混凝土坝体裂缝化学灌浆处理及效果分析.pdf
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1、水 力 发 电 第3 6 卷第5 期 2 0 1 0年5月 混凝士坝体裂缝化学灌浆 处理及效果分析 曹 海 ,刘 涛 ,夏世 法 ( 1 新疆额 尔齐斯 河流域 开发工 程建设 管理局 ,新疆乌鲁木 齐8 3 0 0 0 0 ; 2 新疆水利 水 电勘 测设 计研 究院 ,新疆乌鲁 木齐8 3 0 0 0 0 ; 3 中国水利水 电科 学研 究院 ,北 京 1 0 0 0 3 8 ) 摘要 :新疆某水利枢纽工程碾压混凝土重力坝坝体裂缝采用高压无气灌浆技术 ( 无需封缝 )进行处理。通过对各 种灌浆材料的比对分析 ,确定采用 I l K G 一 2 低 密度环氧灌浆材料 ,选用丙乳砂浆作为裂缝表
2、面封堵及 封孔材料 。灌 浆效果分析表明,达到了预期 目的。该处理方法对于混凝土裂缝处理具有一定的借鉴意义。 关键词 :裂缝处理 ;灌浆材料 ;效果分析 ;混凝土坝 P r o c e s s i n g a n d An a l y s i s o f Ch e mi c a l Gr o u t i n g f o r Cr a c k o f Co n c r e t e Da m Ca o Ha i ,L i u Ta o ,Xi a S hi f a ( 1 X i n j i a n g A d mi n i s t r a t i o n B u r e a u f o r t
3、h e D e v e l o p me n t a n d E n g i n e e r i n g o f E r t i x R i v e r B a s i n , U r u mq i X i n j i a n g 8 3 0 0 0 0 ; 2 X i n j i a n g I n v e s t i g a t i o n , D e s i g n&R e s e a r c h I n s t i t u t e o f Wa t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r , U r u m q i X i n j
4、 i a n g 8 3 0 0 0 0 ; 3 C h i n a I n s t i t u t e o f Wa t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r R e s e a r c h , B e ij i n g 1 0 0 0 3 8 ) A b s t r a c t : T h e c r a c k s i n a r o l l e r c o m p a c t e d c o n c r e t e g r a v i t y d a m i n X i n j i a n g w a s t r e a t e
5、 d w i t h h i 曲- p r e s s u r e n o - a i r g r o u t i n g t e c h n o l o g y a n d d i d n o t n e e d s e a l i n g T h e HK G- 2 l o w d e n s i t y e p o x y wa s c h o s e n a s g r o u t i n g ma t e r i a l ,a n d a c r y l i c e mu l s i o n mo r t a r a s s u r f a c e a n d f i l l i n
6、 g h o l e s s e a l i n g ma t e ri a 1 T h e e f f e c t a n a l y s i s s h o w s t h a t t h e g r o u t i n g me e t s t h e r e q u i r e me n t s Th e p r o c e s s i n g a n d t e c h n o l o g y o f g r o u t i n g C a n b e a s r e f e r e n c e f o r s i mi l a r p r o j e c t Ke y W o r
