溢流麵的下遊麵沿裂縫(以裂縫為中心)鑿一條寬80 mm、深40 mm的“V”型槽.刷去鬆動顆粒清洗幹淨,回填彈性環氧砂漿。
下遊背水麵裂縫寬0.3 mm或更細,故采用化學灌漿方法處理內部裂縫。施工工序:鑽孔→壓氣(或壓水)檢測→止漿→試漏→灌漿→封孔→檢查。
1)鑽孔、布孔
裂縫較深,縫的走向不規則,布孔采用騎縫孔和斜孔,騎縫孔采用灌漿嘴施灌,斜孔采用埋設灌漿管施灌。孔距和孔徑:孔距、排距應視裂縫的寬度和通暢情況、漿液粘度及允許灌漿壓力而定,孔距、排距初定為0.5 m;鑽孔采用風鑽孔,為減少孔內漿量,孔徑宜采用30~36mm。
2)壓氣檢測
環氧樹脂(化學灌漿材料)屬於憎水性材料.可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)壓(ya)氣(qi)檢(jian)測(ce)檢(jian)驗(yan)的(de)方(fang)法(fa)。壓(ya)氣(qi)時(shi)在(zai)縫(feng)外(wai)麵(mian)刷(shua)上(shang)肥(fei)皂(zao)水(shui),以(yi)檢(jian)查(zha)鑽(zuan)孔(kong)與(yu)縫(feng)麵(mian)暢(chang)通(tong)情(qing)況(kuang),並(bing)用(yong)耗(hao)氣(qi)量(liang)來(lai)檢(jian)查(zha)堰(yan)內(nei)部(bu)是(shi)否(fou)有(you)缺(que)陷(xian),以(yi)推(tui)估(gu)吸(xi)漿(jiang)量(liang)。氣(qi)壓(ya)宜(yi)大(da)於(yu)灌(guan)漿(jiang)壓(ya)力(li)。
3)縫麵止漿
化學灌漿材料的滲透性能較好、造價高,為保證灌漿質量、jieshengjiangye,yaoqiuduifengmianjinxingyangeeryouxizhidezhijiang。zhijiangfangfashiyanfengzaocao,xishuaganjinghouzaiqiantianhuanyangshajianghuoqitasuningzaoqiangdeshajiang,bingjiangbiaomianyashimoguang。
4)試漏
目的是檢查止漿效果,以選擇主灌漿孔。當發現止漿有缺陷時,應在灌漿前進行修補。
5)灌漿
灌漿材料:因環氧樹脂適用較幹燥裂縫或經處理後已無
滲水裂縫的補強,能灌0.3 mm左右的細裂縫,故本工程灌漿材料采用了環氧樹脂。
灌漿壓力:灌漿壓力初選0.4~0.5 MPa,灌漿壓力由低到高,當壓力驟升而停止吸漿時,即可停止灌漿。
灌漿方法:灌漿前將灌漿孔(嘴)上的閥門全部打開,用壓縮空氣將孔內、縫內的積水盡量吹擠幹淨,爭取達到無水狀態,然後準備灌漿。根據裂縫情況選擇灌漿方法:對細微裂縫,需用較長凝結時間的漿液,采用單液法灌漿;對於較寬的裂縫,需用較短凝結時間的漿液,采用雙液法灌漿。當一條裂縫上布有幾個灌漿孔(嘴)時,可按由深至淺、由下而上的順序灌漿。灌漿的結束標準是以不吸漿為原則,如果吸漿率小於O.0l L/min,並能持續一定時間,亦可作為結束標準,停止灌漿。
6)封孔
對於固化後強度達到或超過混凝土強度的灌漿材料.灌漿後孔內的固結物不必清除。工程中應注意兩點:一是灌漿材料環氧樹脂有毒,配料和施工時要注意防護;二er是shi要yao選xuan擇ze裂lie縫feng灌guan漿jiang的de最zui佳jia時shi間jian。對dui混hun凝ning土tu構gou件jian來lai說shuo,選xuan擇ze氣qi溫wen較jiao低di時shi進jin行xing灌guan漿jiang比bi較jiao適shi宜yi。因yin為wei此ci時shi裂lie縫feng開kai度du最zui大da,漿jiang液ye易yi於yu灌guan入ru,且qie其qi固gu結jie體ti在zai裂lie縫feng內nei也ye不bu會hui因yin混hun凝ning土tu收shou縮suo而er重zhong新xin被bei拉la開kai。
7)檢查
該工程溢流堰裂縫處理後,距今經曆兩次洪水期的考驗,裂縫未發展,並且在庫內蓄水期也未發現
滲漏,證明了裂縫處理措施是有效的,達到了防滲和控製裂縫的效果。