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摘要：本文结合现场施工情况，从施工布置、材料机具、施工工艺方法、人员设备等方面介绍了广东清远抽水蓄能电站下库大坝心墙混凝土裂缝化灌技术。
关键词：粘土心墙堆石(渣)坝 裂缝化学灌浆 改性环氧浆 化灌施工工艺
中图分类号：TV42 文献标识码： A 文章编号：
概述
下水库大坝坝址位于大秦水库库尾上游约850m峡谷处，坝型为粘土心墙堆石(渣)坝，坝轴线为一直线，坝轴线基本上与河道垂直。
最大坝顶长度为275m，最大坝高74.8m，坝顶宽7.0m。坝体上游边坡1:2.75，下游边坡1:2.5，在下游坝坡上每隔15.0m设宽2m的马道。粘土心墙以坝顶中心线为中心对称布置，心墙顶部宽度3.0m，上下游坡度均为1:0.2，从上游至下游依此布置上游坡干砌石、上游堆石Ⅰ(高程107.0m以上)、上游堆石Ⅱ(高程107.0m以下)、上游过渡层、上游反滤层、粘土心墙、下游反滤层、下游过渡层、下游排水反滤层、下游填筑全强风化料Ⅰ、下游堆石Ⅱ、下游坡框架植草皮和干砌石。
下库大坝心墙基础为0.5m～1.5m厚C15砼盖重，其中心墙防渗中心5m范围为1.5m厚砼盖重，其余上、下游心墙基础均为0.5m厚盖重砼。目前下库大坝心墙基础盖重砼层分块面积大、厚度薄的特点，在粘土心墙填筑覆盖前对混凝土面进行检查，发现不同程度的纵横向裂缝，经现场量测裂缝总长约900m，左岸发现较多，同时对裂缝进行不定期观测，未有明显变化和延伸趋势。有关各方现场商议决定对裂缝采取化学灌浆处理。
施工布置
对外交通道路已形成，化灌人员住在临时营地。施工用水、用电均已接引至工作面附近，在坝基河床下游侧布置现场浆液配置站，因两岸边坡较陡，采用钢管搭设排架及爬梯，作业人员佩戴安全绳通至工作面。
⑴、施工用风
施工用风主要包括裂缝通风检测用风。采用1台移动电动空气压缩机供风，该空压机供风压力为0.2～1.0MPa，单台供风能力为3m³/min。风管采用Φ6mm压力胶管。
⑵、施工用水
施工用水主要为清洗砼表面、裂缝用水。直接从大坝左岸的主供水管接引，然后采用1.5寸胶管接入各用水工作面上。
⑶、施工用电
施工用电主要为电钻凿槽、照明等施工用电，利用大坝已经形成的供电线路，从附近的配电箱内采用90mm2电缆接入用电设备。
⑷、施工排架
施工排架采用Ф48钢管搭设，架管横距0.5m，纵距2m，贴坡架设并用锚筋固定定在心墙基础混凝土上。
灌浆材料和机具
灌浆材料
1、主要材料：改性环氧浆、SH掺加剂、丙酮、固化剂、促进剂、普硅425水泥、
φ8注浆管。
⑴、SH水泥外掺剂
SH水泥外掺剂是一种快凝快硬，早期强度高，具有微膨胀的特种水泥。外掺剂与水泥之间体积比根据需要为1:3～1:5，在42.5R普通硅酸盐水泥中掺入25%的SH外掺剂，粉状混合物拌匀后加适量水（水灰比0.3～0.4左右），固化时间在1分钟以内，1小时抗压强度可达10Mpa,适用于裂缝凿槽的封缝。
⑵、EAA改性环氧浆液
