大坝坝体砼裂缝处理化学灌浆.doc

1、大坝坝体砼裂缝处理化学灌浆1、大坝混凝土裂缝简述2006 年 10 月 25 日大坝 4#坝段 EL223mEL224m 仓基础垫层混凝土浇筑完成后，首次发现 4#坝段 EL224m 出现裂缝，该裂缝于 2006 年 11 月 08日处理完成后，接着 2006 年 11 月 27 日大坝碾压混凝土 7#9#坝段EL223m244m 仓施工时发现 10#坝段左侧面 EL244EL250.9 出现裂缝，截止 2007 年 10 月 15 日，大坝混凝土共出现裂缝 54 条，按裂缝类型分：混凝土表层龟裂和类裂缝共 27 条，类裂缝 20 条，类裂缝 4 条，类裂缝 3条；按混凝土种类分：常态混凝土出

2、现 32 条（闸墩裂缝较多，呈一定规律性） ，泵送混凝土 11 条，碾压混凝土 11 条；按仓面混凝土升层高度分： 0.31m 垫层出现裂缝有 2 条，2.0m 浇筑升层出现裂缝有 3 条，3.0m 浇筑升层出现裂缝有 13 条，4.5m 浇筑升层出现裂缝有 33 条，6.0m 浇筑升层出现裂缝有 3 条；按裂缝出现的坝段分：4# 坝段 4 条、5# 坝段 4 条、6#坝段 6 条、7#坝段 5 条、8#坝段 6 条、9#坝段 3 条、10#坝段 17 条，11#坝段 2 条，12#坝段 5 条，13#坝段 2 条。基础垫层混凝土裂缝4#坝段 EL224m 基础垫层混凝土裂缝成因主要是在基础强

3、约束区处理地质缺陷混凝土厚度不均所引起的。12#坝段 0.3m 厚垫层混凝土是浇筑泵送混凝土，单位水泥用量大，水化热较高，故形成了较集中的表层混凝土龟裂。碾压混凝土裂缝由于前期碾压混凝土施工过程中，冷却水管出现损坏、堵塞、被盗等原因，造成水管畅通率低，初期和中期通水效果差，导致大坝内部温度长期居高不下，进入低温季节后，由于保温工作做得不及时，混凝土内外温差过大从而形成温度裂缝。彭水水电站大坝原招标文件中规定碾压混凝土夏季不进行施工，但由于工期需要，依据“彭水监2006第 053 号文” 关于加强夏季混凝土施工温控要求的通知要求，对夏季混凝土施工采取了行之有效的措施，尤其是对混凝土拌合、混凝土施

4、工运输、混凝土入仓温度、混凝土浇筑温度、混凝土养护等工作做了特殊安排和要求。2006 年 11 月 27 日碾压混凝土 7#9#坝段 EL223m244m 仓正在施工时发现 10#坝段左侧面出现裂缝，该裂缝成因主要是 7#9#坝段和 10#坝段高差达28m，并且当时气温骤降，加之 10#坝段左侧面保温工作迟缓等原因造成。闸墩混凝土裂缝闸墩混凝土主要采用常态混凝土和泵送混凝土浇筑，常态混凝土出现裂缝32 条（闸墩裂缝较多，主要是在闸墩中间顺水流方向呈一定规律性） ，泵送混凝土 11 条，经初步分析裂缝成因之一是闸墩混凝土内部初始温度较高，特别是泵送砼（砼标号高，单位水泥用量多，水化热产生的温度较

5、高） ，最高温度达 61.3；溢流面高程至 EL274m 段闸墩混凝土全部变更为 C40 砼后胶凝材料用量增大，混凝土温升大。经过计算比较分析，上闸墩混凝土自溢流面至 EL274m 均采用 C40 砼（二、三级配、泵送砼） ，水泥用量分别为 316 kg、288 kg、355kg，水泥水化热温升达到 3036。大坝闸墩混凝土浇筑时主要由右岸混凝土拌和系统 2#、3#楼供料，其中 2#楼有骨料预冷和二次风冷，3#楼只有骨料预冷，加之 3 月下旬气温突然升高又未开始生产预冷混凝土，出机口温度稍有偏高。闸墩初期通水情况，大坝 EL254mEL265m 冷却水管引入 EL255.4m 廊道内，共埋设冷

