藺河口碾壓混凝土拱壩水平層間縫的綜合處理

藺河口碾壓混凝土拱壩水平層間縫的綜合處理1概述陜西藺河口水電站位于位于陜西省嵐皋縣境內(nèi)，電站總裝機72MW，大壩樞紐工程為碾壓混凝土雙曲拱壩，最大壩高96.5m，壩底寬度為27.2m，壩頂高程515m，壩頂弧長為311m。大壩碾壓混凝土于2001年12月23日開始施工，采用通倉、薄層碾壓（攤鋪厚度34cm，碾壓厚度30cm）、連續(xù)上升法澆筑，至2003年6月25日完成全部碾壓混凝土澆筑并于同年10月27日下閘蓄水。2004年5月1日該電站開始發(fā)電。2002年8月，在大壩右拱圈側(cè)455.1m高程壩面上發(fā)現(xiàn)一條水平裂縫，經(jīng)壓水試驗與取芯檢查，表明水平裂縫位于大壩第11碾壓升層（EL452.7m~EL455.7m）的第8、9碾壓層面之間，上下游壩面裂縫在壓水檢查時存在連通現(xiàn)象，可以初步判斷該裂縫為水平貫穿性層間裂縫。經(jīng)參建各方的檢查研究并聽取有關(guān)專家的咨詢意見后，先后兩次對該層面水平裂縫進(jìn)行了以化學(xué)灌漿和壩上游面嵌縫防滲封堵為主，錨筋樁加固為輔的綜合處理。該裂縫經(jīng)過處理后，壓水檢查成果、壩體初期蓄水和一年來的發(fā)電運行檢驗表明綜合處理效果明顯，從而保證了壩體的運行安全，同時也為其他碾壓混凝土壩的施工及類似裂縫的處理提供了有價值的參考。2水平縫的發(fā)展過程及其成因探討2.1水平縫的發(fā)展過程2002年8月8日發(fā)現(xiàn)大壩右拱圈側(cè)上游面有一條水平裂縫（可能在此之前已出現(xiàn)，但未及時發(fā)現(xiàn)），對現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)下游面相應(yīng)高程也有水平裂縫，水平裂縫縫的表面有氫氧化鈣溶出物。經(jīng)測量，上游面裂縫平均高程EL455.1m，下游面裂縫平均高程EL455.26m。2002年8月16日進(jìn)行壓水試驗，裂縫滲水情況表明：上、下游壩面的水平裂縫均出現(xiàn)滲水，局部還有小股纖細(xì)水流噴射；此時，大壩上游壩面水平裂縫長約40m，下游壩面水平裂縫長約20m，最大裂縫寬度小于0.3mm。第一次裂縫化灌處理后，2002年10月21日發(fā)現(xiàn)水平裂縫局部仍有滲水現(xiàn)象，并且在進(jìn)一步向拱冠方向擴展，第一次化灌未能取得預(yù)期的效果。2002年11月20日開始第二次裂縫處理，在鉆孔施工過程中，尤其是在對化灌孔進(jìn)行壓風(fēng)趕水時，裂縫進(jìn)一步向拱冠方向發(fā)展。經(jīng)測量，上游面EL455.1m水平裂縫從右壩肩延伸至距拱冠（4#誘導(dǎo)縫）19.95m處（如圖1所示），下游面EL455.26m水平裂縫從右壩肩延伸至距拱冠28.6m處，裂縫面積約1000m2，這樣大面積的水平裂縫在國內(nèi)外碾壓混凝土工程中都是罕見的，處理難度相對大。誠圖矩1忙危藺河口碾途壓混凝土族壩的上游放面視圖2.2水平層間裂縫成因初探根據(jù)施工單位試驗室和業(yè)主試驗室的檢測結(jié)果及監(jiān)理工程師旁站記錄，從原材料到現(xiàn)場施工質(zhì)量、碾壓混凝土物理力學(xué)指標(biāo)以及取芯查結(jié)果表明，第11升層的RCC本體質(zhì)量與其它升層并無顯著性差異，且能滿足設(shè)計要求。同時，第8、9碾壓層的層間間隔時間也滿足施工規(guī)范（DL/T5112-2000）要求。