混凝土坝接缝灌浆管路埋设方法

混凝土坝用纵缝分块进行浇筑，有利于坝体温度控制和浇筑块分别上升，但为了坝的整体性，必须对纵缝进行接缝灌浆，纵缝属于临时施工缝。坝体横缝是否进行灌浆视坝型和设计要求而异。重力坝的横缝一般为永久温度沉陷缝；拱坝和重力拱坝的横缝属于临时施工缝。临时施工的横缝要进行接缝灌浆。

（一）接缝灌浆管路埋设

混凝土坝的接缝灌浆，需要在缝面上预埋灌浆系统。根据缝的面积大小，将缝面以上划分为若干灌浆区。每一灌浆区高10～15m、面积200～300m2，四周用止浆片盘自成一套灌浆系统。灌浆时利用预埋在坝体内的进浆管、回浆管、支管及出浆盒向缝送水泥浆，迫使缝中空气（包括缝面上的部分水泥浆）从排气槽、排气管排出，直至灌满设计稠度的水泥浆为止。图5-21为接缝灌浆布置示意图。

图5-21　接缝灌浆布置示意图

1—拌浆筒；2—灌浆机；3—进浆管；4—回浆管；5—阀门；6—压力表；7—止浆片；8—排气槽；9—排气管；10—支管；11—出浆盒

接缝灌浆的设备有拌浆筒、灌浆机及压力表等，一般布置在灌浆廊道之内。预埋的灌浆系统主要包含以下几个部分：

（1）止浆片。沿每一灌浆区四周埋设，一般用镀锌铁皮或塑料止水片跨过接缝埋入混凝土中，防止浆液外溢。

（2）灌浆管路。包括进浆管、回浆管、支管、出浆盒等，支管间距2m，支管上每1～3m有一孔洞，其上安装出浆盒。出浆盒由喇叭形出浆孔（采用木制圆锥或铁皮制成）和盒盖（采用预制砂浆盖板或铁皮制成）组成，分别位于缝面两侧浇筑块中（图5-22），在进行后浇块施工时，盒盖要盖紧出浆孔，并在孔边钉上铁钉，以防止浇筑时堵塞。后接缝张开，盒盖也相应张开以保证出浆。

图5-22　出浆盒的构造与安装

1—升浆管；2—出浆口；3—预制砂浆盒盖；4—喇叭形出浆孔；5—模板；6—铁钉

（3）排气槽和排气管。排气槽断面为三角形，水平设于每一灌浆区的顶端，并通过排气管和灌浆廊道相通，其作用是在灌浆过程中排出缝中气体，排出部分缝面浆液，据以判断接缝灌浆情况，保证灌浆质量。

接缝灌浆的次序如下：

（1）同一接缝的灌区，应自基础灌区开始，逐层向上灌注。上层灌区的灌浆，应待下层和下层相邻灌区灌好后才能进行。

（2）为了避免各坝块沿一个方向灌注形成累加变形，影响后灌接缝的张开度，横缝灌浆应自河床中部向两岸进展，或自两岸向河床中部进展。纵缝灌浆宜自下游向上游推进。主要是考虑到接缝灌浆的附加应力与坝体蓄水后的应力叠加，不致造成下游坝趾出现较大的压应力，同时还可抵消一部分上游坝踵在蓄水后的拉应力。但有时也可先灌上游纵缝，然后再自上游向下游顺次灌注，预先改善上游坝踵应力状态。

（3）当条件可能时，同一坝段、同一高程的纵缝，或相邻坝段同一高程的横缝最好同时进行灌注。此外，对已查明张开度较小的接缝，最好先行灌注。

（4）在同一坝段或同一坝块中，如同时有接触灌浆、纵缝及横缝灌浆，应先进行接触灌浆。其好处是可以提高坝块的稳定性，对于陡峭岩坡的接触灌浆，则宜安排在相邻纵缝或横缝灌浆后进行，以利于提高接触灌浆时坝块的稳定性。

（5）纵缝及横缝灌浆的先后顺序一般是先灌横缝、后灌纵缝，但也有的工程考虑到坝块的侧向稳定，先灌纵缝、后灌横缝。

（6）同一接缝的上、下层灌区的间歇时间不应少于14d，并要求下层灌浆后的水泥结石具有70%的强度，才能进行上层灌区的灌浆。同一高程的相邻纵缝或横缝的间歇日应不少于7d。同一坝块同一高程的纵、横缝间歇时间，如果属于水平键槽的纵直缝崩浆，须待14d后方可灌注横缝。

（7）在靠近基础的接触灌区，如基础有中、高压帷幕灌浆，接缝灌浆最好是在帷幕灌浆之前进行。此外，如接触灌区两侧的坝块存在架空、冷缝或裂缝等缺陷时，应先处理缺陷，然后再进行接触灌浆。

