論水利壩體的化學(xué)灌漿加固

摘  要：隨著我國綠色可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略腳步的不斷推進(jìn)，我國水利發(fā)電工程項目建設(shè)不斷增加。水利發(fā)電是現(xiàn)代綠色環(huán)保能源利用的典型應(yīng)用，其對于我國建設(shè)可持續(xù)發(fā)展能源結(jié)構(gòu)經(jīng)濟有著重要影響。水利工程中的壩體工程是水利發(fā)電的重要組成部分，其安全穩(wěn)定對水力發(fā)電的利用有著重要影響。就水利工程壩體的化學(xué)灌漿加固進(jìn)行了簡要的論述。

        我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施腳步的加快促進(jìn)了我國水利發(fā)電工程項目的建設(shè)。以三峽工程為首的一批大中小型水利工程項目的建設(shè)促進(jìn)了我國水利工程建設(shè)施工企業(yè)的發(fā)展，同時也對施工企業(yè)提出了更高的要求。由于現(xiàn)代水利工程壩體結(jié)構(gòu)多采用混凝土結(jié)構(gòu)或土石壩結(jié)構(gòu)，其在使用一端時間后長會出現(xiàn)壩體裂縫，壩體裂縫的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了壩體的安全，給壩體的使用埋下了隱患。針對這樣的情況，如何對水利工程壩體裂縫進(jìn)行治理成為了水利工程維護(hù)、施工企業(yè)面臨的首要問題�；瘜W(xué)灌漿施工方法的出現(xiàn)，為壩體維護(hù)治理帶來了新的契機，促進(jìn)了我國水利工程的發(fā)展，為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施奠定了基礎(chǔ)。
        1 混凝土壩體裂縫對水利工程的影響
        現(xiàn)代水利工程為了保障壩體的強度與使用壽命，多采用混凝土作為壩體的主要施工材料。但是混凝土工程經(jīng)過長時間自然環(huán)境的影響，會出現(xiàn)炭化、侵蝕等現(xiàn)象，其中由于混凝土施工過程技術(shù)控制原因以及混凝土自身特性等原因，混凝土壩體常會出現(xiàn)裂縫。壩體裂縫使壩體工程內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)受到外界物質(zhì)的侵蝕，導(dǎo)致壩體強度降低，當(dāng)裂縫寬度達(dá)到一定程度還會影響壩體的力學(xué)結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致水利工程壩體使用年限降低。針對這樣的情況，加快混凝土壩體裂縫治理、加快新技術(shù)應(yīng)用成為了水利工程養(yǎng)護(hù)部門的首要工作。
        2 水利工程混凝土壩體的化學(xué)灌漿加固
        化學(xué)灌漿（Chemical Grouting）是將一定的化學(xué)材料（無機或有機材料）配制成真溶液，用化學(xué)灌漿泵等壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi)，使其滲透、擴散、膠凝或固化，以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進(jìn)行混凝土建筑物裂縫修補的一項加固基礎(chǔ)，防水堵漏和混凝土缺陷補強技術(shù)。
        2.1水利工程混凝土壩體的化學(xué)灌漿加固處理技術(shù)概述
        混凝土壩體裂縫修復(fù)的化學(xué)灌漿加固處理法適用于深層裂縫和貫穿裂縫的修補與加固。對于灌漿死縫可選用水泥漿材、環(huán)氧漿材、高強水溶性聚氨酯漿材等；活縫可選用彈性聚氨酯漿材等。其施工首先要根據(jù)原有設(shè)計要求對裂縫進(jìn)行勘察和分析，確定灌漿孔。然后鉆孔、洗孔、埋設(shè)灌漿管。沿裂縫鑿寬、深5～6cm的V形槽，并清洗干凈，在槽內(nèi)涂刷基波，用砂漿嵌填封堵；進(jìn)行灌漿前要進(jìn)行壓水檢查。灌漿結(jié)束封孔時的吸漿量應(yīng)小于0.02l/5min。在進(jìn)行灌裝時要根據(jù)裂縫類型的不同使用不同的灌漿方法，垂直裂縫和傾斜裂縫灌漿應(yīng)從深到淺、自下而上進(jìn)行；接近水平狀裂縫灌漿可從低端或吸漿量大的孔開始。

