建筑工程 企业科技与发展 ２０１０年第２期（总第２７２期） Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ＮＯ．２，２０１０（Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ ＮＯ．２７２） 乐滩水电站一期碾压混凝土围堰裂缝灌浆设计 树广，徐远鸿 （广西电力ｘ－，＿ｌｋ勘察设计研究院，广西南宁５３００２３） Ｔｈｅ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ｓｔａｇｅ Ｌａｍｉｎａｔｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｏｆｆｅｒｄａｍ Ｆｉｓｓｕｒｅ ｆｏｒ Ｌｅｔａｎ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ＤＩＡＯ Ｓｈｕ—ｇｕａｎｇ，ＸＵ Ｙｕａｎ—ｈｏｎｇ （Ｃｕａｎｇｘｉ Ｅｌｅｃｔｉｒｃ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｎｙ；Ｃｕａｎｇｘｉ ５３００２３） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｗｏｒｋ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｓｔａｇｅ ｌａｍｉｎａｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｆｅｒｄａｍ ｆｉｓｓｕｒｅ ｆｏｒ Ｌｅｔａｎ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｏ ｃｏｎ－ ｓｔｒｕｃｔ ｉｎ ｄｒｙ ａｒｅａ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｐｏｗｅｒｈｏｕｓｅ ａｎｄ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｌｏｃｋ．Ｂｕｔ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆｌｏｏｄ ｓｅａｓｏｎ，ｉｔ ｈａｄ １５ ｆｉｓｓｕｒｅｓ ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙ， ｗｈｉｃｈ ｉａ ａ ｍｅｎａｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｓｔｒ ｓｔａｇｅ ｂａｓｅ ｈｏｌｅ．Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｓｔ ｓｔｒａｇｅ ｌａｍｉｎａｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｆｆｅｒｄａｍ ｆｉｓｓｕｒｅ ｆｏｒ Ｌｅｔａｎ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｆｉｓｓｕｒｅ；ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ｌａｍｉｎａｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｆｆｅｒｄａｍ ｉｆｓｓｕｒｅ；Ｌｅｔａｎ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔｍｉｏｎ 乐滩水电站位于广西忻城县境内的红水河中段，是一座以 计和施工等工程参建单位的高度重视，参见单位除组织专业人 员研究之外，还邀请有关专家到工地现场考察研究，得出的结 论是：碾压混凝土围堰裂缝产生的主要原因是混凝土内外温差 发电为主兼有航运和灌溉的综合利用工程。