6、却水管 77 组，实际通水共有 69 组，通水率 89.6%；大坝 EL265m 以上冷却水管从闸墩侧面或下游引出，共埋设冷却水管 256 组，实际通水共有 252 组，通水率 98.4%，冷却水管大部分是在混凝土浇筑后即开始进行初期通水冷却，初期通水 30 天后，检查进水温度与出水温度相差 12，自 2007 年 06 月 08 日，开始通混合水，进水温度为 1415，出水温度为 1819。根据坝体所埋设的温度计变化情况，温度较高部位混凝土通水 30 天后，相应部位大多数温度下降了 20%28%。裂缝处理对于各个坝段出现的裂缝，按照长江委设计文件彭水电站混凝土质量检查及缺陷处理技术要求相关条

7、款规定及西北院监理中心的相关批复文件进行处理，发现一条及时处理一条，处理后满足要求。裂缝检查项目主要有裂缝位置、形状、走向、缝长、缝宽、缝深及缝面是否漏水等，对于缝宽 0.3mm 或缝长5m 的裂缝，还进行缝深检查，缝深检查采用钻斜孔压风为主进行，必要时增加了孔内摄像和声波法检查。进行化学灌浆裂缝处理按照混凝土裂缝处理的原则，类裂缝采用化学灌浆+凿槽嵌缝+沿裂缝铺设骑缝钢筋（28-36 ，L=4.5m-6.0m）限裂。类裂缝都是按照设计相关文件进行了处理，大坝工程所使用的化学灌浆材料为 HK-G-2、HK-G-3 环氧材料（B 组份 CH 固化剂）和 LPL 注射树脂材料；灌浆孔、排气孔的布置

8、一般原则是沿缝两侧单排（双排）梅花型深孔、浅孔交替布置，钻孔角度一般为4560。类、类进行化学灌浆，详见下表进行化学灌浆的裂缝统计表序号 坝段 桩号 高程 砼种类 缝数 裂缝类型 处理方式1 8# X+24.342.3 EL260.5m C25 C40 1 类 预埋化学灌浆管+ 铺骑缝钢筋2 13# X+61.32 EL242.5 m C25 1 类 深孔化学灌浆+ 嵌缝+铺骑缝钢筋3 10# X+35.23 EL251 m C40 C30 1 类 化学灌浆+嵌缝+铺骑缝钢筋4 10# X+15.62 EL251 m RccC15C20 1 类 化学灌浆+嵌缝+铺骑缝钢筋5 10# X+58.

9、61 EL247.9 m RccC15C20 1 类 深孔化学灌浆+ 嵌缝+铺骑缝钢筋6 12# X+33.53-X+42.2 EL245 m C40 C30 1 类 化学灌浆+嵌缝+铺骑缝钢筋7 12# X+8.3847.7 EL265 m C40 C25 1 、类 预埋化学灌浆管+ 铺骑缝钢筋 7 10#坝段裂缝处理10#13#坝段 EL248mEL251m 碾压混凝土仓于 2006 年 10 月 22 日 21 时35 分2006 年 10 月 25 日 16 时 20 分浇筑。2006 年 11 月 27 日仓面准备时发现了 10#坝段有 7 条裂缝 L1L7，依据补充设计文件 “（2

10、006）长彭设枢坝字第07-006 号” 要求，分别对 L2、L7 裂缝及 X+58.61、EL247.9m 层面裂缝进行了处理。具体处理如下：L2（左侧面）和 L7 裂缝位于 X+15.62、Y+17.79Y+38.19 ，L7 裂缝长20.4m，左侧面 L2 裂缝延伸 2.76m。裂缝产状及化学灌浆孔、检查孔、声波测试孔布置情况见图 2-2。EL251 层面布置声波测试孔 2 组共 4 个（1 组 2 个） ，孔径 76，单个孔深 5.0m，从波速在混凝土块体的分布变化情况判定两个受测部位处裂缝深度为 1.4m；裂缝检查孔 2 个，孔径 60，孔深分别为 4.5m 和5.0m，布置化学灌浆

11、孔 20 个，孔径 60，孔深分别为 1.0m 和 3.3m，倾角 45度；布置排气孔 54 个，孔径 20，孔深 0.4m，倾角 45 度。左侧面EL248.14EL251、X+15.62 布置灌浆孔 10 个，孔径 20，孔深 0.4m。对缝面凿槽 7cm5cm（宽 深） ，采用预缩砂浆嵌缝，预缩砂浆配合比见下表预 缩 砂 浆 配 合 比（单位：Kg ）排气管、灌浆管采用 20 橡胶管埋设，灌浆孔堵塞段、声波孔均采用预缩砂浆回填，灌浆孔孔口采用堵漏王密封。通气检查，灌浆孔和排气孔采用 0.2Mpa 风压进行试气检查，其检查目的： 管子埋设畅通情况； 孔与孔之间的连通情况，检查结果进浆管路与

