浅谈混凝土坝面裂缝处理工艺

龚欢 梁娟 王运泽

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 浙江 杭州 311122

1 工程概况

某水电站大坝建设过程中，部分坝段灌浆廊道等部位曾出现混凝土裂缝，相应部位的廊道出现大量渗漏。对该水电站上游坝面混凝土裂缝进行了遥控无人潜水器（ROV）水下检查。检查后发现：部分坝段上游面发现有近水平向裂缝和纵向裂缝[1]。

2 裂缝处理思路

大坝裂缝处理需要达到三个目的：堵水、补强 加固、耐久性要求。由于发现渗漏时已经进行大坝裂缝廊道化学灌浆处理，已经达到临时堵水的目的。但聚氨酯类化学灌浆材料强度较低，无法满足补强加固及耐久性的要求，因此从大坝的长期安全稳定运行考虑，必须对上游裂缝进行全面彻底的处理。

理想的堵水方式是能够尽量靠近裂缝上游，因为这样将使裂缝内的压力尽量降低，能够避免裂缝进一步生长和发展。采用大坝上游面裂缝水下封闭的办法，便能够满足要求。混凝土面裂缝封闭的方法可借鉴混凝土面板坝结构缝的处理方式，即裂缝嵌填柔性填料堵水、表面覆盖盖片进行防护。本方案能在混凝土表面有效隔绝上游库水，还能适应裂缝变化。可采用水下表面封堵结合水下化学补强灌浆的方式进行处理[2]。

材料的选择。①塑性止水材料。拉伸强度(3.5Mpa)；扯断伸长率(350%)；硬度(邵尔A)( 40±3度)。②环保型水下环氧灌浆材料，改性环氧树脂(A液)及透明的固化剂组成。固化物抗压强度，≥60MPa；拉伸剪切强度，≥10MPa；固化物抗拉强度，≥15MPa。

3 裂缝处理技术

3.1 裂缝水下处理流程

水下裂缝检查（水下录像设备进行全程录像）—缝面清理—骑缝切槽—钻灌浆孔—埋灌浆管—嵌压塑性止水材料—封缝—灌浆—拆除灌浆管—喷墨检查—粘贴防渗保护材料、不锈钢压条固定—封边及喷墨检查。

3.2 大坝裂缝部位处理工艺

（1）缝面清理：裂缝复核完成后，彻底清除裂缝及两侧混凝土表面的附着物和松散层。

（2）骑缝切槽：潜水员利用水下液压切割设备进行骑缝切U型槽，分别在裂缝两侧开始切槽，用于嵌填止水材料。

（3）钻灌浆孔：潜水员入水后，到达作业部位深度，当确定该裂缝位置属于灌浆范围后，采用液压钻进行钻孔施工。

（4）埋灌浆管：水面作业人员对本裂缝灌浆管采用防水布粘贴至灌浆管上后，记号笔对灌浆管从“坝段-01”对各其进行逐一编号，以便记录化灌记录，标记完成后，潜水员入水，由裂缝顶部开始依次将孔径16mm、管长55cm的灌浆管插入孔内，纵向裂缝埋深控制在35cm，水平缝埋深控制在20cm，并采用水下密封剂封孔对其进行封孔。

（5）嵌压塑性止水材料：潜水员沿清理干净的“U”形槽内嵌压塑性止水材料，塑性止水材料尺寸为宽3cm×厚2cm，沿槽将塑性止水材料嵌入并铺平压实，并用水下射钉枪或水泥钢钉进行固定。

（6）封缝：埋管完成后，对需要灌浆段的裂缝进行封闭。裂缝封闭依次从上向下进行，封缝材料主要采用水下密封剂封闭。潜水员将搅拌好的水下密封剂嵌入裂缝中，进行塞压，并将周边抹平，直至凝固。

（7）灌浆：纵向裂缝灌浆材料选用水溶性聚氨酯，水平缝灌浆材料选用环氧树脂。纵向裂缝化学灌浆采用自下而上的顺序，水平裂缝化学灌浆采用从左至右或从右至左的顺序。

纵向裂缝灌浆：灌浆管未入水前，采用灌浆泵将清洗剂注入灌浆管内，使其在灌浆过程用于排水，确保水溶性聚氨酯和环氧树脂注入裂缝内之后再与水开始接触。洗涤剂内加入少量的显色剂，用于潜水员水下判断清洗剂排除，根据管容计算结果每根灌浆管清洗剂的灌入量控制在0.05L。清洗剂注入完成后，开始浆液配置，聚氨酯灌浆浆液比例LW∶HW选用9∶1。

水平裂缝灌浆：水平缝灌浆材料选用环保型水下环氧灌浆材料，环氧树脂灌浆浆液比例A∶B选用7∶1。

化学灌浆遵循“稳压、慢灌”的原则，根据设计要求灌浆压力控制在0.2MPa（灌浆嘴部位的实际相对压力）左右。灌浆结束的标准为当注入量小于1ml/min后屏浆20min结束。

（8）拆除灌浆管：待浆液固化后，采用管钳工具拆除灌浆管，将拆除出来的灌浆管带回工作平台，检查灌浆管内是否存在残留浆液。

（9）喷墨检查：灌浆完成后，对裂缝进行系统的喷墨检查，潜水员近观目视，并对喷墨进行全程水下摄像检查，检查水下灌浆施工效果情况。

（10）粘贴防渗保护材料、不锈钢压条固定：灌浆管拆除后，分段粘贴宽度不小于60cm的防渗保护材料，若有搭接，相邻防渗保护材料搭接长度不小于10cm；用5mm厚的不锈钢压条对防渗保护材料压边固定，并采用水下射钉枪或膨胀螺栓固定不锈钢压条，压条固定按照50cm间距打孔。

（11）封边及喷墨检查：用水下涂料对防渗保护材料各边进行封边，封边完成后，对防渗保护材料周边进行系统的喷墨检查，潜水员近观目视，并对喷墨进行全程水下摄像。

（12）裂缝处理质量控制：施工过程中通过水下视频系统，对每一道工序进行全过程监控，水上管理人员、现场监理工程师直接通过水下电话和潜水员对话，随时指导水下作业人员按设计要求作业，并对水下施工完成情况及时检查与验收。每个分部工程完成后，通过视频系统对本分部工程再进行一次全面的视频检查验收。

4 结束语

混凝土大坝在施工及运行过程中会产生裂缝，裂缝是渗漏水的主要原因。通常采用在渗漏部位截断渗水途径、封闭或改变渗漏水逸出点的方法处理渗漏水，效果往往不甚理想，耐久性也难以满足设计要求。随着施工技术及材料的不断改进与提高，在上游面水下进行封闭处理已成为现实。该电站裂缝处理后漏水量已降为零，效果显著，该方法对类似工程有借鉴作用。