化学注浆采用EAA改性环氧浆液，属新型高强度防渗透高分子材料。材料中加入复合的EAN改性剂，EAA环氧材料具有粘度低、润湿性强、综合力学性能高、耐老化、无毒的特性。固化后的固结体无体型收缩，尤其对水有良好的亲和性。在含水地层的处理中，具有优异的渗透性。可注入极低渗透性的泥层（K=10-6～10-8cm/s），并使其固结改性。其性能见下表：
EAA改性环氧浆液已在多个工程中使用，均取得很好的效果，并且大量用于缺陷性砼桩基、桥梁的加固补强工程中，补强后的强度能达到甚至超过无缺陷砼的强度。
EAA改性环氧浆液的主要优点是：
①、优异的渗透性（如将砼试块半置于EAA样液中，可以观察毛细管现象），因此对砼有补强作用；
②、抗劈裂强度高；
③、固化后固结体无体型收缩，不会产生新的渗水通道，这是常规水泥灌浆所不能比拟的优势；
④、高分子结构稳定，耐老化性能超过常规的水工砼。
⑶、EAA改性环氧浆液调制
改性环氧浆液在-10～35℃的温度范围内可以通过调节固化剂、固化促进剂的量进行使用。
混合的顺序是：先计量改性环氧浆液，然后添加固化促进剂搅拌1～3分钟，再后添加固化剂搅拌1～3分钟，固化剂（及固化促进剂）的添加量为应充分考虑施工温度及混凝土主体温度后决定。严禁同时添加固化剂和固化促进剂进行混合。
每次最大配料量不超过5000ml，对气温大于30℃时，采用降温辅助设施进行调配，每次配量应在5小时内施工完毕。
2、灌浆设备
采用3WT-3型注浆机进行纯压式灌注，压力要分级使压，控制在0.2 mpa之间
灌浆机具
施工机具：冲击钻、灌浆泵、高压水枪、手磨机、钢丝刷、棉纱、胶手套、灰刀、灰桶、扳手、手钳。
施工方法
处理方法：SH外掺剂快硬嵌缝后化学灌浆，要求不低于原混泥土及岩体强度，能承受最大外水劈裂压力，抗老化。
处理原则：着眼于大坝底部及混凝土的整体结构考虑进行补强处理，发挥材料优势，配以相适宜的施工工艺综合治理，在选材上着重注意考虑选用具有优良的力学性能、耐老化、无毒、在含水环境中具有优异的渗透性和粘接强度的EAA改性环氧材料，提高大坝整体结构的完整性。
这种改性环氧材料是以环氧为主要体系的新型高强度补强防渗材料。由于材料中加入复合的改性剂，它具有粘度低、润湿性强、耐老化、无毒的特性，固化后的固结体具有无体型收缩的优异特点。
该材料对混凝土裂缝充填粘接修补后，能使开裂的混凝土重新粘合，达到原设计的强度。
化学灌浆施工工艺流程
搭设工作平台→裂缝描述→凿槽→钻孔→洗孔→埋管、封缝→通风检测→灌浆→检查→工程验收。
裂缝EAA化灌处理施工工艺
⑴、搭设工作平台，
下库大坝坝基两岸边坡坡度陡峭，施工排架采用Ф48钢管搭设，架管横距0.5m，纵距2m，由低到高逐层搭设。
⑵、裂缝描述
①由专业人员对现场裂缝清查，检查内容包括裂缝位置、缝长、缝寬及表面溶出物等，并绘制出裂缝示意图。
②记录详实，并交监理工程师验收、确认。
⑶、凿槽
以裂缝为中心开凿“U”型槽，槽深×槽宽=10mm×20mm。
⑷、钻孔
采用钻孔设备进行钻孔，以缝为中心钻孔深为50mm，孔径为Ф32mm，孔距为30cm～40cm。
⑸、洗孔
用压力水沿槽内缝口向两边清洗，要冲洗干净，以保证缝口张开，内无杂物、粉尘等其它影响封缝粘结的杂物，用针挑剔缝口无碎块混凝土和杂物为合格。
⑹、埋管、封缝
用掺有SH外掺剂的速凝水泥封闭裂缝，埋设注浆管﹙每根长度300～500mm﹚，封缝表面用灰刀铲平。埋注浆管时必须压实管边胶泥，确保注浆时缝面及管边无漏浆现象。
