打开文本图片集

摘要：水利工程大坝混凝土随着使用年限的增加，在运行和维护过程中出现裂缝问题不可避免，尤其是水下混凝土裂缝修补作业难度大，需要周密的设计、合理的施工工艺、可靠的修补材料和水下施工设备等是保障混凝土裂缝修补的成功关键。通过大坝水下混凝土裂缝施工工艺的研究，总结出大坝水下混凝土修补施工方法和施工工艺成果，同时在修补技术上提出创新，并成功在水电站大坝修补中成功使用。

关键词：水下混凝土、裂缝、施工工艺、检查处理

1、引言：

近年来，水利水电项目建设在国家“十四五”战略发展中，被列为国家重点规划日程。同时水电站作为重要的基础设施建设的组成部分，无论是推动社会发展还是对于行业建设，都具有重要的经济意义。结合当前水电站大坝混凝土的实际施工情况进行分析，随着大量的水电站建成并投入使用，全面把握水利水电工程施工中水下混凝土裂缝的修补措施，在水利水电项目中显的尤为重要。

2、裂缝分类标准

水下混凝土裂缝根据性状大小可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类，其中的分类标准如下：

2.1 大体积混凝土裂缝分类

Ⅰ类裂缝：缝宽δ＜0.2 mm；缝深h≤30 cm，表现为龟裂或细微规则特性的裂缝。

Ⅱ类裂缝：缝宽0.2≤mmδ＜0.3mm；缝深30 cm≤h＜100cm；平面缝长3 m≤L＜5 m，表现为规则状的表面（浅层）裂缝。

Ⅲ类裂缝：缝宽0.3 mm≤δ＜0.5 mm；缝深100 cm≤h＜500 cm；缝长L＞5m或平面长度大于、等于三分之一坝块宽度及侧面大于1～2个浇筑层厚，表现为规则状的裂缝。

Ⅳ类裂缝：缝宽δ≥0.5 mm；缝深h＞5m；侧（立）面长度L＜5 m，平面上贯穿全坝段的贯穿裂缝。

2.2  钢筋混凝土裂缝分类

Ⅰ类裂缝：表面缝宽δ＜0.2 mm；缝长0.5 m≤L＜1m；缝深h≤30 cm，表现为规律性较差的裂缝。

Ⅱ类裂缝：表面缝宽0.2≤δ＜0.3；缝长1 m≤L＜2 m；缝深30 cm≤h＜100cm且不超过结构厚度1/4的裂缝。

Ⅲ类裂缝：表面缝宽0.3≤δ＜0.4 mm；缝长2m≤L＜4m；缝深100cm≤h＜200 cm且不超过结构厚度1/2的裂缝。

Ⅳ类裂缝：表面缝宽δ≥0.4mm；缝长L≥4 m；缝深h≥200或将结构裂穿大于2/3结构厚度的裂缝。

3、裂缝检查

水下混凝土裂缝检查通过水下电视（模拟或者数字）对大坝挡水面进行全面普查录像，普查用船只沿挡水面进行水下电视录像，沿坝轴线间距80cm设置录像垂线位置，水下电视每次从水面垂直向下至水底一条垂线贴近坝面进行录像，对每条垂线进行编号。通过水下电视录像形成大坝迎水面水下部分的录像资料，初步了解坝体裂缝，止水缝的大致情况。

根据普查情况，以及坝体、廊道等渗水的情况和大坝横缝止水状况，漏水的部位，对这些部位进行重点检查，重点检查采用潜水员进行水下裂缝情况调查，对裂缝位置、形状、走向、缝长、缝宽等作好记录，缝长由钢卷尺测得，缝宽由塞尺测得。按1：100的比例详细描绘在方格纸上。大坝横缝止水的状况也是重点检查的项目。潜水员检查时对重点部位进行有针对的录像。

4、裂缝处理方式

水下混凝土裂缝处理方式一般是进行缝内化学灌浆处理。

5、裂缝处理工艺

本次研究的大坝水下混凝土裂缝包括两部分内容，一部分是新检查出的水下裂缝，另一部分是原来已经进行过水下修补处理的裂缝，对于已经进行过修补裂缝在裂缝水下检查对原来的修补材料进行专门检查，修补材料已损坏的应进行清除后重新处理，对于修补材料完好的裂缝，考虑耐久性的问题，在原来处理的基础上增加一道防护处理。水下裂缝处理通过潜水作业完成施工。

5.1 水下未修补混凝土裂缝的处理工艺

水下未修补裂缝的处理构造见图1所示。水下I类裂缝不作特殊处理。水下裂缝修补具体工艺如下：

1）水下 II类裂缝处理工艺

a、裂缝两侧混凝土表面清理：在对水下裂缝进行处理前首先对裂缝两边各50cm混凝土进行水下清理。清理方法主要用钢丝刷清洗并用液压旋转动力刷进行水下打磨。将混凝土表面打磨干净，去除浮生及松动体。

b、切“V”型槽：水下切割由潜水员沿裂缝长度方向，平稳把持液压盘锯开“V”型槽，施工时可根据裂缝长度、走向及设备工效分序分段进行。切割的“V”型槽尺寸符合缝宽5cm、深度3cm，骑缝凿“V”型槽，应顺缝端延伸30 cm的要求。

c、涂刷塑形止水材料SR2的配套底胶：将调制好的底胶由潜水员带到水下在“V”型槽内进行涂刷，要求均匀涂刷底胶；待底胶表干后，即可进行SR2材料的嵌填。每次涂刷长度在1.5m左右。

