水电站接缝灌浆的施工工艺

【关键词】接缝灌浆 施工工艺 水利施工 

　　1 基本情况 

　　某水电站地处某县范围内的江干流之上，是江干流下游到河口河段水电规划梯级开发的水库，其与市区的直线距离大概有75km，与河口相距358km。水电站混凝土双曲拱坝的建基面高程高达1580m，坝顶高程与最大坝高分别为885m、305m，其拱冠梁底部与顶部的厚度分别为63m、16m，顶拱中心线弧长为152. 23 m，中心角最大值为63. 120。在正常情况下，某水电站的蓄水位可达到880m。根据实际状况，安设25条横缝，把大坝划分成十六个坝段，横缝与横缝之间相隔长度处于20至25m之间，平均坝段达22.6m宽，施工不安设纵缝。按照设计文件规定，应针对拱坝的全部横缝实施接缝灌浆。 

　　2 接缝灌浆施工工艺 

　　2. 1接缝灌浆工序流程 

　　大坝接缝灌浆较固结、帷幕灌浆施工工序流程要复杂一些，其工作大部分主要集中在准备工作阶段及对灌浆前一些特殊情况的处理，具体施工工序流程如下所示。 

　　2. 2接缝灌浆前准备工作 

　　接缝灌浆前准备工作主要包括：灌浆前按灌浆压力的80%对灌区进行全面性通水检查、接缝张开度检查、灌浆温度检查等。 

　　（1）全面性通水检查。全面性通水检查采用单开式和封闭式两种，单开式通水检查主要是检查灌浆管路（进浆管、升浆管及排气管）及缝面（分为大坝上游面及下游面）的通畅情况。封闭式检查时从进浆管通水，关闭所有排气管，通过计算管路及缝面的充水量与实际稳定时的进水量差值判断接缝灌浆灌区的封闭情况。 

　　（2）接缝张开度检查。接缝张开度检查是接缝缝面可灌性的重要指标。根据现场具体情况，可采用预埋电子测缝计观测、注水估算法计算等方法同时或采用其中一种方法检查。 

　　（3）灌浆温度检查。灌浆前，各灌区的坝体混凝土拟采用预埋测温仪器和冷却管通水闷温方法进行检查。采用测温仪器时，一般每7—14 d定期观测、记录温度一次，接近灌浆时加密观测。后者，对灌区两侧混凝土每一浇筑层的冷却水管都进行通水，然后关闭进、出水阀门，使混凝土与管内的水充分进行热交换。测读时将闷温的水放人保温杯或绝热材料做的小水桶内，立即用温度计测定水温，连测三次，取其平均值作为该层冷却管的温度资料，再取各浇筑层温度的平均值为坝块的温度。 

　　（4）预灌性压水。灌区检查完成（处理）合格后，进行灌前预灌性压水检查，压水压力同于灌浆压力。压水检查完成后接缝灌浆前应对灌区进行充水浸泡24 h，灌浆前放空或用风吹净缝内积水后方可进行灌浆施工。 

　　2.3通水平压及通水循环 

　　任何灌浆层即将施灌前，在灌浆缝起压的同时，邻缝进行通水平压，平压压力保证顶部压力不超过0. 2 MPa。灌浆前、灌浆中，该灌区上层灌区保持通水循环，并且灌浆后至少通水循环6 ho 

　　2. 4增开度观测 

　　为了控制横缝在灌浆过程中的增开度，采用安装在大坝下游表面或廊道内壁变形观测装置，对灌浆全过程中灌浆缝及其邻缝的增开度进行观测。在闭浆升压的时候，如果增开度增大的趋势明显并接近0. 5 mm，测读人员立即通过对讲机或临时电话通知灌浆人员。灌浆人员根据情况作适当的调节，如减小进浆压力、增加邻缝平压水压力等，但平压水压力保证在灌区顶部压力不超过0. 2 MPa。若上述措施均无效，增开度持续增加超过0. 5 mm，应立即停止进浆，并打开顶部管路放浆，以降低缝内浆液压力。此时无论顶部压力是否已升至0. 35 MPa，以增开度0. 5 mm为控制标准结束灌浆。 