⑺、通风检测
通风检测的方法：通风检测压力设定在0.2Mpa。关闭所有注浆嘴，留下1#、2#注浆嘴，用1#注浆嘴接上输风管进行送风，同时将2#注浆嘴的软管插入水中，观察水中是否有气泡冒出，如有，说明1#、2#注浆嘴是串通的，否则为不串通；检测完1#、2#注浆嘴后，关闭1#注浆嘴，用2#注浆嘴接输风管，打开3#注浆嘴，用上述方法进行通风检测；在检测各注浆嘴的同时，用肥皂水抹在封缝材料的上面，肥皂水涂抹宽度要超过封缝材料。观察有无气泡冒出，如有进行标识、处理。
⑻、灌浆
①灌浆原则：垂直裂缝和倾斜裂缝灌浆应从深到浅、自下而上进行；接近水平状裂缝灌浆可从低端或吸浆量大的孔开始。
②灌浆压力：注浆压力为0.2～0.5 MPa，但当开灌注浆量为0时压力直接提升至0.5Mpa，分次逐级升压的方法进行施灌，稳压10分钟，然后扎管闭浆。注浆5～8小时后，检查管口有无浆压。如无浆压，重复注浆；如有浆压，灌浆结束。
③单嘴灌浆时间：单嘴灌浆时间为10min/嘴。
④灌浆方法：现场条件具备灌浆时，申请准灌证。持准灌证方可进行灌浆工序作业。将1#灌浆嘴接上输浆管，开始灌浆；当灌浆时间没有达到规定时间而邻近的2#注浆嘴或3#注浆嘴甚至4#冒浆时，关闭2#、3#、4#灌浆嘴，继续灌浆；当灌浆时间达到规定时间后，接上2#灌浆嘴开始灌浆，依此类推，直至接上第5#灌浆嘴灌注到规定时间后，拨出1#灌浆嘴的输浆管，同时关闭1#灌浆嘴，将输浆管接上6#灌浆嘴灌浆，直至最后一个注浆嘴时，当其不进浆后稳压30min即可结束全缝的灌浆。缝面处理， 灌浆结束，待48小时浆液完全固化后，割除注浆嘴，将注浆面恢复原貌。
主要人员及设备
施工人员配置表
化学灌浆施工机械设备配置表
关键词：粘土心墙堆石(渣)坝 裂缝化学灌浆 改性环氧浆 化灌施工工艺
中图分类号：TV42 文献标识码： A 文章编号：
概述
下水库大坝坝址位于大秦水库库尾上游约850m峡谷处，坝型为粘土心墙堆石(渣)坝，坝轴线为一直线，坝轴线基本上与河道垂直。
最大坝顶长度为275m，最大坝高74.8m，坝顶宽7.0m。坝体上游边坡1:2.75，下游边坡1:2.5，在下游坝坡上每隔15.0m设宽2m的马道。粘土心墙以坝顶中心线为中心对称布置，心墙顶部宽度3.0m，上下游坡度均为1:0.2，从上游至下游依此布置上游坡干砌石、上游堆石Ⅰ(高程107.0m以上)、上游堆石Ⅱ(高程107.0m以下)、上游过渡层、上游反滤层、粘土心墙、下游反滤层、下游过渡层、下游排水反滤层、下游填筑全强风化料Ⅰ、下游堆石Ⅱ、下游坡框架植草皮和干砌石。
下库大坝心墙基础为0.5m～1.5m厚C15砼盖重，其中心墙防渗中心5m范围为1.5m厚砼盖重，其余上、下游心墙基础均为0.5m厚盖重砼。目前下库大坝心墙基础盖重砼层分块面积大、厚度薄的特点，在粘土心墙填筑覆盖前对混凝土面进行检查，发现不同程度的纵横向裂缝，经现场量测裂缝总长约900m，左岸发现较多，同时对裂缝进行不定期观测，未有明显变化和延伸趋势。有关各方现场商议决定对裂缝采取化学灌浆处理。
施工布置
对外交通道路已形成，化灌人员住在临时营地。施工用水、用电均已接引至工作面附近，在坝基河床下游侧布置现场浆液配置站，因两岸边坡较陡，采用钢管搭设排架及爬梯，作业人员佩戴安全绳通至工作面。