（二）接缝灌浆施工

1.通水检查

通水检查主要目的是查明灌浆管道及缝面的通畅情况，以及灌区是否外漏，从而为浆前的事故处理方法提供依据，其步骤及要求如下：

（1）单开式通水检查。分别从两进浆管进水，随即将其他管口关闭，依次有一个管口开放，在进水管口达设计压力的情况下，测定各个管口的单开出水率，其通畅标准是进水率大于70L/min，单开出水率大于50L/min。若管口出水率大于50L/min，可结束单开式通水检查；若管口出水率小于50L/min，则应从该管口进水，测定其余管口出水量和关闭压力，以便查清管和缝面情况。

（2）封闭式通水检查。从一通畅进浆管口进水，其他管口关闭，待排水管口达到设计压力（或设计压力70%）时，测定各项漏水量，并观察外漏部位，灌区封闭标准为稳定漏水率小于15L/min（不是集中渗漏），串层漏水率及串块漏水率分别小于5L/min。

（3）缝面充水浸泡及冲洗。每一接缝灌浆前应对缝面进行浸泡，浸泡时间一般不少于24h，然后用风水轮换洗各管道及缝面，直至排气管回清水，当水质清洁无悬浮或沉淀物时方能灌浆。

（4）灌浆前预习性压水检查。采用灌浆压力压水检查，其目的是选择与缝面排气管较为通畅的进浆管与回浆管环线路，核实接缝容积、各管口单开出水量与压力以及漏水量等数值，同时检查灌浆运行可靠性。

2.接缝灌浆的程序和方法步骤

接缝灌浆的整个施工程序是，缝面冲洗、压水检查、灌浆区事故处理、灌浆、进浆结束。其中灌浆工序本身，是由稠度较稀的初始浆液（水灰比3∶1）开灌，经中级浆液（水灰比1∶1）变换为最终浆液（水灰比0.6∶1），直到进浆结束。

初始浆液稠度较稀，主要是润湿管路及缝面，并排出缝中大部分空气；中级浆液主要起过渡作用，但也可以充填一些较细的裂缝；最终浆液用来最后充填接缝，保证设计要求的稠度。在灌浆过程中，各级浆液的变换可由排气管口控制。开灌时，最先灌入初始浆液，当排气管口出浆3～5min后，即可改换中级浆液；当排气管口出浆稠度与注入浆液稠度接近时，即可改换最终浆液。由此可知，排气管间断放浆是为了变换浆液的需要，即排出空气和稀浆，并保持缝面畅通。在此阶段，还应适当地采取沉淀措施，即暂时关闭进浆阀门，停止向缝内进浆5～30min，使缝内浆液变浓，并消除可能形成的气泡。这种沉淀措施在施工中又称为间断进浆。

灌浆转入结束阶段的标准是排气管出浆稠度达到最终浆液稠度、排气管口压力达到设计压力以及缝面吸浆率小于0.4L/min，达到这3项标准后，即可持续灌浆30min后结束（或关闭全部管口进行缝内进浆30min，或从排气管倒灌30min结束）。

接缝灌浆的压力必须慎重选择，过小不易保证灌浆质量，过大可能影响坝的安全，一般采用的控制标准是：进浆管压力（3.5～4.5）×105k Pa，回浆管压力（2～2.5）×105kPa。(www.xing528.com)

（三）灌区事故及其处理

经过通水检查，可基本判明灌区事故部位及事故类型，灌区事故类型及处理方法分述如下。

1.灌浆管道不通的处理

（1）进、回浆管道不通的处理。处理前，先将灌区充分浸泡7d左右，再用风和水轮换冲洗，风压限制为0.2MPa，水压不超过0.8MPa（逐级加压，每0.05MPa为一级），风和水轮换冲洗时，应将所有管口敞开，以免一旦疏通后缝面压力骤增。如堵塞部位距表面较近，可凿开混凝土，割除管道堵塞段，恢复进、回浆管。当上述措施无效时，可视具体情况采用骑缝钻孔或斜穿钻孔代替进、回浆管。

（2）排气系统不通的处理。当排气管不互通，或排气管与进、回浆管不互通时，可初步判断为排气系统不通（也存在缝面不通的可能性），如经疏通无效，一般采用风钻孔或机钻孔穿过灌区顶层代替原管道，一侧排气管至少布置3个风钻孔或一个机钻孔，机钻孔单孔出水率大于50L/min，风钻孔单孔出水率大于25L/min时，可认为畅通。

