【摘要】接缝灌浆是混凝土拱坝改善坝体受力条件,使坝体具有整体性的重要结构措施。灌区的形成涉及施工中的很多环节,施工衔接工序较多,容易造成诸多缺陷,给接缝灌浆的施工带来很大的难度。结合周公宅水库大坝在接缝灌浆中灌区出现的一些缺陷问题,对其形成的原因和处理措施进行了分析和总结。
周公宅水库工程位于宁波市鄞州区大皎溪皎口水库上游15km处,主坝为混凝土双曲拱坝,23个坝段,12个灌浆层,177个灌区,分三个灌季进行施工。在接缝灌浆施工中出现了灌区串区、灌区外漏、排气管堵塞等多种灌区缺陷。为了保证灌浆质量,对存在缺陷的灌区分别采取了不同的措施进行处理,在灌浆工程中效果较好。后期质量检查表明,处理过的灌区灌浆质量良好,胶结密实、填充饱满。
灌区串区与细部结构的设计、施工过程的控制及止水(浆)片材料均有关系。在封区的结构设计中,同一坝段内上、下层灌区封区止浆片采用“丁”字形式,跨缝未封闭,造成连接地段十字区域形成直通长条带,如在止浆带附近存在骨料架空等通道,极易形成串区。止浆片周围因下料造成的粗骨料集中,欠振、漏振造成骨料架空、浇筑时止浆片浇偏或浇翻等都很容易造成串区,止浆片的连接方式(如铆接)等施工方法也有待改进。另外,止浆片的材料缺陷(如裂缝、烧洞等)也是形成灌区串区的因素之一。
对灌区串区的灌浆施工,《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5138-2001)中提出了一定的要求。灌浆中对于两个灌区串区的施工方法一般采用“一泵两区”(也叫并联灌浆)和一区灌浆另一区通循环水冲洗,待前区灌浆结束再灌后一区的方法,这两种方法在其它工程中取得过良好的效果。在周公宅水库大坝接缝灌浆中对具备同时灌浆条件的串区灌区采取了第二种方法进行了灌浆。对于不具备同时灌浆且两个灌区串区的横缝较多的采用了一区灌浆另一区先通循环水.待灌浆区屏浆升压时通水区也进行升压,最后基本达到平压的施工方法。这种施工方法可以有效地减小灌浆区水泥浆在带压凝固时因串区而降低压力的风险。后期的质量检查发现,这种施工方法能取得较好的灌浆效果。对于多个灌区(3个及以上)灌区串区的施工是接缝灌浆施工的难点,在周公宅水库大坝接缝灌浆施工中也出现了三个灌区串区的情况,由于第三区串区流量较小,在灌浆施工中对第三区通循环水,其它两区按照两区串区的施工方法进行施工。后期的质量检查发现,缝面充实饱满、胶结密实,灌浆效果良好。
由于灌区串区在接缝灌浆中增加了施工难度和风险,工艺复杂,特别是多个灌区串区的灌浆标准尚无统一的规定,所以在混凝土及其它工序施工中一定要注意灌区的质量,确保灌区的独立性和封闭性。另外,止浆片“丁”字式连接方式值得商榷。
形成灌区外漏的形式一般有两类:一类是由于施工中对止浆片周围混凝土振捣等工序控制不够或止浆片材料存在缺陷(如烧洞),造成沿横缝或沿跨横缝廊道周围横缝形成外漏;另一类是由于在止浆片周围分仓浇筑时砂浆铺设不均匀等原因形成渗漏通道从而形成层间漏水。
灌区外漏的处理措施多为凿槽嵌补的方式。凿槽的形式一般有三种,如下图:
对于漏水量较小的施工缝层间外漏,采用图a所示的凿槽方式一般都能取得较好的效果,槽内填补具有掺膨胀材料的高强度水泥砂浆或堵漏材料。对于水平缝外漏(如廊道底板等)可采用图b所示的凿槽方式,槽内填补具有膨胀性能且有一定强度的堵漏材料或掺有膨胀性能材料的高强度水泥砂浆均能取得较好的效果。对于灌区外漏流量很大的一般要采取图C所示的凿槽方式,在槽内一般要填补具有速凝性能、膨胀性能且具有一定强度的材料或对槽内浇筑混凝土均能取得较好的效果。
在周公宅水库大坝接缝灌浆施工中外漏现象比较严准,多采用图b和图C所示的凿槽方式开槽,开槽后先用纲丝刷将槽内岩粉刷干净再用堵漏王掺玻璃水逐层进行填补,填补在缝面干燥的情况下进行并压实。为了防止由于材料干缩重新引起干缩缝,在填补完成36~48小时内进行灌浆,效果良好。在个别流量很大的外漏缝面采取了缝内浇筑混凝土的填补方法,浇筑完混凝土的缝面进行表面保温,36~48小时后进行灌浆,也能取得较好的效果。(www.xing528.com)
对于灌区外漏的预防主要在于施工过程的控制和原材料的检查,对止水(浆)片周围通过改变混凝土级配浇筑、加强混凝土振捣、施工中对止水(浆)片材料加强防护等措施可以有效地减少和避免灌区外漏。
排气管管路堵塞(不通畅)的原因一般是混凝土施工过程中由于排气槽上砂浆勾缝不严实或浇筑时不小心碰撞排气槽从而造成排气槽的松脱,砂浆进入槽内;上引管保护不好导致杂物进入管内等。
对于排气管堵塞的处理方法一般是在灌区顶部两端直孔穿透排气槽打孔或在排气槽高程以下0.5m~1.0m范围内打斜孔,穿过缝面50cm补打排气孔,对于不通畅的管路进行倒灌。这种施工方法虽然能取得一定的效果,但受灌区高程、打孔位置等因素的影响较大,具有一定的局限性。所以在施工中对于灌浆系统加强过程控制和保护是避免灌浆管路堵塞的主要方法。周公宅水库大坝接缝灌浆中,由于坝顶路面混凝土施工中对排气管保护不到位从而造成右岸第十二灌浆层多个灌区排气堵塞或不通畅,在灌浆时采用从坝顶打斜孔到排气槽,再重新安装排气管路的方法,取得了良好的效果。
接缝灌浆中灌区缺陷的处理虽然有一些较为成熟的方法,但大多费时费力。所以加强施工控制管理,保护灌浆管路,保持灌区的独立性和封闭性是提高灌浆质量的保证。
优化灌区细部结构设计,铆接等止水(浆)片搭接形式有待进一步改进。需要加强多灌区串区灌浆标准的探讨和统一,从而保证灌区的灌浆质量。
1.孙新宇、张嘉晔:万家寨水利枢纽大坝接缝灌浆施工问题处理,中国水利,2002.5
2.张贵科、何小鹏:多区串通接缝灌浆施工工艺探讨,人民长江,2002年10月第33卷
3.水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(DL/T5138-2001)
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