该水电站装机容量 为６００ ＭＷ，船闸本体设计最大船舶吨级近期为２５０ ｔ，远期为 ５００ ｔ。一期碾压混凝土围堰的主要任务是保护发电厂房、船闸 变化、基础岩石特性、岩层产状特性、缓倾角地质薄弱构造 等建筑物工程在干地施工。一期导流洪水标准为全年１０年一 遇，相应流量为１６ ３００ ｍ ，建筑物级别为Ⅳ级。围堰轴线总长 面、岩石节理、开挖临空面出现后应力场改变、地下水的作 用、结构加载等因素综合的结果。 围堰是按整体挡水要求进行设计的，裂缝的出现将引起结 构强度的降低和渗漏，破坏围堰的整体性，对基坑的安全构成 威胁。围堰出现问题，发电厂房就会失去安全施工的条件，影 响工程施工进度，推迟水电站产生发电效益的时间。 为６４８．１３ ｍ，最大堰高达３５．８０ ｍ，自２００１年１１月开始施工， 至２００２年５月底完成，计划使用至２００５年４月。２００２年洪 水期后，该围堰陆续出现了１５条裂缝。此时距完成发电厂房 的施工至少还需要经历２个汛期，而围堰的安全是发电厂房顺 利进行施工的保证。因此，对该围堰裂缝进行妥善的处理具有 十分重要意义。 ３裂缝的处理 ３．１ 目的和措施 一１围堰裂缝情况 ２００２年的洪水期过后，一期碾压混凝土围堰陆续出现了 儿 Ｊ１５共１５条裂缝，对每一条裂缝情况的描述详见表１。表 １中Ｊ１～Ｊ１１为２００２年１２月２日测量的数据。之后，随着气 温的降低，裂缝数量扩大至ｌ５条。 期碾压混凝土围堰的主要任务是保护发电厂房、船闸等 建筑物在干地施工，对本次裂缝进行处理就是要达到增强围堰 整体性和防渗的目的，保证围堰在运行期间堰体不出现渗漏， 达到防洪标准。具体要求表现为：堵住处于施工缝的裂缝漏 水，阻止非施１二缝的裂缝渗漏，处理后的堰体强度不低于原设 计结构强度Ｃ１０。 从表１中可知，裂缝的最大深度达ｌ６．５３ ｍ，最大宽度只 有３ ｍｍ。为使缝隙填充材料能达到裂缝的末梢，并与混凝土 ２裂缝的成因及危害 一期碾压混凝土围堰裂缝的出现，引起了业主、监理、设 【作者简介】树广（１９７０一），男，广西象州人，学士，广西电力工业勘察设计研究院高级工程师，主要从事水利水电工程施工组织设计工作 徐远鸿（１９７８一），男，广西梧州人，学士，工程师，主要从事水利水电设计研究工作。 ４７ 表１ 碾压混凝土围堰裂缝统计表 裂缝 编号 坐标 尉堰顶 裂缝底 高程 部高程 Ｏｎ） １ （ｍ） １Ｏ３ ８１ 灌浆方式可使浆液更充分地进入裂缝中，较多 地充填裂缝。对有观测变形任务的裂缝和点， 备注 建基面 裂缝 裂缝 裂缝 高程 深度 宽度 倾向 （ｍ） ９７ ０ （ｍ） ６６７ ０ｎ） １～２ 向左 在施工中应保留观测点的功能并确保具有连续 建基面内侧有２条溶 槽发育，宽１～２ｍ。 建基面有３～４ｍ的溶 向左 槽发育。 Ｊ２ Ｘ＝２９８１２ Ｙ１１０ ４８ ２８９ ５５ Ｘ＝２７９ ３５ Ｙ＝２７５（３０ ｌ】Ｏ ５２ ＝观测的条件。 ９９ ５５ ｌ００ １０ ９２ Ｏ０ ９２ Ｏ０ ｌ０９７ ｌ０ ４４ ２ ３ ３．４．１骑缝埋管工序 （１）裂缝凿槽。沿裂缝凿“Ｖ”形槽，宽约 １５ ｏｍ，深８ ａｍ。裂缝凿槽后应用水、气冲洗干 净。 Ｊ４ Ｘ＝２５ｌ ２２ ｌｌ０ ５４ Ｙ＝２５２ ９８ Ｘ＝２１５ ８０ Ｙ１１Ｏ ５２ ２２５ ２９ ＝向左 ９３ ９９ １０８ ０７ ８６ Ｏ ８７ ０ ｌ６ ５３ ２４ｌ ３ 向左 建基面有４条宽０ ５～ １ ０ ｎ＇ｌ溶槽发育。 上游面有溶洞与厂房 基坑相通。 