7、d s : c r a c k p r o c e s s i n g ; gro u t i n g ma t e ri a l ; e f f e c t a n a l y s i s ; c o n c r e t e d a m 中图分类号 : T V 5 4 3 2 ; T V 6 4 2 文献标识码 : B 文章编号 : 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 0 ) 0 5 0 0 4 4 0 3 1 问题的提出 新 疆 某 水 利 枢 纽 工 程 碾 压 混 凝 土 重 力 坝 在 大 坝 盖 重 混 凝 土( 厚 3 5 m)施 工 中 , 主 河 床 2 9、3
8、0号 坝 段 出 现 了 5条 不 同 程 度 的 竖 向 和 水 平 向 裂 缝 。 裂 缝 最 大 长 度 1 8 6 m,最 大 宽 度 2 mm,经 现 场 检 查 判 断 为 贯 穿 性 裂 缝 , 竖 向 和 水 平 向 裂 缝 均 贯 穿 大 坝 上 游二 级配 防渗 区 。裂缝 产 生部 位 的工 程地 质 条件 较 差 基 岩 富 含 黄 铁 矿 成 分 ,且 岩 性 较 为 破 碎 ,渗 透 水较 丰 富。 裂缝 产生 的 主要 原 因是 由于该 灌浆 区域 发育有 多 组缓 倾 角构 造 裂 隙 ,灌 浆 过程 中有 多孔 发 生 串孔 串 浆现 象 ,且 同 时进行 灌
9、 浆作 业 产生 压 力集 中 ,造 成 岩 石 和 混 凝 土 抬 动 。 裂 缝 的 产 生 对 坝 体 结 构 安 全 性 危 害 极 大 ,必 须 进 行 处 理 。 经专 家 多次论 证 ,确定 了以补 强 为 主兼顾 防渗 的 处 理 方 案 即 对 出 现 的 所 有 裂 缝 化 灌 补 强 加 固 处 理后 再 进行 表 面封 闭 防渗 最终 恢 复原 坝 基混 凝 土 的 整 体 防 渗 耐 久 性 。 2 裂缝化灌的材料比选 要 求 所 选 灌 浆 材 料 必 须 具 有 良 好 的 可 灌 性 , 较 高 的抗 压 、抗 拉 和粘 结 强度 良好 的 防渗 性 能 以 满
10、 足补强 防渗 的需要 。 常用 的灌 浆材 料主要 有超 细水泥( DMF C GM) 、 水 溶 性 聚 氨 酯( HW ) 、 低 粘 度 环 氧 材 料( HK G) 及 丙乳 砂浆等 ,其 主要 的技术性 能对 比见表 1 。 分 析 表 明 ,MF C GM 是 由 超 细 水 泥 等 无 机 超 细 颗 粒组 成 的高 性 能灌 浆 材料 适 用 于 任何 一种 灌 浆 收 稿 日期 :2 0 1 0 0 1 2 5 作者简 介:曹海( 1 9 6 7 一 ) ,男 ,甘肃张掖人 ,高级工程师 ,主要 从事施工管理丁作 百, , 习=: , 比 上 衣 l 壬 I tJ 于 压
11、表 1 灌 浆及 封 闭材料 的主 要性 能指 标 材 料 c fq h时 篓 焉 萋 篓 墨 注 :MF C GM 的 水 灰 比为 1 。 设 备 ,灌 浆 方 法 不 限 ,但 由 于 水 灰 比 过 大 , 浆 液 固 化 后 收 缩 性 较 大 防 渗 效 果 较 难 保 证 ,又 考 虑 到 裂 缝 位 置 处 富 含 黄 铁 矿 成 分 ,水 泥 基 类 灌 浆 材 料 的 抗 硫 酸盐 侵蚀 性 弱 于 化 学浆 材 故 舍 弃该 材 料 方 案 。水 溶 性 聚 氨酯( 高 强 型 )是 具 有 快 速高 效 防 渗 堵漏 补 强 加 固 效 果 的 浆 材 ,该 材 料 粘
12、 度 偏 大 ,可 灌 性 弱 于 环 氧 ,湿 面 粘 结 强 度 低 于 坝 体 C 2 0混 凝 土 的 极 限 抗 拉 强 度 ,抗 压 强 度 偏 低 更 适 合 于 有 渗 水 裂 缝 的 防 渗 处 理 。 HK G一 2低 粘 度 环 氧 浆 液 粘 度 小 , 可 对 细 微 的 混 凝 土 裂 缝 和 岩 基 缝 隙 进 行 灌 浆 处 理 同 结 物 抗 压 、抗 拉 强 度 大 , 湿 面 粘 结 强 度 大 于 坝 体 C2 0混 凝 土 的 极 限 抗 拉 强 度 ,具 有 真 正 意 义 上 的 补 强 效 果 。 丙乳 砂浆 属 于高 分 子 聚合 物乳 液 改
13、性 水 泥 砂 浆 ,主 要 由丙 烯 酸 共 聚 乳 液 、硅 粉 、 水 泥 、砂 及 其 他 改 型 剂 组 成 ,具 有 优 异 的 粘 结 、抗 裂 、 防 水 、 防 氯 离 子 渗透 、耐 老化 等性 能 ,是 一 种 混凝 土建 筑 物 的新 型 水 泥 基 护 面 修 补 材 料 。 与 普 通 水 泥 砂 浆 相 比 ,丙 乳 砂 浆 的抗 拉 、抗 折 强 度分 别 提 高 了 3 5 及 5 0 ;极 限 引 伸 率 提 高 1 3倍 , 弹 性 模 量 降 低 ,收 缩 小 ,抗 裂 性 显 著 提 高 : 与 老 砂 浆 及 钢 板 的 粘 结 强 度 提 高 4
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