根據(jù)現(xiàn)場施工記錄，從2002年5月6日至10日，在澆筑第11升層的碾壓混凝土?xí)r，埋設(shè)的PVC冷卻水管曾多次出現(xiàn)漏水情況（現(xiàn)場PVC冷卻水管接頭為套管連接并用鉛絲綁扎，未采用硫化熱粘接），2002年8月30日才將El.461.0m以下的冷卻水管用砂漿將其封堵。從2002年5月5日至8月30日之間，大部分時間用冷卻水對混凝土進(jìn)行冷卻，進(jìn)水溫度約為6~9℃，但2002年5月10日至25日采用河水冷卻，當(dāng)時的水溫為15~24℃。由于冷卻水的高位水池在530m高程，到裂縫層面EL455.1m處有75m左右的水頭，水頭差大，水力劈裂作用大。另外，由于剛攤鋪碾壓完后即對混凝土進(jìn)行冷卻，冷卻水的冷激引起的溫差也將在碾壓混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，例如，在2002年6月，冷卻水的進(jìn)水溫度為6~9℃，出水溫度為10~18℃，當(dāng)時混凝土的溫度為30℃，冷卻引起的溫降為4~9℃。但剛攤鋪碾壓的混凝土強度很低，若通水時間過早，發(fā)生漏水，冷卻水將沿水平碾壓層面，將層面的膠凝材料稀釋、帶走，嚴(yán)重影響層面的結(jié)合質(zhì)量，從而形成薄弱面，且在冷卻水溫降的作用下可能產(chǎn)生初始裂縫。至于2002年10月后的裂縫擴展，一方面是由于混凝土內(nèi)部溫降，溫度應(yīng)力產(chǎn)生的原因。如T341溫度計緊鄰裂縫位置，位于460m高程3＃和4＃誘導(dǎo)縫的中部，距上游面的距離為3.4m，該部位的混凝土澆筑溫度為14℃，在2002年10月的溫降約為14℃；另一方面，第一次裂縫處理時的壓水、壓風(fēng)都會在縫端產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步向拱冠方向擴展。綜上所述，層面PVC冷卻水管接頭漏水，高位水池冷卻用水的水力劈裂和通水過早引起的溫降很可能是形成層間薄弱面和甚至水平裂縫的起因，隨后在混凝土溫度降低過程中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力及裂縫處理過程中外力的干擾很可能是水平裂縫擴展的原因。因客觀條件限制，以上這些對該裂縫形成和發(fā)展原因的推斷只是局限在定性的分析基礎(chǔ)之上，有待進(jìn)一步通過計算論證才能的最終形成科學(xué)的論斷。3水平縫的綜合處理3.1第一次裂縫處理裙根據(jù)拱壩賺規(guī)范趕（幕SL28膏2-20銳0糕3鴨）對拱壩廉混凝土的災(zāi)抗拉強度搏要求及拱剖壩應(yīng)力分蛇布特點，靈第一次的漿裂縫處理院設(shè)計方案本在作業(yè)面槽布置乳了余8碼排渡共奔18耽4捆個換3結(jié)Φ政3憐2溫錨筋樁，棉鉆孔直徑巷大田于醋110m映m捧，上傻游敢3丑排的間排裝距約枕為融1.5×罩1.5蛛m搶，下貴游嬌5腸排的間排天距約訴為壤3.0×鍬3.0六m躺，錨筋樁垮設(shè)計孔拔深啊9.3柏m筍；布置翼了衰5抽排捐共揉8乎4左個化學(xué)灌動漿孔，間身排距約載為燙3.0×騙3.0正m照，化灌孔?？滋K深椅6.8先m增，孔徑午為宅110m頑m迅和續(xù)90m螺m鉛；在壩上蜂游裂縫面施布置了化羽灌埋管、攻在下游裂介縫面布置松了灌漿貼旋嘴。第一禽次裂縫處腐理所在壩身面高程振為敢461.日4惜m利。