     2.2化學(xué)灌漿材料與使用注意事項
        目前常用的化學(xué)灌漿漿液主要有環(huán)氧漿液及丙凝漿液兩種。環(huán)氧漿液的主要成份是環(huán)氧樹脂，丙凝漿液的主要成份是丙烯酰胺。環(huán)氧漿液的特點是能灌注0.1～0.2的裂縫，可灌性強，收縮性小，強度高，抗?jié)B性能好；丙凝漿液的特點是可灌注細(xì)微裂縫，可灌性好，濃度為12～15的漿液與水相似，聚合時間可以控制；該漿液穩(wěn)定性好，不析水，有一定膨脹性，抗擠力好，是良好的防滲材料。其具體使用需根據(jù)壩體裂縫情況選用適宜的材料進(jìn)行，對于寬度較小，無滲水或有微滲水的裂縫用環(huán)氧漿液進(jìn)行灌注。對于寬度較大，有滲水或滲水量較大的裂縫先用丙凝漿液進(jìn)行灌注再用環(huán)氧漿液灌注。無論是環(huán)氧漿液還是丙烯漿液其關(guān)注施工必須在12℃～16℃溫度環(huán)境下進(jìn)行。
 2.3水利工程混凝土壩體化學(xué)灌漿加固處理技術(shù)的具體施工
        水利工程混凝土壩體裂縫的化學(xué)灌漿加固施工，首先要對裂縫進(jìn)行清潔，去除表面雜質(zhì)以及混凝土鈣化物質(zhì)。具體實施可以采用鋼刷刷洗、高壓水槍沖洗等方式進(jìn)行。刷洗后還要對裂縫進(jìn)行干燥處理，確保灌漿工作面的干凈與干燥，為后期的化學(xué)灌漿施工打下基礎(chǔ)。
        其次，為了保障化學(xué)灌漿材料與裂縫塊石、沙漿結(jié)臺充分結(jié)合，使灌漿過程中不開裂、不漏漿，還要對封堵裂縫表面進(jìn)行鑿槽。鑿槽后，先清理槽內(nèi)碎石屑，用高壓水，壓縮空氣沖洗吹干，然后埋管、灌漿管采用“埋入式”，間距控制在20～50cm之間，根據(jù)裂縫寬度與長度的具體情況而定。灌漿管用紫鋼管，用快硬水泥埋設(shè)。為防止漏漿，U型槽中須用專用材料進(jìn)行封堵，合適的封堵材料和嚴(yán)密的操作工序是封堵質(zhì)量好差的關(guān)鍵，要根據(jù)壩體設(shè)計結(jié)構(gòu)以及壩體受力情況選用適合的化學(xué)灌漿材料，以保障灌漿加固的施工質(zhì)量。
        在灌漿結(jié)束后，要對縫面進(jìn)行修整，清楚灌漿管外露部分，并采用增厚涂料涂刷縫面，通過修整是縫面平整。同時還需要在壩體裂縫的頂端兩側(cè)打孔，使用環(huán)氧灌漿材料和鋼箭進(jìn)行錨固，將裂縫兩側(cè)的壩體拉緊。
        2.4混凝土壩體化學(xué)灌漿質(zhì)量控制
        混凝土壩體化學(xué)灌漿過程的控制是保障灌漿質(zhì)量、保障壩體加固的關(guān)鍵。在施工過程中要通過材料控制、操作方法控制、工藝技術(shù)控制等方式保障混凝土壩體化學(xué)灌漿質(zhì)量。首先，要通過對裂縫的勘察與分析，選用適宜的灌漿材料，并在灌漿材料配置過程中嚴(yán)格控制配比，保障灌漿材料質(zhì)量，為混凝土壩體化學(xué)灌漿施工質(zhì)量打下基礎(chǔ)。在施工過程中，還要根據(jù)裂縫的情況，單孔一次灌漿或停灌結(jié)合等工藝方式，滿足裂縫灌漿要求，保障灌漿質(zhì)量。例如：在進(jìn)行環(huán)氧材料灌漿時，由于環(huán)氧材料需一定時間才能固化，因此在灌漿達(dá)到一定量后，需停止灌漿，待環(huán)氧漿液達(dá)到一定固化后再繼續(xù)進(jìn)行灌漿。
        在進(jìn)行灌漿施工時，還要根據(jù)裂縫走向、裂縫內(nèi)混凝土情況等進(jìn)行壓力與滲透的控制。如混凝土裂縫內(nèi)部還有其他橫向裂縫，則需在灌漿過程中考慮到橫向劣等情況，加大壓力，使灌漿材料滲透范圍增大，保障灌漿質(zhì)量。如裂縫內(nèi)部無其他裂縫，則需在灌漿時控制灌漿壓力與滲透范圍，壓力過小或范圍過小，將導(dǎo)致灌漿不飽滿，裂縫沒有完全堵死，影響灌漿質(zhì)量。
        3 壩體化學(xué)灌漿施工質(zhì)量管理 
        混凝土壩體一旦出現(xiàn)裂縫其力學(xué)結(jié)構(gòu)的變化將導(dǎo)致壩體承受力大幅下降，嚴(yán)重影響壩體安全。因此，即使進(jìn)行壩體化學(xué)灌漿處理，加固壩體時保障水利工程安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。在日常壩體檢測中，檢查人員必須嚴(yán)格遵守職業(yè)道德，嚴(yán)密監(jiān)控壩體情況，及時發(fā)現(xiàn)壩體裂縫，并向上級匯報。壩體養(yǎng)護(hù)企業(yè)或部門，要建立健全的施工質(zhì)量管理體系，通過對壩體施工技術(shù)文件以及裂縫勘探資料的分析，選用適宜的灌漿材料與工藝。在施工過程中通過健全的質(zhì)量管理體系以及施工技術(shù)管理體系的雙重控制，保障壩體化學(xué)灌漿施工質(zhì)量。
        4 結(jié)論
        混凝土壩體化學(xué)灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用已非常廣泛，技術(shù)也非常成熟。灌漿施工過程只需通過對施工過程材料控制與技術(shù)管理即能很好的保障灌漿質(zhì)量，保障壩體強度。水利工程壩體除在出現(xiàn)裂縫時及時進(jìn)行化學(xué)灌漿加固，還需在日常管理過程中注意混凝土壩體的其他病害，并通過日常養(yǎng)護(hù)與定期養(yǎng)護(hù)對可能發(fā)生的損壞進(jìn)行防護(hù)。減少混凝土壩體裂縫、病害的出現(xiàn)，在裂縫出現(xiàn)初期及時進(jìn)行加固處理，避免裂縫進(jìn)一步擴大造成壩體安全隱患。通過養(yǎng)護(hù)與治理雙方面的工作，保障壩體安全，促進(jìn)我國電力事業(yè)的發(fā)展。

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