Ｊ５ Ｊ６ ＪＸ＝ｌ８８ ８８ Ｙ＝２０４１５ ｌ１０ ４８ Ｘ＝ｌ６４ ９２ Ｙｌ１Ｏ ５２ １８５ ４８ ＝１～２ 垂直 布建基面有一条溶槽分 。 ９５ ２２ ８７ ５ １ ５ ３０ ２～３ 分缝线 建基面岩体完整性较 好，无溶槽发育。 建基面岩石较完整。 建基面岩石较完整。 建基面岩石较完整。 建基面岩石较完整。 （２）布嘴。对灌浆嘴子应选择在裂缝较宽 处进行黏合，嘴子与嘴子间的距离应根据裂缝 大小、走向情况而定，一般为５０～１００ ｏｍ。在 ， ８ Ｘ＝１４９ ５７ Ｙ＝ｌ３２ ８３ ｌ０９ Ｏ０ Ｙ＝９５ ３７ ｌ０６ ４２ １０６ ４９ ８７ ０ ８８ ７０ ８９ ６０ ８７ ０ ８７ ５ １ ３ ６３ ３ 向上游 Ｘ＝２２３ ７３ ，１２７ ２８ ¨３ ６２ ７ ２０ Ｉ～２ 向左 ７ ２Ｏ １～２ 向左 ２ ３ 上部 下韶 Ｊ９ Ｘ＝４２４ ２１ 特殊地方，纵横交叉处应设嘴子。无论何种裂 ｌ１４ ００ ｌ１４ Ｏ０ Ｙ＝１４２ ８０ ｌｌ３ ９９ Ｃ＋Ｏ２８ Ｃ＋ｌＯ０ Ｊ１。 Ｊ１１ 分缝线 分缝线 缝，都应在缝端处设嘴子。 （３）贴嘴。将配制好的环氧黏结浆材料刮 在已用二甲苯或酮擦净的灌浆嘴的底盘上，厚 度约１－２ ｍｍ，用圆钉定位将嘴子贴到所设定的 位置上即可。 左右 ＪＪ１２ ｌ３ 下Ｏ＋０９１ ｌ１０ ４８ 裂缝 １～２ 裂缝 １～２ ８３ １～２ 下０＋０７５ １１０ ４８ 下Ｏ＋０６０ ９６ ＪＩ４ Ｊ１５ Ｆ ０＋０５０ ｌ１０ ４８ 下部 裂缝 １～２ （４）封缝。缝两侧用环氧基液涂扫１层， 然后用３０ 环氧砂浆封缝。 材料较好黏结，决定采用灌浆的办法进行处理。 （５）试气。封缝完毕，待３ ｄ后进行压气检 查，从嘴子通人氮气（或纯净的压缩空气），一般压力为２—５ ｋｇ／ｅｍ 。压气时，在混凝土封闭层及其周围表面应不断刷上一 层肥皂水，如有漏气，肥皂水会出现起泡，此时用红笔在起泡 位置作出标记，以便用环氧浆材料进行再次封闭。试气过程中 要进行嘴子间的连通试验。 （６）灌浆与封孔。灌浆应按照自下而上进行，灌浆压力控 制在５ ｋｇ／ｅｍｚ以内，对已灌浆的嘴子一定要用木塞或乳胶胶管 封嘴。 ３．２灌浆材料的选择 对混凝土潮湿表面和水下部位进行黏结修补时，如果用一 般环氧材料，黏结力较差，对此，可采用聚酰胺树脂或环氧焦 油砂浆、酮亚胺环氧砂浆等材料。为减少配浆材料品种，并能 满足补强与防渗要求，本项目选择环氧焦油砂浆作为裂缝灌浆 材料。由于环氧焦油砂浆中的煤焦油具有憎水作用，加上外加 的压浆荷载，使环氧材料与混凝土面之间的水层被排挤出去， 使砂浆能与混凝土潮湿表面和水下混凝土黏结。对无补强要求 的裂缝，可采用丙凝材料，达到防渗要求即可。本文只介绍有 补强要求的灌浆。 ３．４．２钻孔埋管灌浆工序 （１）钻孔冲洗。用风、水轮换冲洗孔内及缝面，尽可能将 碎屑全部冲出，但风、水压力均不能超过设计灌浆压力。冲孔 用水要保持清洁，压缩空气应经过油水分离器。 （２）嵌缝止浆。在要嵌缝的部位，沿缝用人工或风镐凿成 ３．３灌浆时间的选择 灌浆一般应选择在气温较低的季节，裂缝开度最大时进行 施工，因为此时灌浆效果最好。一期碾压混凝土围堰布置在河 “ｖ”形槽，宽度约５ １０ ｃｍ，深３－５ ｃｍ，并清除槽内松动的 混凝土碎屑及粉土，然后沿裂缝间隔一定距离（２ ｍ左右）选 择裂缝较大的部位埋设 ６～１２ ｍｍ排气（水）管，最后向槽 内回填水泥砂浆。 （３）压水（气）试验。做压水试验时，需待嵌缝的水泥砂 床左岸的滩地上，枯水期靠右岸的深河槽过流，一般不会漫上 左岸的滩地。通常，一年中的４月份坝址处河水会漫上滩地， ５月份开始进入汛期。由于部缝延伸至基础，河水漫上滩 地后，就可能通过堰体渗入基坑。因此，整个围堰的裂缝灌浆 必须在２００３年３月底施工完毕。 浆达到一定强度后进行。