根據(jù)壩袍體防滲要托求，在上牽游縫面采椒用鑿槽回灶填峰S賭R撿止水填料后和環(huán)氧砂浪漿、表面羅貼一層環(huán)察氧玻璃布孫的措施。纏處理范圍燕為緞3憤#批誘導(dǎo)縫上望游以猜左索26.7火5誼m縫、下游以程左葵10.0肺m搞，向右處蹦理詢至川455.銀1部m驚高程右拱要端，裂縫策處理面積慢約選890m桌2挎。所用化里學(xué)灌漿材壯料介為枝LP培L禮，基挺液左A脂與基介液枯B效的體積比譽為凝1.3嶄5獲：鍵1份，劃LP哨L錫漿液的粘鈔度較大。束3.2負(fù)猴第二次裂購縫處理倦由于第一言次化學(xué)灌臣漿沒有取舒得預(yù)期的械效果，而割且裂縫繼騰續(xù)向拱冠槐方向發(fā)展登，為了進(jìn)錢一步增強報縫面防滲誘、提高裂卡縫區(qū)域混每凝土的抗郵拉強度、璃限制裂縫萍的發(fā)展，探隨后進(jìn)行洋了第二次僵裂縫處理減。第二次染裂縫處理系所在壩面咽高程褲為潤47食0.7桿m痰，處理設(shè)來計方案在晉工作面布憤置邁了艇6橋排鉆共臺15尊0勝個化學(xué)灌阻漿孔，第府一排距上焦游面咽2.0m手，第二排甘與第一排妖的間距為鴿2.0m塑，其余各盟排之間的鳳間距敗為佩3姻.0m眾，孔距朱為巡3.0辭m足，化灌孔涉孔羽深當(dāng)16溝m掩，孔其徑閱Φ啟56m搏m蜓，過丟縫扣40c箱m尺；在裂縫幻新擴展區(qū)儀至拱冠有（簡4斷#延誘導(dǎo)縫）臉間布置復(fù)了勤1濤9瘡根逝3栽Φ劫3西2翻錨筋樁（臭鉆孔直率徑夠90m帥m像）封鎖縫鹽面左端，廟限制水平炸裂縫向拱晨冠發(fā)展，護孔階深喇18.6喝m框；在裂縫誘擴展最前飽沿至拱冠拿之間預(yù)腐埋暈4接3仿個化灌孔欺引慧至積47拉8覺廊道的觀擱測室，根恨據(jù)裂縫發(fā)堡展情況在膚適當(dāng)?shù)臅r眉間對其進(jìn)褲行化灌；們在上下游浴面布置了受排氣管，虛灌漿采用餃純壓式趕逗灌法。為臂了確保壩諸體防滲，葬在上游縫社面采用鑿賓槽回接填擱S文R內(nèi)止水填料腦和環(huán)氧砂講漿，上下析游縫面表稻面貼一層寺環(huán)氧玻璃甘布的措施抖，上、下烤游壩面裂萬縫處理剖城面如助圖被2置所示。掠處理范圍屯：上下游綿縫面從右辰拱端到距政拱冠禮（盤4阿#朽誘導(dǎo)縫）廊分別街為討19.5型5根m證和模28.6蜘m推處，裂縫愚處理面積可約柳1000葬m慎2謙。第二次脊裂縫處理兄采用的化山學(xué)灌漿材碎料為中啊化慣79匪8解－傍L遮，在龍羊育峽水電工聚程的基礎(chǔ)霸處理中得叔到了成功井應(yīng)用，對稼窄縫處理被的適應(yīng)性喪較好。錨車筋樁孔內(nèi)兔回填砂漿蹄強度達(dá)設(shè)敵計強度原的混50坡%呼后才能進(jìn)壽行灌漿施成工；上游循表面縫的超環(huán)氧砂漿駐回填應(yīng)在另洗孔結(jié)束撕后進(jìn)行，繩并且強度速達(dá)設(shè)計厘的甘50魚%部后才能進(jìn)伍行中揚化晴79做8匹化學(xué)灌漿英。南4趕鼻裂縫處理蕉的化灌工俗藝簡介般第二次裂敢縫處理的攝工序為：罩壩面清跳理浩→俘化灌孔及移錨筋樁造貍孔（回轉(zhuǎn)涼巖芯鉆機盈造孔；同正時進(jìn)行上夕游面鑿槽亮）晨→癥工作面的的清代理稠→瞞高壓水清拋洗錨筋樁要孔卷→配錨筋樁孔恰排錯水衛(wèi)→路錨筋樁安滲裝及回填核砂漿封采孔獲→珠錨筋樁砂僻漿等惠強蠅3蝶天后用風(fēng)扭水混合物尖清洗化灌啞孔蜻→件灌漿孔管筆路的埋設(shè)倉及封孔（哲灌漿孔設(shè)樓進(jìn)漿管和慌排氣管；表同時進(jìn)行枯上下游縫道面的封堵竟和排氣管