二、大坝渗漏处理方案的探讨与确定 1、渗漏检查与原因分析2001年3月,根据会议讨论意见,设计布置了四个Φ75mm斜穿缝面的检查孔,其中检1#、检3#在坝顶▽83m,检2#、检4#在墩尾?62m平台。五月又做了大量的补充检查及嵌缝工作,并在顶坝▽83m增布检5#~检8#4个检查孔。嵌缝检查。 通过大量的检查工作,初步分析判断: ①闸室砼无明显砼裂缝;②坝体廊道内检查,固结、帷幕防渗效果较好,排水 展开
二、大坝渗漏处理方案的探讨与确定 1、渗漏检查与原因分析2001年3月,根据会议讨论意见,设计布置了四个Φ75mm斜穿缝面的检查孔,其中检1#、检3#在坝顶▽83m,检2#、检4#在墩尾?62m平台。五月又做了大量的补充检查及嵌缝工作,并在顶坝▽83m增布检5#~检8#4个检查孔。嵌缝检查。 通过大量的检查工作,初步分析判断: ①闸室砼无明显砼裂缝;②坝体廊道内检查,固结、帷幕防渗效果较好,排水孔出水量较小,小于设计标准,坝体砼与基岩胶接是好的。通过基岩层面和裂隙向横缝渗漏的可能性不大。 ③根据检测资料分析,横缝漏水的原因,极有可能是坝体横缝两道止水片局部破损,导致止水失效或两道止水片附近砼浇筑不密实而发生绕渗。 2、处理方案的提出与选择通过两个多月的检查摸索和原因分析,提出了以下五种处理方案: ①斜穿缝面钻孔化灌方案:该方案是对有外漏的部位进行凿槽贴橡皮,用环氧嵌缝阻浆;利用已有的斜穿缝面的检查孔作为灌浆孔,并在坝顶▽83M和墩尾▽62M平台增布斜穿缝面且高程不同的灌浆孔灌DH-814聚氨酯快速堵漏胶。该方案的优点是采用化学灌浆工艺,操作简便;缺点是全缝面灌注,坝体横缝可能失去伸缩作用;堵漏效果不一定可靠;还可能由于灌浆压力,导致闸墩结构的破坏。 ②骑缝化学阻渗塞方案:首先在坝顶止水片下游近处钻垂直骑缝孔,利用已有的嵌缝措施阻水,降低缝面渗流速度,用速凝化灌材料注入骑缝钻孔中,形成阻渗塞止水。该方案优点是只灌钻孔,施工工艺简单;减少通过缝面流失的浆量,处理造价低;缺点是钻孔精度要求较高,一旦发生偏离,则难以保证阻水效果。 ③上游横缝水下灌浆:利用水下施工技术,在上游面横缝凿槽嵌缝,粘贴一层防渗材料,并埋设灌浆管,对止水片到上游面的横缝区域灌化学材料,形成一道新的止水带,联合阻止库水进入横缝。该方案直接有效,有较强的针对性,缺点是:上游面凿槽粘贴,必须清挖直至基岩,水下施工工作量大;工艺复杂;水下作业质量难以保证;处理成本较高;且本工程上游面至止水片距离较长,灌浆工作量大。 ④泥青灌注桩止水:泥青灌注止水法,简单地说就是先将沥青改性加热至200o~230oC使之成为流动状态,用一双层保温管将热沥青送至孔内,形成止水沥青柱。该方法直观、堵漏效果好。缺点:操作工艺复杂,尤其是在水温较低的动水条件下,难以保证孔内温度不低于170℃;其次是施工安全问题突出;三是随着热沥青液面上升,保温管不断上提,拆卸困难;会产生段与段之间不连续现象;四是处理造价高。 ⑤放空水库,凿槽嵌缝止水法:该方法是放空水库,在横缝处清淤,对全缝凿槽、嵌缝、表面粘贴防渗材料。优点是堵漏止水可靠,缺点是减少发电经济损失大,处理造价高。 开始处理时,按第一方案,在10-11坝段横缝实施,并已钻了部分灌浆孔,同时研究第二方案。随着检查工作的深入,建设公司分析研究了国内外相关工程实例和资料,从技术、经济的角度反复比较论证,最后停止第一方案施工,改用第二方案,即骑缝化学阻渗塞方案。 采用化学阻渗塞方案,首先应确定骑缝位置及孔径。高坝洲水电站大坝每道横缝均设有两道止水片,两道止水片之间的距离为0.4m或0.6m.钻孔位置选择有两种,一是选在两道止水片之间,考虑到止水片安装出现偏差或钻孔偏斜,则会对止水片造成进一步破损,且由于止水片在垂直面呈折线布置,钻孔无法深入基岩,故被放弃;二是选在止水片下游近处,不会伤及止水片。其次是确定孔径,孔径过小,由于砼施工中横缝出现左右偏移,不能保证钻孔骑缝效果和阻渗塞的有效厚度;孔径过大,会增大造价。经分析,确定在止水片下游0.5m和2.0m处的横缝上布置φ219mm垂直骑缝钻孔。为保证钻孔高精度的孔斜率,选定湖南中南岩土工程有限公司。该队伍正是在三峡工程中负责倒垂孔施工的,具有倒垂孔施工经验。 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。 凝胶时间几十秒~数十分钟固结全抗分流 0.3Mpa24小时不渗水 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16oC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,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。 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。 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, 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。 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。 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。 收起