⑴、施工用风
施工用风主要包括裂缝通风检测用风。采用1台移动电动空气压缩机供风，该空压机供风压力为0.2～1.0MPa，单台供风能力为3m³/min。风管采用Φ6mm压力胶管。
⑵、施工用水
施工用水主要为清洗砼表面、裂缝用水。直接从大坝左岸的主供水管接引，然后采用1.5寸胶管接入各用水工作面上。
⑶、施工用电
施工用电主要为电钻凿槽、照明等施工用电，利用大坝已经形成的供电线路，从附近的配电箱内采用90mm2电缆接入用电设备。
⑷、施工排架
施工排架采用Ф48钢管搭设，架管横距0.5m，纵距2m，贴坡架设并用锚筋固定定在心墙基础混凝土上。
灌浆材料和机具
灌浆材料
1、主要材料：改性环氧浆、SH掺加剂、丙酮、固化剂、促进剂、普硅425水泥、
φ8注浆管。
⑴、SH水泥外掺剂
SH水泥外掺剂是一种快凝快硬，早期强度高，具有微膨胀的特种水泥。外掺剂与水泥之间体积比根据需要为1:3～1:5，在42.5R普通硅酸盐水泥中掺入25%的SH外掺剂，粉状混合物拌匀后加适量水（水灰比0.3～0.4左右），固化时间在1分钟以内，1小时抗压强度可达10Mpa,适用于裂缝凿槽的封缝。
⑵、EAA改性环氧浆液
化学注浆采用EAA改性环氧浆液，属新型高强度防渗透高分子材料。材料中加入复合的EAN改性剂，EAA环氧材料具有粘度低、润湿性强、综合力学性能高、耐老化、无毒的特性。固化后的固结体无体型收缩，尤其对水有良好的亲和性。在含水地层的处理中，具有优异的渗透性。可注入极低渗透性的泥层（K=10-6～10-8cm/s），并使其固结改性。其性能见下表：
EAA改性环氧浆液已在多个工程中使用，均取得很好的效果，并且大量用于缺陷性砼桩基、桥梁的加固补强工程中，补强后的强度能达到甚至超过无缺陷砼的强度。
EAA改性环氧浆液的主要优点是：
①、优异的渗透性（如将砼试块半置于EAA样液中，可以观察毛细管现象），因此对砼有补强作用；
②、抗劈裂强度高；
③、固化后固结体无体型收缩，不会产生新的渗水通道，这是常规水泥灌浆所不能比拟的优势；
④、高分子结构稳定，耐老化性能超过常规的水工砼。
⑶、EAA改性环氧浆液调制
改性环氧浆液在-10～35℃的温度范围内可以通过调节固化剂、固化促进剂的量进行使用。
混合的顺序是：先计量改性环氧浆液，然后添加固化促进剂搅拌1～3分钟，再后添加固化剂搅拌1～3分钟，固化剂（及固化促进剂）的添加量为应充分考虑施工温度及混凝土主体温度后决定。严禁同时添加固化剂和固化促进剂进行混合。
每次最大配料量不超过5000ml，对气温大于30℃时，采用降温辅助设施进行调配，每次配量应在5小时内施工完毕。
2、灌浆设备
采用3WT-3型注浆机进行纯压式灌注，压力要分级使压，控制在0.2 mpa之间
灌浆机具
施工机具：冲击钻、灌浆泵、高压水枪、手磨机、钢丝刷、棉纱、胶手套、灰刀、灰桶、扳手、手钳。
施工方法
处理方法：SH外掺剂快硬嵌缝后化学灌浆，要求不低于原混泥土及岩体强度，能承受最大外水劈裂压力，抗老化。
处理原则：着眼于大坝底部及混凝土的整体结构考虑进行补强处理，发挥材料优势，配以相适宜的施工工艺综合治理，在选材上着重注意考虑选用具有优良的力学性能、耐老化、无毒、在含水环境中具有优异的渗透性和粘接强度的EAA改性环氧材料，提高大坝整体结构的完整性。
