基于双曲混凝土拱坝灌浆在水利工程施工中的应用

杨波

【摘要】文章重点对水利工程双曲混凝土拱坝灌浆施工技术措施、灌浆特殊情况处理及接缝灌浆质量检查进行了简要的分析研究。以供类似工程参考应用。

【关键词】水利工程；双曲混凝土；灌浆施工；特殊情况处理

一、工程简介

该水利工程主要是以农业灌溉为主，兼顾发电与农村人畜生活供水综合利用的中型水利工程。混凝土双曲拱坝最大坝高93m，坝顶厚10m，坝底厚27m，坝顶弧长318.783m。根据横缝设置原则和坝身泄洪等建筑物的布置要求，采用“一刀切”形式进行垂直平面分缝，共设置2l道横缝，将大坝分为22个坝段，每条横缝间距约为15m，各灌区高度为9-12m，单个灌浆区面积在96-123m2之间。

二、灌浆分区及灌浆系统布置

（一）灌浆分区布置

坝体接缝灌浆分区布置原则为：接缝灌浆分区高度为9-12m；单个灌区面积不大于123m2；灌浆单层累计灌浆面积不大于400m2。根据上述原则进行灌浆区布置，共分为112个灌浆区。

（二）灌浆系统组成布置

根据坝体横缝设置灌区，每条横缝内根据灌区高度、灌区面积设置独立的灌区，每个灌区的灌浆系统由进浆管、回浆管、升浆管、出浆设施、排气设施和止浆片组成。每个灌区的灌浆系统均采用预埋两套管路灌浆系统，互为备用，以保证接缝灌浆质量。预埋的管路系统布置为：预埋两套水平镀锌钢管并在其上连接升浆钢管，进、回浆管的进口和出口都平行布设在各个相应灌区的廊道内，其中进浆、回浆、水平灌浆管均采用3.8cm镀锌钢管，与进浆管连接的升浆配件支管采用2.54cm镀锌钢管。水平进、回浆管分别设置在各个灌区底部，升浆管采用Φ20mm软塑料管并与升浆配件支管连接，各个灌区顶部设置预留水平排气槽，达到完全排气至浆液充满横缝面内。

（三）灌浆管路安装

为保证灌浆管路系统的通畅，灌浆管路的安装按以下程序和要求进行：（1）灌浆管路全部埋设在先浇筑块混凝土中；（2）在先浇筑块缝面上塑料拔管位置采用预埋半圆木条，要求上、下混凝土浇筑层间必须保证预埋的半圆木条位置准确、平直、连续；（3）拔管采用塑料软管，要求充气24h，经检查无漏气现象时，方可使用；（4）后浇筑块安设的塑料软管应顺直地固定在先浇筑块的半圆槽内，充气后应与进浆管或升浆孔洞紧密连通。（5）在混凝土浇筑完24h后即可放气拔管，拔管后对孔口进行保护，以免石渣或其他雜物掉入孔内造成管路堵塞。

三、灌浆施工技术

（一）灌浆准备工作

（1）灌浆温度监测。设计灌浆温度6-8℃，在实际中采用的灌浆温度，有时因受其他因素影响略有改变。在灌浆时，灌区上部一般浇筑9m厚混凝土压重层，其温度亦要求达到设计灌浆温度。（2）灌浆时间。接缝灌浆时间应在低温季节进行。（3）灌区缝面张开度要求大于0.5mm。（4）各灌区周边封闭良好，管路和缝面畅通。（5）灌浆压力。灌浆过程中必须控制灌浆压力和缝面增开度，灌浆压力应达到设计要求，若灌浆压力尚未达到设计要求，而缝面增开度已达到设计规定值，应以缝面增开度为准限制灌浆压力。

（二）灌浆施工

（1）灌浆程序应按高程自下而上分层进行，水平方向同一层内的接缝灌浆宜由大坝中部灌浆区开始施灌，再依次向两岸对称推进。

（2）同一高程的接缝灌浆区，一个灌浆区灌浆结束3d后，其相邻的接缝灌浆区方可开始灌浆。若相邻坝块灌浆区均已具备灌浆条件，可采用同时灌浆方式，也可采用按从中到边顺次逐区推进的连续灌浆方式。当采用连续灌浆时，前一灌浆区灌浆结束后8h以内，必须开始后一灌浆区的灌浆，否则仍应间隔3d后进行灌浆。

