水電站泄洪洞混凝土裂縫處理及防治措施

1 工程概況
　　以貴州省蒙江流域雙河口水電站泄洪洞龍?zhí)ь^段及瀘定水電站泄洪洞裂縫處理及防治為例。

 1．1 蒙江流域雙河口水電站泄洪洞工程概況貴州省蒙江流域雙河口水電站泄洪洞采取的是城門洞形，整個隧洞全長528 m，進出口底板高程分別為536．65、494．2 m，其中，雙河口水電站第一次蓄水以后，經(jīng)過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，在庫區(qū)水位比度汛洞堵頭拱頂部位高程以上時，龍?zhí)ь^斜井底板的施工縫以及混凝土冷縫產(chǎn)生了滲水的現(xiàn)象，并且其滲水量伴隨庫區(qū)水位的上升而持續(xù)增加。與此同時，在龍?zhí)ь^斜井段的側(cè)墻混凝土冷縫及施工縫同樣產(chǎn)生滲水的現(xiàn)象。經(jīng)過有關(guān)人員勘測并研究發(fā)現(xiàn)，造成這些部位滲水主要原因，是由于這些隧洞巖層的地質(zhì)條件比較差、施工縫的處理不夠理想、混凝土澆筑過程中產(chǎn)生冷縫以及度汛洞堵頭固結(jié)灌漿不佳等。為此，有關(guān)人員提出對滲水部位進行化學灌漿的方法來有效抑制滲水及處理裂縫。
　　1．2 蒙江流域雙河口水電站泄洪洞裂縫處理情況
　　瀘定水電站的泄洪洞受沖刷部位全部采用的是HFC40混凝土澆筑，而水電站筑壩產(chǎn)生的裂縫大多數(shù)分布于此。據(jù)統(tǒng)計，其裂縫主要集中在水壩0+180～0+600段內(nèi)，裂縫產(chǎn)生的主要位置為與底板距離1～7m的邊墻，寬度大多數(shù)都在0．1 mm左右，特別是每倉的中間部位分布最多。其中，發(fā)生裂縫的角度與水平夾角保持大于或等于45。，形狀為龜裂而不規(guī)則，而產(chǎn)生滲水的裂縫通常具有很小的滲水量，而多數(shù)裂縫只是出現(xiàn)縫面濕潤以及混凝土表面出現(xiàn)水印的現(xiàn)象，卻有很少部分發(fā)生比較明顯的滲水痕跡，幾乎見不到有輕微流淌水流的痕跡。通過對裂縫發(fā)展的時間進行觀察得知，在對前期澆筑混凝土建筑完后24 h進行拆模，裂縫便會隨之出現(xiàn)，然后這些裂縫在拆模后的7 d左右便會逐漸達到高峰期，直至拆模后的l5～20 d才會慢慢停止發(fā)展。

　　2．1 雙河口水電站泄洪洞的化學灌漿法
　　2．1．1 材料簡介、特性及配置
　　化學漿液的材料為PCI—CW 高滲透改性環(huán)氧樹酯。該材料具有較高的粘結(jié)力，并且在常溫下可以固化，在固化之后的收縮較小，同時具有機械強度高和穩(wěn)定的耐熱性等特點，因而具有良好的止水及堵漏效果。這種補強灌漿材料，在水利工程建筑修補及加固中的應(yīng)用比較廣泛。此外，該材料還具有工藝簡單、環(huán)保性能優(yōu)良，不會給環(huán)境造成污染等優(yōu)點。
　　2．1．2 施工步驟
　　首先，查縫和鉆孔。對泄洪洞中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的裂縫采取高壓水及逆行那個混凝土基面的清洗工作，并檢查造成裂縫的原因以及裂縫的走向。并采取騎縫孔與斜孔相結(jié)合的辦法來進行鉆孔。在完成斜孔鉆孔后，需要利用高壓風及高壓水槍檢查其孔縫，以及完成對裂縫尺寸的數(shù)據(jù)采集等。
　　其次，布孔、封孔和封縫。再次利用高壓風對即將進行施工的灌漿孔進行清孔工作，將沉積在孑L底以及附著在孔壁上的沉積物給清除出來，接著便安裝灌漿孔口阻塞器，并在管孔處標明灌漿孔與排氣孔的標識。在布置好灌漿孔后，利用PSI一130快速堵漏劑來封孑L，并且用環(huán)氧膠泥對孑L口作進一步強化密封。封閉孑L口之后，需要沿著混凝土裂縫走向鑿除一條2cm寬、2cm深的槽，對鑿槽及逆行那個壓力水清洗后，再利用快速堵漏做封槽工作。
　　再次，對埋設(shè)的管路做通風檢查后，開始進行灌漿操作。灌漿過程中，先對奇數(shù)斜孔進行灌注，其孔位數(shù)的布置依照實際施工過程中的長短進行。在灌漿時，需要充分考慮相鄰孔位出現(xiàn)的返漿狀況，一旦鄰近孔產(chǎn)生返漿，需要將返漿孔的積水全部排出，在將其與灌漿管進行接通并灌漿。依照上述的方法，由上至下、由低到高對各個孔進行灌漿。