这种改性环氧材料是以环氧为主要体系的新型高强度补强防渗材料。由于材料中加入复合的改性剂，它具有粘度低、润湿性强、耐老化、无毒的特性，固化后的固结体具有无体型收缩的优异特点。
该材料对混凝土裂缝充填粘接修补后，能使开裂的混凝土重新粘合，达到原设计的强度。
化学灌浆施工工艺流程
搭设工作平台→裂缝描述→凿槽→钻孔→洗孔→埋管、封缝→通风检测→灌浆→检查→工程验收。
裂缝EAA化灌处理施工工艺
⑴、搭设工作平台，
下库大坝坝基两岸边坡坡度陡峭，施工排架采用Ф48钢管搭设，架管横距0.5m，纵距2m，由低到高逐层搭设。
⑵、裂缝描述
①由专业人员对现场裂缝清查，检查内容包括裂缝位置、缝长、缝寬及表面溶出物等，并绘制出裂缝示意图。
②记录详实，并交监理工程师验收、确认。
⑶、凿槽
以裂缝为中心开凿“U”型槽，槽深×槽宽=10mm×20mm。
⑷、钻孔
采用钻孔设备进行钻孔，以缝为中心钻孔深为50mm，孔径为Ф32mm，孔距为30cm～40cm。
⑸、洗孔
用压力水沿槽内缝口向两边清洗，要冲洗干净，以保证缝口张开，内无杂物、粉尘等其它影响封缝粘结的杂物，用针挑剔缝口无碎块混凝土和杂物为合格。
⑹、埋管、封缝
用掺有SH外掺剂的速凝水泥封闭裂缝，埋设注浆管﹙每根长度300～500mm﹚，封缝表面用灰刀铲平。埋注浆管时必须压实管边胶泥，确保注浆时缝面及管边无漏浆现象。
⑺、通风检测
通风检测的方法：通风检测压力设定在0.2Mpa。关闭所有注浆嘴，留下1#、2#注浆嘴，用1#注浆嘴接上输风管进行送风，同时将2#注浆嘴的软管插入水中，观察水中是否有气泡冒出，如有，说明1#、2#注浆嘴是串通的，否则为不串通；检测完1#、2#注浆嘴后，关闭1#注浆嘴，用2#注浆嘴接输风管，打开3#注浆嘴，用上述方法进行通风检测；在检测各注浆嘴的同时，用肥皂水抹在封缝材料的上面，肥皂水涂抹宽度要超过封缝材料。观察有无气泡冒出，如有进行标识、处理。
⑻、灌浆
①灌浆原则：垂直裂缝和倾斜裂缝灌浆应从深到浅、自下而上进行；接近水平状裂缝灌浆可从低端或吸浆量大的孔开始。
②灌浆压力：注浆压力为0.2～0.5 MPa，但当开灌注浆量为0时压力直接提升至0.5Mpa，分次逐级升压的方法进行施灌，稳压10分钟，然后扎管闭浆。注浆5～8小时后，检查管口有无浆压。如无浆压，重复注浆；如有浆压，灌浆结束。
③单嘴灌浆时间：单嘴灌浆时间为10min/嘴。
④灌浆方法：现场条件具备灌浆时，申请准灌证。持准灌证方可进行灌浆工序作业。将1#灌浆嘴接上输浆管，开始灌浆；当灌浆时间没有达到规定时间而邻近的2#注浆嘴或3#注浆嘴甚至4#冒浆时，关闭2#、3#、4#灌浆嘴，继续灌浆；当灌浆时间达到规定时间后，接上2#灌浆嘴开始灌浆，依此类推，直至接上第5#灌浆嘴灌注到规定时间后，拨出1#灌浆嘴的输浆管，同时关闭1#灌浆嘴，将输浆管接上6#灌浆嘴灌浆，直至最后一个注浆嘴时，当其不进浆后稳压30min即可结束全缝的灌浆。缝面处理， 灌浆结束，待48小时浆液完全固化后，割除注浆嘴，将注浆面恢复原貌。
主要人员及设备
施工人员配置表
化学灌浆施工机械设备配置表