12、排气管路通畅。灌浆材料为 LPL 和 HK-G-2，灌浆设备为手摇泵，灌浆压力为0.3Mpa0.4Mpa，灌浆结束标准以不吸浆为原则，在吸浆率小于 0.01L/min，再继续灌注 20 分钟。X+15.62、 Y+17.79Y+38.19 处裂缝产状及化学灌浆孔、检查孔、声波测试孔布置图灌浆情况，左侧面 EL248.14mEL251m、X+15.62 布置 10 个灌浆孔，孔与孔之间的串通性较好，纯灌时间为 7:22(h:min)，共耗浆材 LPL 量为46.42Kg，纯灌量为 45.77 Kg。EL251m 层面布置孔深 1.0m、孔径 60 的灌浆孔 10 个，倾角 45 度；布置孔深 3

13、.3m、孔径 60 的灌浆孔 10 个，倾角45 度；布置裂缝检查孔 2 个，孔径 60，孔深分别为 4.5m 和 5.0m；布置排气孔 54 个，孔径 20，孔深 0.4m。灌浆孔与排气孔串通情况较好，54 个排中热水泥 42.5 砂（砂率 100%） 减水剂（Tm-C） 水 水胶比 备注40 88 0.24 15.240.0 88.0 1.701 14.00.38:1 用水量242Kg/m2气孔中有 39 个与灌浆孔串通，纯灌时间为 44:52(h:min)，共耗浆材 HK-G-2 量为 698.92Kg，纯灌量为 645.35 Kg。具体灌浆成果统计见下表 2-6。表 2-6 10#坝段

14、混凝土裂缝灌浆成果单孔统计表裂缝编号：L2、L7 裂缝部位：EL248.14EL251、X+15.62 施工时间：2007 年 1 月孔号孔径(mm)孔深(mm)灌浆材料灌浆时间（年月日）纯灌时间（h:min ）灌浆压力（MPa）灌入总量(L)管孔占浆(L)缝面纯灌 (L)备 注侧 1# 20 40 LPL 07.1.12 0:28 0.1-0.3 3.49 0.52 2.97 与 2#3#4#串通侧 3# 20 40 LPL 07.1.12 5:14 0.2-0.3 34.38 0 34.38 有漏浆、已处理侧 5# 20 40 LPL 07.1.12 0:26 0.1-0.3 5.85 0

15、.13 5.72 与 6#、 7#串通侧 6# 20 40 LPL 07.1.12 0:57 0.1-0.3 2.66 0 2.66 与 8#串通侧 8# 20 40 LPL 07.1.12 0:17 0.35 0.04 0 0.04 A1 60 330 HK-G-2 1.20-1.24 4:04 0.3 71.68 6.1 65.58 与 6#9#-11#B2 串通B1 60 100 LPL 1.20-1.24 0:17 0.3 3.85 1.77 2.08 与 1#-5#串通B2 60 100 LPL 07.1.20 2:22 0.3 28.65 2.7 25.95 与 9#-11#串通A

16、2 60 330 HK-G-2 07.1.24 0:51 0.4 0 0 0 A3 60 330 HK-G-2 07.1.24 0:48 0.3 4.84 2.6 2.24 A4 60 330 HK-G-2 1.24-26 3:13 0.3 85.95 2.7 83.25 A5 60 330 HK-G-2 07.1.24 1:32 0.3 38.7 2.7 36 A6 60 330 HK-G-2 07.1.29 2:43 0.3 48.9 2.7 46.2 与 30#32#-35#28#串通A7 60 330 HK-G-2 07.1.29 2:42 0.3 39.6 2.6 37 与 40#4

17、1#A8 串通A8 60 330 HK-G-2 07.1.29 2:02 0.3 37.6 2.6 35 与 42#43#B6 串通A9 60 330 HK-G-2 07.1.29 1:30 0.3 18.4 2.6 15.8 A10 60 330 HK-G-2 1.29-1.30 5:29 0.3 103.1 2.7 100.4 A 检160 450 HK-G-2 07.1.29 1:23 0.3 19.2 2.7 16.5 A 检160 500 HK-G-2 07.1.29 0:02 0.3 0 0 0 B3 60 100 HK-G-2 07.1.26 1:37 0.3 9.75 2.1

18、7.65 与 13#-17#串通B4 60 100 HK-G-2 07.1.26 1:54 0.3 18.6 2.7 15.9 与 19#-23#串通B5 60 100 HK-G-2 07.1.29 1:31 0.3 20.6 2.7 17.9 与 36#-39#串通B6 60 100 HK-G-2 07.1.29 1:05 0.3 19.5 2.7 16.8 B7 60 100 HK-G-2 07.1.29 0:15 0.3 8.3 2.8 5.7 B8 60 100 HK-G-2 07.1.29 0:05 0.3 0.6 0.6 0 B9 60 100 HK-G-2 1.29-1.30 7