2.缝面不通的处理

当进、回浆管互通，排气管本身也互通，但进、回浆管与排气管之间不互通时，可判断为缝面不通。缝面不通的原因有3种可能，即缝面被杂物堵塞、压缝或细缝。如缝面被杂物堵塞，可以用反复浸泡、风和水轮换冲洗的办法；如为压缝，则可打风钻孔或机钻孔代替出浆盒，用联孔形成新的灌浆系统；如为细缝，则只能采取细缝灌浆措施。

3.止浆片失效引起外漏的处理

一般采用嵌缝堵漏的方法，根据外漏部位及漏量大小，可先沿外漏接缝凿槽，再用水泥砂浆、环氧砂浆或棉絮等材料嵌堵，能比较有效地阻止浆液外漏。

4.特殊情况的灌浆方法

（1）灌浆区与混凝土内部架空区串漏时，由于漏量大，灌浆时间必然延续较长，若管道及缝面又不太通畅，则不宜采取降压沉淀的方法，否则，缝面由下至上泌水，阻力增大，最终可能导致堵塞。通常在变换至最终级浓浆，缝面起压正常后，保持50%～70%的设计压力灌注，当吸浆量急剧下降时，再升到设计压力灌注，直至达到正常标准时结束。

（2）止浆片失效引起外漏，一般先嵌缝堵漏，再进行灌浆。当灌浆过程中发现外漏严重时，如缝面处于充填初级浆液阶段，可及时冲掉，嵌缝再灌；如缝面处于充填中级或终级浆液时，可边嵌边灌，同时在灌浆工艺上采取间歇沉淀或降压循环的措施，迅速增大缝面浆液黏度，促使缝面尽早形成塑性状态，当吸浆率明显减少时，在设计压力下正常灌注至结束。

（3）止浆片失效引起相邻灌区串漏，一般处理方法有两种。一种是先将表面外漏处嵌缝，然后多区同灌，每个灌区配一台灌浆机，可灌性差或漏量大的灌区先进浆，以利于各灌区同时达到在设计压力下灌注。当某一灌区先具备结束条件时，须待串漏区的吸浆率在设计压力下明显减小时才能先行进浆，互串区先后结束间隔时间，一般控制不超过3h。另一种方法是当不允许互串灌区同灌时，也可采取下层灌浆，上层通水平压防止下层浆液串入上层的措施，上层通水时的层底压力应与下层灌浆的层顶压力相等。

（4）进、回浆管道全部失效时，若布置条件许可，可做骑缝钻孔代替进、回浆管（孔距一般为3m），风钻孔代替排气管，灌浆方法与正常条件下的灌浆方法基本相同。如无条件布置骑缝机钻孔时，可采用风钻斜穿孔，一般3～6m2布置一孔，各孔均设内管（进浆管），孔口设回浆管，从灌区下层至上层将进、回浆管分别并联成若干孔组，并留出排气孔，灌浆时下层孔组进浆，上层孔组回浆，中层孔组放浆，灌至达到结束条件时停止。

（5）细缝灌浆。细缝一般指冷却至灌浆温度后，张开度仅为0.3～0.5mm的灌区，在灌浆施工中，一般采取下列措施：

1）用细度为通过6400孔/cm2的筛余量在2%以下的42.5级硅酸盐磨细水泥。

2）在灌浆初始阶段，提高进浆管口压力，尽快使排气管口升压，有利于细缝张开，其张开度应严格控制在0.5mm以内。

3）采取四级水灰比，即4∶1、2∶1、1∶1、0.6∶1浆液灌注。先用4∶1浆液润滑管道与缝面，2∶1浆液过渡，尽快以1∶1浆液灌注，尽可能按终级浆液结束，最后从排气管倒灌补填。浆液中可掺用塑化剂（掺量以不超过水泥重量的3‰为宜），以改善浆液流动性。

4）灌浆过程中，当变浆后排气管放出稀浆时，即从两侧进浆管同时进浆，或与排气管同时进浆，以改善缝面浆压分布（因缝面出浆盒有时局部阻塞）。

5）在经过论证的情况下，采用坝块超冷（即比灌浆温度低2～4℃），力求改善缝面张开状况。

6）化学灌浆（使用不多），必须谨慎选用化学灌浆材料和施工工艺。

（四）质量检查

灌区的接缝灌浆质量，应以分析灌浆资料为主，结合钻孔取芯、槽检等质检成果，进行综合评定。主要评定项目有以下几个：

（1）灌浆时坝块混凝土的温度。

（2）灌浆管路通畅，缝面通畅以及灌区密封情况。

（3）灌浆施工情况。

（4）灌浆结束时排气管的出浆密度和压力。

（5）灌浆过程中有无中断、串浆、漏浆和管路堵塞等情况。

（6）灌浆前、后接缝张开度的大小及变化。

（7）灌浆材料的性能。

（8）缝面注入水泥量。

（9）钻孔取芯、缝面槽检和压水检查成果以及孔内探缝，孔内电视等测试的成果。