最后，灌漿結(jié)束標準。對泄洪洞混凝土裂縫的化學灌漿其壓力標準為設(shè)計所提供的標準值，一般來說，最大灌漿壓力要小于等于1．5 MPa。而灌漿結(jié)束的確定則由注人量及灌漿壓力大小作為標準，其基本要求是，灌漿壓力達到最大之后，在30mm內(nèi)壓漿不再進入孔內(nèi)。此時，便可作扎管閉漿操作。

　　2．2．1 瀘定水電站泄洪洞產(chǎn)生的成因分析
　　首先，原材料具有較差的相容性及穩(wěn)定性。其次，水泥在配合比的用量較大，使得混凝土產(chǎn)生過高的水化熱。其次，由于河流流域巖石骨料熱膨脹系數(shù)較大，在溫度變化時，骨料與叫凝材料會出現(xiàn)錯動。再次，HF混凝土具有較高的施工工藝要求，其在施工過程中難以掌握，并且對振搗時間及方式的控制達不到標準要求。此外，由于瀘定水電站的泄洪洞被貫通，出現(xiàn)較強的空氣流動，造成洞內(nèi)溫度偏低，使得混凝土與外部環(huán)境出現(xiàn)較大的溫差現(xiàn)象。
　　2．2．2 對泄洪洞裂縫處理及防治措施
　　(1)為減少洞內(nèi)的通風情況，保護混凝土的溫度，從而使得混凝土與外界環(huán)境的溫差下降，可以將排架搭設(shè)在泄洪洞的出口處，并懸掛上帆布簾。
　　(2)在滿足強度要求的前提下，對混凝土的配比加以調(diào)整，盡量減少水泥的用量，同時提高粉煤灰的摻量，從而使得混凝土的水化熱得以降低，以便能減少混凝土內(nèi)外的溫差。
　　(3)利用電腦對加水量進行控制，從而在拌制混凝土的過程中對水灰比加以嚴格控制，需要注意，在拌和時，為了使原料出口機的溫度得到降低，需要采取溫度相對比較低的井水，并且在夏季運輸混凝土時，還應(yīng)采取相應(yīng)保溫及降溫措施，有效減少運輸過程中混凝土的升溫情況。
　　(4)施工過程需要對振搗工藝加以嚴格控制，結(jié)合使用直徑為100 mm及70 mm的軟軸振搗棒，加強振搗操作。
　　(5)對混凝土入倉速度加以嚴格控制，使得其上升速度小于等于0．8 m／h。
　　(6)將混凝土拆模的時間延長至原來的1倍，即由24 h變?yōu)?8 h。
　　(7)拆模后，派專門人員對混凝土工程及時做好噴霧養(yǎng)護工作，其養(yǎng)護用水要保持在20℃ 及其以上的溫水，同時還要主要讓混凝土表面保持濕潤。
　　(8)將溫度計埋設(shè)在混凝土倉位，對混凝土內(nèi)部的溫度進行監(jiān)測，并且對混凝土溫度變化與裂縫產(chǎn)生的關(guān)系加以有效分析。
　　通過對雙河口水電站泄洪洞以及瀘定水電站泄洪洞裂縫產(chǎn)生的原因及處理方法加以分析得知，前者由于地質(zhì)條件比較差、施工縫的處理不夠理想、混凝土澆筑過程中產(chǎn)生冷縫以及度汛洞堵頭固結(jié)灌漿不佳等造成的泄洪洞裂縫現(xiàn)象，可以采取高滲透改性環(huán)氧樹酯材料進行化學灌漿的方法，進行有效抑制；后者因為混凝土水化熱過高而引起的裂縫，可以通過合理減少水泥用量及用聚羧酸高效減水劑及C9035混凝土材料的方法，對裂縫進行處理及有效防治