攜施工辰）大→睡化灌孔回波填砂漿等理強剩3頭天后進(jìn)行叉高壓水洗亞縫和居化灌孔壓照水足→勒化灌孔壓西水試驗（鮮確定最大緞灌漿壓力溫）延→戰(zhàn)高壓風(fēng)排召除縫面及撕孔內(nèi)積水考（上下游蝴縫面的封仔堵、排氣睛管安裝結(jié)電束刻）旁→濾灌注丙酮當(dāng)排尿水息→渣高壓風(fēng)排右出孔內(nèi)丙圈酮（回收竿）筑→倡PSI-由CW限化學(xué)灌槍漿失→斃上下游面錫排氣管灌崗漿鐘→過待蹄凝盆→族檢查孔的樹布置及施敢工。競(a灰)轉(zhuǎn)上游面裂秒縫粱(b抵)沈下游面裂揮縫褲圖睡2這腎上下游縫國面處理的抄示意圖（襲單位接：酬c瘡m臣）劫根據(jù)試驗傾結(jié)果，芬PSI-彎CW紙漿液滑在拳2竟0悔℃大環(huán)境條件幟下起始黏的度約瓦為題16mP剪a.專s侮，正常配醋方的漿液妥歷均時拐1隔2文℃配的漿液黏潛度約賽為竹33~5拳5mP鞠a.垃s踩之間，只層要灌漿壓耽力適當(dāng)，由純灌歷時回有保障，是該黏度的漲漿液仍具持有較好的縫可灌性。令裂縫灌漿款效果不僅倍與縫寬、經(jīng)漿液黏度岸有關(guān)，還蕩與灌漿壓胸力、純灌拐歷時和灌三漿機具有吵關(guān)。在縫袖寬一定的醋情況下，精根據(jù)縫寬羽的大小、欠縫面的性異狀選擇相貓應(yīng)的化灌留材料、灌慢漿機具、影灌漿壓力明、純灌歷渾時和結(jié)束澆標(biāo)準(zhǔn)，對瓦裂縫缺陷臘處理至關(guān)示重要。而澆且，灌漿握壓力、純趴灌歷時和爆結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)捎應(yīng)根據(jù)工斷藝試驗和為現(xiàn)場施工扮情況進(jìn)行地及時調(diào)整姻。立PSI-冶CW蠟的化學(xué)灌很漿采用化車灌專用計傻量泵，排轎量和壓力逝可根據(jù)實味際情況調(diào)貴整。每個議化灌孔埋級設(shè)一根進(jìn)般漿管和一決根排氣管層（屬4何′虹鐵管），淘用高壓灌茶漿管連接隨灌漿泵和煌灌漿管路風(fēng)。頂大規(guī)模化惕灌前進(jìn)行機了中排化喇798-超L朵化學(xué)灌漿作現(xiàn)場生產(chǎn)夏性試驗，祝用于檢驗越壓丙酮和遣化灌各工卵序，化灌褲最大壓力腹為爪1.2M什p煮a準(zhǔn)。試驗時暢下游壩面雅裂縫及右做壩肩下游戴有個固結(jié)產(chǎn)灌漿檢查閉孔依次出尺水、水和勁丙酮混合擋物、丙酮越、丙酮和澤漿液混合脅物、直到虛出漿。試且驗驗證了吐在縫面內(nèi)偉丙酮趕水瓣、漿趕丙擁酮的預(yù)期軋效果。悲5慮堪裂縫處理皮的效果爺5.袖1型縫面吃漿批量分析兼在整個化殃灌過程中老，每間圓隔神2~床3部小時對化腎學(xué)漿液中峽化默798-陵L報進(jìn)行黏度賄檢測，以蠻保證漿液辨的可灌性升。根據(jù)原礎(chǔ)始記錄，預(yù)大部分化夜灌孔的漿極液起始黏烏度都俗在伶8~12惱m(xù).Pa龜s逃之間，每循個孔化灌裕結(jié)束前的竭漿液黏度她都齡在紐20~2匯5庫m.Pa中s取以內(nèi)。整瓶個化灌過班程中，灌梨漿壓力穩(wěn)紡定，壓力慎值和純灌怕歷時滿足飽設(shè)計要求譯。勞第二次裂撤縫處理的喚水平裂縫剃面積由約傷1000片m吳2扯。壩面中豬化燕798-編L悼化學(xué)灌申漿登(斬不含引管刮區(qū)超)慶的總耗漿垮量為矛5176獎.2腦L脈，其中的岸管路占漿融1325燥.3破L滴，棄漿量仍為普176.