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黄龙滩水电站水库大坝迎水面裂缝的治理

2012-08-29

中国水能及电气化 2012年12期
关键词:坝段大坝高程

肖 伍

(湖北黄龙滩水力发电厂,湖北 十堰 442005)

黄龙滩水电站水库大坝是汉江支流堵河上的一座混凝土重力坝,于1974年1月下闸蓄水。大坝高程252m,最大坝高107m,坝顶全长371m,从左至右共分22个坝段,其中7号坝段为非常表孔泄流坝段(10m×12m),堰顶高程为238m。8~13号坝段设置6孔潜孔溢洪道(12m×10m),堰顶高程为227m。14号坝段设置深水式泄水孔(5m×6m),堰顶高程为197m。17~18号坝段为电站进水口坝段,水库正常蓄水位247m。黄龙滩大坝在运行初期的检查中,发现大坝裂缝较多,既有大头中部垂直缝,也有沿浇注层的水平缝。大坝运行30多年以来,在低水位时期已对劈头裂缝进行了修补,近年对大坝迎水面裂缝进行了治理。

1 裂缝情况

2009年11月对大坝迎水面进行了检查,发现在219m高程附近出现较为严重裂缝。在8~9号坝段横缝右侧有裂缝5条。9号坝段防渗板上有裂缝1条,裂缝延伸到202m高程,并继续往下延伸。在10~11号坝段横缝右侧有裂缝1条。10坝段219.1高程右侧闸门墩上有竖向裂缝和水平裂缝各1条。在13号坝段底坎上游圆弧面前期修补的裂缝表面出现间断裂隙,并在修补的裂缝下方发现裂缝往下延伸到高程219m混凝土层间隙,延伸长度约1.8m。高程219m混凝土层间隙的上下混凝土错位20~50mm。防渗板上有裂缝1条,部分裂缝从防渗板顶平台延伸到203m,并继续往下延伸。

上述各坝段的高程219m处均有混凝土层间缝,上下混凝土错位20~50mm。底坎上游圆弧面前期修补的裂缝表面均有间断裂纹。

在1、2号机尾水右导墙加固处的上游部位有水平裂缝1条(长约8m)。在4号机组左侧,坝面裂缝(距左门槽2m)从坝顶延伸到242.6m高程处,护坡裂缝从水面延伸到水下高程230.6m。

另外,在距11~12号坝段横缝20cm及200cm右闸墩上各有1个无渗漏孔洞。在1、2号机尾水右导墙加固处的中间部位有3个淘空孔洞。

2 裂缝治理方法

大坝表面水下裂缝的处理包括水下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类裂缝的处理,以及水平与横向贯通裂缝的处理。水下裂纹参考大坝混凝土裂缝分类标准:

Ⅰ类裂缝缝宽δ<0.2mm,缝深h≤30cm,性状表现为龟裂或呈细微规则特性。

Ⅱ类裂缝表面(浅层)裂缝,缝宽0.2mm≤δ<0.3mm,缝深30cm≤h<100cm,平面缝长3m≤L<5m,呈规则状。

Ⅲ类裂缝表面深层裂缝,缝宽0.3mm ≤δ<0.5mm,缝深100cm≤h<500cm,缝长大于500cm,或平面大于、等于三分之一坝块宽度,侧面大于1~2个浇筑层厚,呈规则状。

Ⅳ类裂缝缝宽≥0.5mm,缝深>500cm,侧(立)面长度h>500cm,或平面上贯穿全坝段的贯穿裂缝。

2.1 Ⅰ-Ⅱ类裂缝的处理

将裂缝两侧各50cm、顺缝长方向两端各延伸50cm的范围打磨并清理干净,涂刷两道HSL底胶,底胶厚度不小于2mm。对于表面不平整区域,需用HSL环氧胶泥找平。涂刷完成后,粘贴宽度为80cm的SR防渗盖片,如图1所示。在SR防渗盖片上铺一层宽80cm、厚6mm的PVC板保护层。PVC板两侧用不锈钢压条压紧,利用膨胀螺栓将不锈钢压条固定在混凝土结构面上。为了防止因打膨胀螺栓而造成渗漏和提高膨胀螺栓的耐久性、抗拔力,可在螺栓孔中注入适量的锚固剂,使膨胀螺栓和混凝土结构成为一体,达到类似于植筋的效果。