d、塑形止水材料嵌缝：水上配合人员将塑形止水材料SR2搓成细条，潜水员沿接缝嵌填，按“先缝里，后缝外，先两边，后中间”的原则，将SR填入接缝及两个侧面，用榔头将SR2表面整理成平面形状。

e、粘贴SR防渗盖片：在水上对SR塑性止水盖片涂刷HK-963粘合剂，待塑性盖片表面指触干后，由潜水员带到水下将SR防渗盖片粘贴到开槽两侧已涂刷水下涂料的坝面上，粘贴时按“由上而下，由中间向两边”的顺序粘贴在裂缝面上并打压密实，盖片周边用SR2封边处理。

f、防渗盖片保护板：在盖片外采用80cm宽PVC板进行保护，板厚6cm，两侧压不锈钢压条后采用不锈钢螺栓固定在坝面。

2）水下III、IV类裂缝处理工艺

水下III、IV类裂缝处理总体工艺流程水下II类裂缝处理大致相同，只是在嵌缝之前需要对裂缝先进行化学灌浆处理，在灌浆处理完成后剔除“V”槽内的嵌缝材料，再进行塑性材料嵌缝、粘贴盖片以及安装保护板。增加的化学灌浆工艺要求如下：

a、在裂缝两侧混凝土坝面清理以及切“V”型槽完成后，沿裂缝钻骑缝孔埋设灌浆管。灌浆管钻孔孔径为Φ28mm，孔深为6～8cm，钻孔间距为30～80cm。骑缝孔钻好后用高压水冲洗干净。全部灌浆孔钻孔完成后开始埋设灌浆嘴，将灌浆嘴放入到灌浆孔内，采用SXM水下快速密封材料埋设灌浆管及封缝。

b、灌浆嘴试气检查：用SXM快速密封剂封缝后，灌浆前，先检查封面的密封情况，作压气、压水试验，查看裂缝表面封闭质量，各灌浆孔的串通情况，并进一步对缝内的杂物进行清洗，压气压水试验时，管口压力保持在0.3Mpa左右。对在试验过程中出现的缝面漏气处重新封闭，并再次试压，直至全部合格为止，以保证封缝不跑浆、漏浆；并做好记录。

c、化学灌浆

水下裂缝化学灌浆材料选用LW弹性聚氨酯灌浆材料，由于LW具有遇水膨胀的特性，为达到更好的灌浆效果，在灌注LW之前，先对裂缝缝内灌注丙酮驱水，再进行LW灌浆可以更好的填充裂缝。灌浆时可采用逐点法进行灌浆，灌浆压力采用0.2Mpa。灌浆结束标准：当裂缝缝面停止吸浆，再继续灌注30min，灌浆完成。灌浆结束后24小时，剪除灌浆管。

d、在裂缝化学灌浆完成后，剔除“V”槽内嵌填的封缝材料，在按照水下II类裂缝处理工艺对裂缝进行塑性材料嵌缝、粘贴盖片以及安装保护板。

5.2 水下已修补裂缝处理工艺

对于修补材料完好的裂缝应在不破坏修补材料前提下进行防护处理，处理构造见图2所示，具体工艺要求如下：

1）对已处理的裂缝以及裂缝两侧两侧总宽1.0m范围表面进行清理。清楚表面的附着物，并对混凝土表面进行打磨处理。

2）采用多层氯丁橡胶片将修补区填平补平，并将两边各加宽5cm，两端及氯丁橡胶接缝处采用SR2进行封缝处理。

3）在补平区及两侧总宽1.0m范围表面涂刷水下专用底胶，粘贴SR防渗盖片。

4）根据氯丁橡胶片将修补区找平的厚度和宽度尺寸定制成型PVC保护板，板厚6mm，采用不锈钢螺栓固定。由潜水员在水下钻孔安装保护板对防渗盖片进行保护，

3、 水下水平裂缝与坝体横缝贯通部位的处理工艺

水下水平裂缝与横缝贯通部位的处理采用裂缝端头封闭加局部横缝灌浆的方式进行处理。

1）裂缝端头封闭孔处理。当水平缝与横缝贯通时在距横缝30cm处骑缝钻水平孔，钻孔深度穿过大坝横缝止水埋设部位50cm，钻孔孔径102mm，孔位偏差不大于2cm，孔斜偏差不大于1％。孔内填塞SR2止水材料，孔口6cm的深度填塞高强修补砂浆。以达到将水平裂缝同横缝阻隔的作用。

2）大坝横缝灌浆处理。在水平缝与横缝贯通处上下各30cm处骑横缝钻灌浆封闭孔，孔径102mm，孔深80cm。孔内填塞SR2止水材料。对封闭孔间的横缝进行缝口封闭后灌浆，灌浆材料采用LW弹性聚氨脂。

参考文献

[1] 宇超.混凝土施工技术在水电站施工中的应用，2017（21）：337-338.

[2] 邹平，张鹏，李祖珍，等. 混凝土施工技术在水电站施工中的应用[J]. 数码设计，2017（11）：92

[3] 李锡文.水利工程混凝土裂缝成因及有效预防措施研究[J].低碳世界，2019.9（12）：121-122

[4] 高山，高远贵. 浅析水利工程中混凝土裂缝产生的原因和处理方法[J].四川水利，2019，40（06）：104-106，113.