娘4經(jīng)L巨，壓力進(jìn)依漿量廳(駐包括漏漿腫量樣)媽為攝3674晴.5宜L扇，估計壓靠力凈吃漿突量為奸830.惡5笛L韻。上游縫效面排氣管蜂壓力凈吃弱漿形量到32賄.蹄7午L榜，下游縫談面排氣管帖壓力凈吃解漿午量臟72店L饅?？梢姡瑐渌搅芽p鞋縫面充填宰了大量的艷中助化億798-料L騙漿液。闊200包3睜年桃8序月在壩頂補進(jìn)行了鉆慶孔取芯，叼最大芯樣也長傍度專10.5治7絹m濫。利用裂日縫處理區(qū)帶域的鉆孔決還可對裂芽縫處理進(jìn)夏行質(zhì)量檢掃查，在芯影樣的該層桌面上可以月清楚看到嚼填充飽滿摟的化學(xué)漿坦材。景5.汽2掉中群化道798-愈L羨與混凝土陡的粘結(jié)性梳能節(jié)為了驗證煙中朽化帳798-竊L議漿液與碾狂壓混凝土冷的粘結(jié)強權(quán)度表，裝200妥2后年證1鑼2掏月將由碾襲壓混凝廁土嘴90坦d江齡期劈拉象試驗破型豈后得到試有塊用中大化搜798-鼠L虹漿液粘結(jié)頸起來，在些室內(nèi)養(yǎng)境護腫28拔d艦和菜90蠅d西后用劈拉彎試驗測定沫漿液的粘關(guān)結(jié)強度，模28d隨后混凝土鋪粘結(jié)劈拉榮強度約為萄2.園29冬Mpa裙～液2.56置Mpa秩，齒90襖d到后混凝土板粘結(jié)劈拉騎強度約為捆2.但2超.撤26災(zāi)Mpa興～手3竭.喜23庭Mpa急。從劈裂佛后的試驗死塊來看，頌大多數(shù)混泰凝土劈裂奉是從混凝梅土處斷開疫，而不是調(diào)從粘結(jié)處閥斷開，表拜明中盒化飾798-援L偷與混凝土衣的粘結(jié)性袍較好。掙同時要說箏明的是，允該粘結(jié)試運驗結(jié)果與桌實際灌漿鹽效果還是占有一定差際距的，在絨鉆孔取芯堅過程中，坡幾根芯樣踢均在裂縫谷面斷開，動說明實際低灌漿粘結(jié)封強度達(dá)不優(yōu)到原混凝屯土本體強崇度。欠5.柱3廢壓水檢查化結(jié)果以化灌結(jié)束姐后罩于質(zhì)200遷3京年納8句月在化灌視區(qū)布置喘了姨4缸個壓水孔鳥，亦在書EL45效6長m?！珪馝L45澡4m帳(劇穿鈴過排EL45毒5.1響m漠水平裂縫娘縫蛇面勾)門試驗段的希透水率依犬次愧為槍0.00秧312珠L型u群、筋0.00泛284映L悄u皇、丈0.00驚53L蒼u董、馳0.03螞66L護u致，滿足設(shè)繞計要求。尚工程蓄水即前對預(yù)埋洪管區(qū)進(jìn)行零了壓水檢霧查，結(jié)果伸表明裂縫妨沒有再向靠拱冠進(jìn)一逢步擴展。敵另外，壩衣體裂縫處喘理還經(jīng)受隊了招200律3圖年秤7皺月臨時度壞汛擋水鏟和恒200著3伐年陡1舞0凈月開始的玉蓄水考驗攻；妖200坊4霞年觸5拆月開始發(fā)玩電，經(jīng)過漁一年多的嗓發(fā)電運行潔，均未發(fā)揪現(xiàn)滲漏水傘現(xiàn)象，蓄框水后大壩窮各項安全夫監(jiān)測數(shù)據(jù)候正常?？?靜杜幾點經(jīng)驗色和教訓(xùn)認(rèn)（煉1帽）墻態(tài)碾壓混凝栗土在次高側(cè)溫和高溫銅季節(jié)的施姿工是各工釘程不可避視免的問題側(cè)，目前所向采用的埋伏設(shè)塑料冷渾卻水管的委辦法是行莫之有效的咳溫控措施錫之一，但溪要切實做跪好水管的題接頭處理凝，避免碾他壓設(shè)備可亦能對其造下成的破壞暗。躲（領(lǐng)2畏）根據(jù)碾慘壓混凝土唯的溫度過陸程特點和隙凝結(jié)時間葉，應(yīng)選擇楊合適的冷幸卻水通水岸時間，這商樣即使水好管發(fā)生損際壞，也不咽會對碾壓巖混凝土層膚面造成太蓄大的損傷馬