高坝洲水电站大坝横缝漏水的处理(1)程力学毕(2)

三、堵漏材料选择与实验

处理方案确定后，堵漏材料的选用就是该方案的关键技术问题。化学阻渗塞应具备四个主要性能：一是具有膨胀性，保证阻渗塞塞紧塞牢；二是能适应伸缩缝反复开合变形，具有一定的弹性和柔韧性；三是能在水中快速凝固，不被渗流水冲蚀带走；四是固结体的抗渗性能满足设计防渗要求。根据这些要求，显然只有水溶性弹性聚氨酯材料可供选择，其他如水泥、环氧等干缩性材料均不合适。设计单位推荐采用ｄｈ-814聚氨酯快速堵漏胶基本符合设计提出的上述四种主要性能要求，且在葛洲坝工程以及本工程砼裂缝处理与堵漏施工中均采用过。该材料主要技术指标如表3。

 ｄｈ-814聚氨酯堵漏胶技术指标表  表３：

为了减少浆液流失降低造价，改进固结体质量，选取合适的凝胶时间，我们做了多次现场实验：一是确定凝胶时间，二是掺粘土粉试验，试验证明掺10～15%的粘土粉后所形成的复合材料，凝胶时间可缩短为15～20分钟，而且不沉淀，不离析，遇水后还可改善膨胀特性。通过上述试验准备，为堵漏灌浆顺利形成阻渗塞打下了良好基础。

四、钻孔灌浆工艺与施工
　　化学阻渗塞是用普通钻孔灌浆工艺来实现的。其施工工序：开孔→埋孔口管→钻孔→测斜→打捞孔底残留物→钻孔验收→注水试验→孔内电视→灌浆→检查→封孔等。孔斜率按要求达到孔深的1‰。11-12坝段横缝的灌1^#与灌2^#孔均钻到廊道顶部以上0.5m终孔，孔深40.5m，相应高程为42.5m，距建基面10.5m；10-11坝段横缝的灌1^#与灌2^#孔深入基岩0.7m，孔深52.7m。实际钻孔偏斜率<0.5‰，最大绝对偏差值仅2.5cm。钻孔边缘距横缝最小距离>5cm，造孔质量完全满足设计要求。钻孔验收后进行简易注水试验和孔内电视，了解漏水量大小和渗漏位置；根据渗漏量大小确定浆材的凝胶时间和备浆量。因灌浆孔是骑缝一次造孔，所以灌浆采用全孔自流式注入法，即把灌浆皮管插入孔底，以浆赶水，迂水固化；注浆时随着浆面的上升，提升皮管，始终保持皮管出口在浆面以下2～4m左右，让自由发泡区段与浆面同时上升，从而保证浆柱充填饱满密实和整体连续。为此，施工中采取了以下几条主要措施：

①灌浆前对机械设备进行检查维修保养，并用水试灌，在确无机械故障和管道畅通时，方可开灌；

②灌前作好材料凝胶时间试验工作。测定水温（一般在16^oc左右）、气温（一般在30℃～35℃左右）等；检测粘土粉细度及计算配比；量具、量杯、泵称、搅拌器具等，准备齐全。

两条横缝共钻四个骑缝孔，造孔进尺186.4m。处理分两次进行，第一次是在2001年8-9月分别对两条横缝的下游侧的钻孔（2#）进行灌注。11～12坝段2^#孔采用dh-814纯浆液灌注，10-11坝段2^#孔采用dh-814掺10-15%粘土粉灌注。灌浆结束后15天，对11-12坝段2#打一斜穿灌2^#孔的检查孔（如图3），孔径为φ168mm，孔深20.50m,相应高程为62.50m，进行注水检查,注水率为116.5l/min，并对检查孔进行灌浆，浆材中掺入10%的粘土粉；灌浆结束3天后，又对检查孔扫孔，再次做简易注水试验，注水率为51l/min，接着进行复灌封孔。同时进行芯样观察：发泡区从上到下呈渐变状态，越下越密实，固化胶结越好，固化体刚性较大，浸水膨胀甚小。

图3

   第一次处理两个灌2^#孔 ,灌浆进尺93.2m，灌入浆材7122kg。11-12坝段检1^#孔深20.50m,灌入浆材1008kg。灌浆结束50天后，对缝面漏水量进行测定。灌前灌后漏水量检测对照如表4。

          灌前灌后漏水量对照表    表4

通过注水试验与灌后渗漏量变化观测，发现钻孔注水时，缝面张开，漏水量明显增大，灌浆时也是如此；待注水、灌浆结束若干天后，漏水量开始逐渐减少。原因可能是一方面坝体恢复弹性变形比较缓慢，缝面逐渐闭合有一时间过程，二是由于库水温度较低，灌浆材料在孔内凝胶固化速度、凝固体膨胀速度较缓慢。漏量变化曲线如图4：

图4 

五、第二次处理

2002年元月，由于温度下降，坝体、段缩，缝面断开，原缝面渗水最有所增加，11-12坝段漏量最大达到43 l/min。据分析，可能采用的dh814聚氨酯快速堵漏胶刚性较大，弹性不足，遇水膨胀性能较差，阻渗塞不能适应缝的伸缩变形的原因。因此，在2002年元月3日，对两个坝段1#孔改用华东勘测设计研究院生产的lw-ⅱ型水溶性聚胺酯材料灌注，灌注工艺与原先的基本相同，灌后约10分钟，缝面基本停止漏水，取得了良好的堵漏效果。lw-ⅱ型材料的主要性能如下：

注：实际灌浆处理时可能需要添加固化剂等助剂，性能指标略有变化。

六、结语

高坝洲水电站10-12坝段两条横缝漏水处理工作于2002年3月全部结束，经第一次处理渗漏量由原来的180l/min，减少到1 l/min以下。第二次处理后，已经基本不漏，防渗效果明显，选用渗缝化段阻渗塞方案是成功的。

采用骑缝孔处理大坝横缝漏水的方法，在其他工程已有先例，但由于高坝洲工程大坝漏水的横缝结构特殊，处理较为复杂，只有采用弹性较好的材料才能达到更好效果，采用lw-ⅱ型水溶性聚氨酯材料处理大坝伸缩缝的渗漏比dh814聚氨酯快速堵漏胶更为合适。

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