江西某水电站为混凝土重力坝,其发电厂房为坝后式厂房,位于砼重力坝右侧坝后，电站承建单位在清理水机廊道时发现底板存在近于平行坝轴线的裂缝且沿缝渗水。裂缝的出现引起各方高度的重视,随后参建四方组建联合勘察组对裂缝进行了仔细的调查.调查结果如表1所示。

表1裂缝基本情况统计表

序号	裂缝 编号	水平距离(m)	缝宽 (mm)	缝深 (mm)	裂缝部位	裂缝倾角 (°)
1	LF1	8.85	0.1～1.15	≥2.3m	1、2＃水机廊道间	约为85
2	LF2	6.52	1.15	≥3.25m	3＃水机廊道	约为78
3	LF3	7.63	0.1～1.15	≥3.03m	3＃水机廊道	约为84

为提高砼的整体强度和耐久性，同时改善水机廊道的结构受力、防止大量的内水从裂缝外渗并确保水轮机的安全、高效运行，业主单位、勘察设计单位和监理单位商讨后确定上述裂缝进行化学灌浆处理。

2施工材料与主要设备

2.1灌浆材料

 

灌浆材料采用CH系环保型高强环氧灌浆材料，其具体性能指标如表2所示。

表2 CH系环保型高强环氧灌浆材料的指标

初始粘度（mPa·s）	胶凝时间（h）	抗压强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	潮湿面粘 接强度(MPa)
30～75	1～18	≥50	≥10	≥5.0

 

3.2主要设备

施工设备配置如表3

表3施工设备配置表

序号	设备名称	规格/型号	单位	数量	备注
1	取芯钻机	ZZHF-6	台	2
2	单液电动化学灌浆泵	CHDB-IB	台	1
3	双液电动化学灌浆泵	CHDB—IIB	台	1
4	液压化学灌浆泵	CH-YHB5.0/2.0-II	台	1
6	清洗机	DM8032	台	2
7	电锤、电钻	7720A	把	3
8	动凿岩机	YT28	个	2
9	手磨机	S1M-KY3-100B	把	4
10	空压机	0.8m3/0.8MPa	台	1

 

3 施工工艺流程

水机廊道底板裂缝处理的施工工艺流程为：清理工作面→灌浆孔布置→凿槽→钻孔→灌前压水试验→冲洗孔、槽→风干孔、槽→埋灌浆管、嵌缝→压水试漏→化学灌浆→缝面修饰→灌后检查。

3.1清理工作面

首先清运走水机廊道底板上的钢模、脚手架、废渣等杂物，采用人工、塑料桶等对工作面进行初步冲洗。然后，在裂缝四周砌筑围堰防止外来水不断流入并淤积在裂缝表面。围堰形成后采用高压清洗机将裂缝及围堰内的混凝土表面彻底清洗干净。缝面的浮浆、污垢等用钢丝刷或木锤轻轻抠除。

3.2灌浆孔布置

水机廊道上的裂缝布设骑缝孔一排，斜孔两排。所有孔均布置在裂缝相对明显的位置，孔距控制在1m左右，孔径为Φ38mm。骑缝孔按探定的裂缝倾角钻孔，裂缝1（简写L1）为∠5°，裂缝2为（简写L2）∠12°，裂缝3为（简写L3）∠6°，以便尽可能地顺穿裂缝，孔深为0.6m。L1所布斜孔的钻孔角度为∠19.5°，其中 排斜孔在裂缝下游50cm左右，第二排斜孔布设在裂缝下游80cm左右；L2所布斜孔的钻孔角度为∠4°，其中 排斜孔在裂缝下游40cm左右，第二排斜孔布设在裂缝下游80cm左右；L3所布斜孔的钻孔角度为∠9.5°，其中 排斜孔在裂缝下游50cm左右，第二排斜孔布设在裂缝下游80cm左右。斜孔的孔深为穿过裂缝50cm后终孔。

 

3.3凿槽

槽形为U型，槽上口宽7±1cm，下口宽3±1cm，槽深5±0.5cm。每条裂缝完成凿槽后用钢丝刷及压缩空气将砼碎碴和粉尘清干洗净。

3.4钻孔

考虑到施工进度、施工场地和成孔孔径等不利于施工，处理水机廊道底板裂缝的灌浆全部采用风钻钻孔，成孔孔径为Ф38cm。

3.5冲洗孔、槽

每个灌浆孔完成钻孔后及时采用大流量压力水将孔内的岩粉等物冲出，直至回水澄清10min后用绵纱、木塞将孔口塞死，结束洗孔。为防上周围的污水渗入孔中，对灌浆孔周围槽和地面也需进行冲洗。每条裂缝的全部灌浆孔完成钻孔后，再利用风、水联动对孔、槽进行二次冲洗。

3.6埋灌浆管、嵌缝

用聚合物砂浆、粘钢胶埋灌浆管。所有骑缝孔和斜孔完成灌浆管埋设后开始填槽嵌缝。嵌缝用聚合物细石混凝土。

3.7压水试漏

嵌缝的聚合物细石混凝土达到3d的凝期达到后，用手摇泵或灌浆泵压水试漏，检查灌浆管的埋设质量、孔缝相通情况及嵌缝质量。压水压力为0.3MPa，压水时间为每个试验孔５min。

3.8化学灌浆

以设计灌浆压力（0.8MPa）作为灌浆的 控制灌浆压力。逐步升压。利用浆材的憎水性以浆赶水，由下往上，由深到浅，由一端至另一端。灌浆采用的结束标准为：完全不进浆后再屏浆30min。

3.9缝面修饰

灌浆结束并达到2～3d以上凝期后，先用切割机切除外露的灌浆管（灌浆嘴），再用聚合物水泥砂浆、打磨机等清除修补嵌缝聚合物细石砼上的残浆及不平整部位。

4 灌浆成果统计

对各裂缝的灌浆成果进行统计、分析，计算出各裂缝的总耗浆量、孔管容占浆、总进浆量和单位进浆量。裂缝灌浆成果统计表表4。

表4水机廊道底板裂缝灌浆成果统计表

 

5灌后检查

灌浆工作全部完成、灌入裂缝内的浆液达到28天的凝期后采用薄壁钻机钻孔开展压水试验、取芯观察浆液充填、芯样力学试验送检等检查工作。灌后质量检查一次性检验合格，压水、力学试验等各项检测成果均满足设计要求，具体检测成果见下表5-1。

表5-1   灌后检查孔综合成果表

 

6结语

灌后检查孔检测成果表明：压水的透水率均为0，裂缝内浆液充填密实，芯样的力学性质满足设计要求。通过化学灌浆改善了水机廊道底板的结构受力，为水轮机的安全、高效运行提供了保障。