　　2. 5灌浆压力 

　　灌浆压力以灌区层顶回浆槽（排气槽）压力作为控制值，以进浆管口（灌区层底）压力作为辅助控制值。横缝灌浆压力：灌区层顶一般采用0. 35 MPa。 

　　2.6灌浆水灰比 

　　接缝灌浆采用单一水灰比，混凝土缝面采用0. 45 ： 1浆液。浆液中掺高效减水剂，28 d浆液强度不得低于M40，浆液析水率2h不大于3%。 

　　2. 7灌浆结束条件 

　　当排气管排浆达到或接近最浓比级浆液密度，且管口压力或缝面增开度达到设计规定值，注入率不大于0. 4min时，持续20 min，灌浆即可结束。灌浆结束时，先关闭各管口阀门后再停机，闭浆时间不少于8 h。 

　　3 施工中主要问题及处理方法 

　　在接逢灌浆施工过程中，可能因各种原因突然发生特殊情况，常见问题有：浆液外漏、发生串区、管路堵塞、因故中断、排气管出浆不畅等。考虑到接缝灌浆过程的复杂性及其重要性，施工过程中如出现以上常见问题，必须及时组织相关技术人员对原因进行彻底、细致的分析，适当的时候可采用其他物探检测手段对原因进行分析，确保原因分析正确，处理方法使用正确，保证接缝灌浆施工质量。施工主要可能存在的问题及处理方法如下： 

　　（1）浆液外漏。灌浆过程中发现浆液外漏，应及时组织施工人员从外部对漏浆点进行封堵。堵漏材料可选用掺加速凝剂的水泥砂浆、锚固剂、环氧砂浆或其他快速堵漏化学材料。如堵漏采用直接封堵无法进行密闭，则在漏浆缝面缝凿坡口，再采用环氧砂浆进行填塞封闭。 

　　（2）灌区串浆。大坝混凝土施工过程中若分层止浆片安装存在缺陷或混凝土浇筑时止浆片周围混凝土振捣不密实极易在接缝过程中出现上下灌区串浆现象。灌浆过程中发现上下灌区串浆，当串浆灌区已具备灌浆条件时，应组织进行同时灌浆。如串浆灌区不具备灌浆条件则：若开灌时间不长，则立即用清水冲洗灌区，待被串区具备条件时再进行同时灌浆。若开灌时间较长，调节进浆压力和上一层灌区缝面循环水压力，尽量使压力达到平衡，并考虑增加浆液的浓度，使之自行将止浆片附近的渗漏通道堵塞，上一层灌区的循环水要持续通到完全返清水时止。 

　　（3）灌浆管路堵塞。灌浆过程中进、回浆管路被堵，则应立即倒换进、回浆方向短时间内用加大压力的风、水或稀浆进行冲压，疏通后再恢复正常灌浆，若仍无效果，则改由从排气管进行倒灌。 

　　（4）灌浆中断。灌浆过程中因故中断时，应立即用清水冲洗管路和灌区，以确保灌浆管路及灌区的通畅。恢复灌浆前应再次进行压水检查，如发现灌浆管路不通畅或排水管单开出水明显减少，可根据具体情况采取以下补救措施：①在灌区顶部施钻斜孔，斜孔打穿排气槽（此种方法适用于排气管赌塞情况）；②在进浆管顶部以上30 cm左右施钻斜孔，斜孔打穿灌浆缝面（此种情况适用于进浆管全部赌塞情况）。 

　　（5）排气管出浆不通畅。当灌浆结束排气管出浆不畅或被堵塞时，按照设计技术要求，在缝面增开度限值内，提高进浆压力至达到限值为止。当达到注入率不大于0. 4L/min，持续20 min，灌浆即可结束。 

　　若无效，则在顺灌结束后，立即从两个排气管中进行倒灌。倒灌使用最浓比级的浆液，在施工图纸规定的压力下，缝面停止吸浆，持续10 min灌浆即可结束。 

　　（6）缝面张开度小。缝面张开度小于0. 5 mm时，可使用细度为通过方孔筛筛余量小于2%的水泥浆液或细水泥浆液进行灌浆施工，并在缝面增开度限值内提高灌浆压力，或采用化学浆液进行灌注。 

　　4 结语 

　　综上所述，要想控制好大坝接缝灌浆施工质量，就必须进行全方位控制。不仅要择出最佳灌浆施工工艺以及对施工时特殊状况的处理手段、调整好施工方法，还要在浇筑大坝混凝土这一过程中规范地安装并保护分层止浆片、灌浆管路，确保混凝土的浇筑质量。