图1 Ⅰ-Ⅱ类裂缝处理示意图(单位:cm)

2.2 Ⅲ-Ⅳ类裂缝的处理

处理程序为灌浆—开槽—清理—涂刷底胶并找平—粘贴盖片—保护板施工。

先对裂缝进行斜孔灌浆。之后骑缝凿“V”形槽,槽口宽度5cm,槽深3cm,开槽范围为沿整条裂缝并向两端各延伸50cm。将裂缝两侧各50cm、顺缝长方向两端各延伸50cm的范围打磨并清理干净,将槽内的渣屑清理干净。向槽内的混凝土面涂刷底胶,向槽内嵌填塑性止水材料SR2。将裂缝两侧各50cm、顺缝长方向两端各延伸50cm的范围涂刷两道HSL底胶,底胶厚度不小于2mm。对于表面不平整区域,需用HSL环氧胶泥找平。涂刷完成后,粘贴宽度为80cm的SR防渗盖片,如图2所示。在SR防渗盖片上铺一层宽80cm、厚6mm的PVC板保护层。PVC板两侧用不锈钢压条压紧,利用膨胀螺栓将不锈钢压条固定在混凝土结构面上。

2.3 水平与横向贯通裂缝的处理

水平裂缝与横缝贯通部位采用裂缝端头封闭加局部横缝灌浆的方式。在距贯通处四边各30cm的地方骑缝进行钻孔,并采用SR2止水材料和聚合物砂浆进行封堵,然后在贯通处进行横缝灌浆处理。

2.4 水下空洞的处理

闸墩空洞的处理采用锚筋-钢筋网-水下环氧混凝土结构。

首先进行水下复查,以确定空洞最新的破坏情况及修补工程量。对损坏部位的混凝土、钢筋头进行清理恢复,对接茬面的老混凝土进行凿毛处理。为了克服新老混凝土结合强度低这一薄弱环节,以30cm的纵横间距植入Ⅱ级Φ16螺纹锚固钢筋(不少于4根),锚固深度30cm,内配双向钢筋网,钢筋网与锚筋焊为一体,通过锚固钢筋和钢筋网把新老混凝土连成整体,以提高结构整体受力性能。坑内浇筑水下环氧混凝土,立面和斜面冲坑需立模浇筑,模板采用厚度为1cm的木板制作,用射钉固定,如图3所示。

图3 空洞修补结构示意图(单位:mm)

尾水右导墙空洞的修补方式与闸墩相同,但考虑到此处空洞尺寸较大,锚筋间距取为50cm,采用双向钢筋网。由于浇筑量较大,需采用钢模板并用膨胀螺栓固定。最后浇筑能够自流平、自密实的UWB水下不分散混凝土,混凝土标号为C35。

3 结语

黄龙滩水电站大坝裂缝治理历时2月,严格按照设计方案施工,施工过程和完工验收均进行水下摄像,岸上实时监控。经过测量检查,各处理部位均处于稳定状态,未出现发展裂缝,裂缝处理效果满足预定要求。但仍然需要定期对大坝进行水下检查,随时掌握水下混凝土状态,及时处理缺陷,确保大坝安全运行。

工程实践说明,只有在设计和施工过程中全面、细致地考虑各种影响因素,严格执行有关规范,弄清裂缝出现的原因,采用正确的处理方法,大坝裂缝是可以得到控制和预防的。

[1]GB/T 5144-200 水工混凝土施工规范[S].

[2]GB/T 5117-2000 水下不分散混凝土试验规程[S].

[3]GB50204-2002 混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[4]GBJ 119 混凝土外加剂应用技术规范[S].

[5]JTJ 268-96 水运工程混凝土施工规范[S].

[6]JTJ 275-2000 海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范[S].

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