19、:27 0.3 78.1 2.7 75.4 与 45#47#48#串通B10 60 100 HK-G-2 07.1.30 2:31 0.3 55.3 2.8 52.5 与 54#串通 52.14 758.04 54.22 703.62 灌浆成果分析：该裂缝共布置灌浆孔 32 个，排气孔 54 个，共耗灌浆材料LPL 和 HK-G-2 为 745.34 Kg，纯灌量为 691.12Kg，布置排气孔 54 个，有 39个孔口出现返浆现象。 从灌浆的灌入量来看，该裂缝已被化学灌浆材料充填。 从布置 54 个排气孔有 39 个孔口返浆，排气孔返浆率达 72.2%，特别是孔深 3.3m 灌浆孔，灌浆时排

20、气孔有 23 个孔孔口返浆，说明浆液扩散良好。 化学灌浆结束后，布置了骑缝检查孔 2 个，孔深 2m，孔径 219，从芯样外观来看，裂缝缝面全部被化学材料充填密实。检查芯样的平均抗压强度达 23.5Mpa，平均粘劈强度达 3.39 Mpa，浆液的粘劈强度较好，具体试验成果见表 2-7。结论：L2（左侧面）裂缝和 L7 裂缝纯灌时间为 52:14(h:min)，纯灌浆量为691.12Kg，排气孔返浆情况较好，灌浆后检查芯样可见裂缝被化学材料充填。经业主、设计及监理现场芯样分析确认灌浆效果较好，检查芯样抗压平均强度达 23.5Mpa，平均粘劈强度达 3.39 Mpa， 缝面胶结情况较好。经资料分析

21、，芯样试验、裂缝处理符合要求，处理效果明显，达到了预期目的。灌浆检查结束后，现场沿裂缝铺设双向限裂钢筋28200 的 1988.03Kg，36200 的 3523.6Kg。 10#坝段 X+35.23、Y+26.05Y+31.55、EL251 层面裂缝缝长 6.93m，缝宽为 0.1mm0.3mm，根据 A-H 特征点布置了 6 个检查孔，孔径 42、孔深1.8m4.2m，倾角 50 度，检查孔后期作为灌浆孔使用；布置了 11 个排气孔，孔径 20、孔深 0.58m，倾角 45 度， （裂缝产状、排气孔及检查孔布置情况见图 2-8） 。排气管、灌浆管采用 20 橡胶管埋设，灌浆孔堵塞段采用预缩

22、砂浆回填，灌浆孔孔口采用堵漏王密封，灌浆前进行压风通气检查，检查方式为将孔冲洗干净后，采用 0.2Mpa 风压进行，灌浆采用 LPL 灌浆材料（质量比A:B=1.35:1） ，设备为手摇泵，控制压力在 0.3Mpa0.4Mpa，吸浆率小于0.01L/min，再继续灌注 20 分钟。表 2-7 10#坝段 EL251m 层面化灌芯样试验成果表灌浆情况，布置的 6 个灌浆孔，孔与孔之间的串通性较好，纯灌时间为17:32(h:min)，共耗浆材 LPL 量为 105.83Kg，纯灌量为 103.95 Kg。报告日期：2007 年 4 月 6 日检测部位 试验编号 抗压强度（MPa） 平均强度（MPa

23、） 粘劈强度（MPa） 平均粘劈强度（MPa） 备注1 21.6 3.342 25.3 3.40L7 裂缝3 23.723.53.423.39 RccC15C20说明：灌浆材料分别为 HK-G-2、HK-G-3 低粘度环氧，施工配合比 A:B=4:1、A:B=4:2注：试验依据：DL/T5112-2000 、DL/T5150-2001化学灌浆成果分析及结论。 从灌浆的灌入量来看，该裂缝已被化学灌浆材料充填。 布置 11 个排气孔有 8 个孔口返浆，排气孔返浆率达 72.7%，说明浆液扩散良好。该裂缝纯灌时间为 17:32(h:min)，纯灌浆量为 103.95Kg，排气孔返浆情况较好。 灌浆检查结束后，现场沿裂缝中心铺设 28200、L=4.5 的骑缝钢筋 565.11Kg， 20200 L=5.0m 的分布钢筋 284.05Kg。图 2-8 X+35.23、Y+26.05Y+31.55 处裂缝产状及化学灌浆孔、检查孔、声波测试孔布置图