（3）横缝灌浆采用水灰比0.5：1的浆液，并加入0.25%的高效减水剂，只有在灌浆确有困难时可增大水灰比。要求浆液2h析水率2%～3%，粘度值37～39s，结石强度为36～37MPa（28d抗压强度）。

（三）灌浆结束标准

同时满足以下三个条件时，可结束灌浆。（1）排气管排浆浓度达到或接近最浓比级浆液浓度。（2）排气管管口压力达到设计值或缝面增开度达到设计规定值。（3）缝面吸浆率不大于0.4L/min时，压力持续30min，灌浆即可结束。灌浆结束时，先关闭各管口阀门并扎好各管口皮管后再停机，灌区的闭浆时间不小于8h。

四、灌浆特殊情况处理

（一）漏浆和串浆的处理

灌浆过程中出现浆液外漏，应先从外部进行堵漏，若无效再采用灌浆措施，如加浓浆液、降低压力等进行处理，但不得采用间歇灌浆法。当出现串浆，且串浆灌区已具备灌浆条件时，应同时灌浆。否则应采取以下措施：若开灌时间不长，应使用清水冲洗灌浆区和串区，直至灌、串区的排气管出水洁净时停止，待串区具备灌浆条件后再同时进行灌浆；若灌浆时间已较长且串浆轻微，可在串区通低压水循环，直至灌浆结束，串区循环回水洁净时停止。串漏灌浆区，表现形式多种，一般为止浆片失效、坝体排水管及廊道部位漏浆等，处理措施为：上层灌浆区串漏时，采用上层灌浆区通水循环冲洗、平压措施，若串漏量过大可采用上下层灌浆区同灌；灌浆区与坝体廊道相串时，在廊道缝面处嵌缝堵漏；灌浆区与坝体排水管相串时，若漏浆严重可采用木塞阻塞坝体排水管，待浆液初凝后再予以疏通。

（二）灌浆区堵塞的处理

当排气管出浆不畅或被堵塞时，在控制变形的同时，尽量提高进浆压力达到灌浆结束条件。若无效，则在顺灌结束后，应立即从两个排气管中进行倒灌。倒灌时应使用最浓比级浆液，在设计规定的压力下，缝面不再吸浆，压力持续10min后结束灌浆。如出现管路堵塞应疏通。埋管前须对下层灌浆区通水检查，确保每层灌浆区通畅，及时检查处理。每个横缝灌浆区内埋设2套灌浆系统，若一套管路堵塞，可采用另一套灌浆系统；若进浆管堵塞，可使用回浆管倒灌处理；若排气槽堵塞，可从下游坝面或廊道钻孔疏通排气槽。

五、接缝灌浆质量检查

（一）各个灌区的接缝灌浆质量主要以分析灌浆资料为主，并结合钻孔取芯、槽检等质检成果。

（二）灌浆结果。该拱坝到目前为止已完成主河床坝段5条横缝的15个灌浆区进行接缝灌浆，根据灌浆结果可知，拱坝接缝灌浆施工技术可行，单位注入量控制较好，灌浆结果满足设计及规范要求。

（三）质量检查。取芯检查，钻孔岩芯完整，呈短～中柱状，缝面可见水泥结石充填，厚度0.5-3mm，最小0.2 mm，水泥结石呈灰黑色，充填饱满。压水检查时，对检查孔做单点法压水试验，压力0.2MPa，透水率小于1Lu。

六、结论

（一）通过工程实践以及相应统计资料可以看出，接缝灌浆施工采用塑料拔管法，具有施工工艺简单，各环节施工紧凑、规范，焊接工程量少，施工速度快的优点。同时，塑料拔管具有可重复利用的特点，从而节约工程成本。

（二）混凝土坝体接缝灌浆工艺复杂、技术要求严格，为确保发电工期，应加强施工质量控制，特别是灌区横缝水平止浆片部位施工必须专人专管，确保混凝土浇筑密实，避免灌浆区串漏。