压水（气）所用压力不得超过设计灌 浆压力。压气前，在水泥砂浆嵌缝层表面刷一些肥皂水。如果 压气时发现嵌缝上的肥皂水起泡，或者连续冒大气泡，应进行 补嵌或加固。 ３．４灌浆孔的设计和布置 灌浆孔的设置有骑缝埋管与骑缝钻孔埋管２种方式，可根 据裂缝情况选择其中一种。当裂缝的深度较浅时，采用骑缝埋 管方式，因为该方式施工简单，且减少了钻孔这一道工序；当 裂缝较深时，可采用骑缝钻孑Ｌ方式。另外，裂缝较深时，缝的 走向不规则，必须辅以斜孔，灌浆效果才比较理想。采用钻孔 （４）灌浆与封孔。灌浆应按由深到浅、由下而上的顺序进 行灌浆。灌浆压力控制在５ ｋｖ￣ｃｍ：以内。灌浆前，应将所有孔 （嘴）上的阀门全部打开，用压缩空气将孔内、缝内的积水尽 量冲洗干净，并争取使孔内、缝内处于干燥或无水状态。 效的补强措施，以确保灌浆质量。 ３．５对缝的处理和止浆办法 ３．５．１缝的处理 向全部灌浆孔注入１０％浓度的ＮａＯＨ溶 液，浸泡２４ ｈ，然后用水、气轮换冲洗，最后 吹出缝内积水。 材料 名称 配合比 ３．８灌浆材料的配制 设计的堵漏补强环氧焦油砂浆配合比见表２。 表２环氧焦油砂浆配合比表（重量比） 环氧 ６５０ 聚酰 树脂 胺树脂 邻苯二甲酸二丁脂 乙二胺 二甲苯 丙酮 煤焦油 水泥 １Ｏ０ ３０ １０ １４ １５ １５ ２０ ５０ ３．５．２止浆办法 分别用快干水泥砂浆和环氧砂浆对裂缝表面可能出现漏浆 的部位进行止浆。在灌浆中发生漏浆时，应首先降低压力（降 低值以不漏浆且缝内仍能吸浆为佳），直至浆液开始发黏，流 ３．９施工过程中应注意的事项 任何浆液的最佳效果一般都与温度、湿度、风力、阳光等 自然因素，以及灌浆设备、流程、工人的操作熟练程度等多种 动性大大降低后再升压灌浆；如果降压无效，则在漏浆部位置 一回收容器，将漏出的浆液回收，再倒人压浆桶。这样重复数 次，待浆液发黏后，再升压灌注。 ３．６灌浆设备的要求 要求灌浆泵具有下列性能： （１）有足够的排浆量和工作压力。 （２）在灌浆过程中，能比较方便地控制流量。 （３）为避免泵体被腐蚀和影响浆液的胶凝时间，泵体要具 有耐腐蚀性。 （４）体积小，重量轻，便于搬动。 （５）双液灌浆的双缸灌浆泵，应能在不停泵的情况下调节 两液的比例。 施工单位可根据自己的施工经验和现有的化灌设备灵活应 用。 ３＿７灌浆效果检查 灌浆施工结束后，应对其质量和效果进行检查，检验方法 有如下几种： （１）取样检查，一般采用钻孔取样，进行芯样抗拉试验。 （２）压水试验。 （３）声波测定检查。 （４）钻孔电视和钻孔摄影法。 监理单位和施工单位可根据经验和配置设备情况，采取其 中一种较适宜的方法进行检查。凡经检查不合格的，应采取有 ４９ 因素相关。因此，在实际施工中，应该注意以下事项： （１）劳动保护。化灌材料中大多数单体材料都有不同程度 的毒性，因此，在材料的运输、保存、配制、施工中都必须严 格遵守有关规定，做好劳动保护措施，防止污染环境，保证工 人安全施工。 （２）灌浆材料的配比最好通过试验确定。 （３）胶凝时间应通过试验确定。 （４）浆液一次配备的数量，应以浆液的凝固时间及进浆进 度来确定。 ４结语 一期碾压混凝土围堰裂缝处理完成后，尽管没有出现设计 标准的导流洪水量１６ ３００ ｍｓ，相应的上游水位约为１ １２ ｍ，但 历经了２００３年最大洪水量６ ８２０ ｍ （上游实测水位９５．９８ ｍ； ２００４年最大洪水量１ ３ １００ ｍ （上游实测水位１０７．５７ ｍ），没有 出现堰体渗漏和结构安全问题，使厂房和船闸的施工顺利进 行，保证了乐滩水电站按计划产生发电效益，说明裂缝的处理 设计是成功的，可为以后类似工程问题的处理提供参考。固 参考文献 ［１］姚治邦．水工建筑材料常用配方［Ｍ］．南京：河海大学出版社， １９９１． ［责任编辑：蒙薇】
