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建筑加固:論水利壩體的化學灌漿加固
 作者:湖南固宏建筑科技 日期:2014/3/10 8:59:55 人氣:4635 標簽:加固技術   
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   我國可持續發展戰略實施腳步的加快促進了我國水利發電工程項目的建設。以三峽工程為首的一批大中小型水利工程項目的建設促進了我國水利工程建設施工企業的發展,同時也對施工企業提出了更高的要求。由于現代水利工程壩體結構多采用混凝土結構或土石壩結構,其在使用一端時間后長會出現壩體裂縫,壩體裂縫的出現嚴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行治理成為了水利工程維護、施工企業面臨的首要問題。化學灌漿施工方法的出現,為壩體維護治理帶來了新的契機,促進了我國水利工程的發展,為我國可持續發展戰略的實施奠定了基礎。

  1 混凝土壩體裂縫對水利工程的影響
  現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。但是混凝土工程經過長時間自然環境的影響,會出現炭化、侵蝕等現象,其中由于混凝土施工過程技術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裂縫。壩體裂縫使壩體工程內部鋼筋結構受到外界物質的侵蝕,導致壩體強度降低,當裂縫寬度達到一定程度還會影響壩體的力學結構,最終導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、加快新技術應用成為了水利工程養護部門的首要工作。

  2 水利工程混凝土壩體的化學灌漿加固
  化學灌漿(Chemical Grouting)是將一定的化學材料(無機或有機材料)配制成真溶液,用化學灌漿泵等壓送設備將其灌入地層或縫隙內,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、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項加固基礎,防水堵漏和混凝土缺陷補強技術。
  
    2.1水利工程混凝土壩體的化學灌漿加固處理技術概述
  混凝土壩體裂縫修復的化學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。其施工首先要根據原有設計要求對裂縫進行勘察和分析,確定灌漿孔。然后鉆孔、洗孔、埋設灌漿管。沿裂縫鑿寬、深5~6cm的V形槽,并清洗干凈,在槽內涂刷基波,用砂漿嵌填封堵;進行灌漿前要進行壓水檢查。灌漿結束封孔時的吸漿量應小于0.02l/5min。在進行灌裝時要根據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從深到淺、自下而上進行;接近水平狀裂縫灌漿可從低端或吸漿量大的孔開始。  
    2.2化學灌漿材料與使用注意事項
  目前常用的化學灌漿漿液主要有環氧漿液及丙凝漿液兩種。環氧漿液的主要成份是環氧樹脂,丙凝漿液的主要成份是丙烯酰胺。環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,抗滲性能好;丙凝漿液的特點是可灌注細微裂縫,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。其具體使用需根據壩體裂縫情況選用適宜的材料進行,對于寬度較小,無滲水或有微滲水的裂縫用環氧漿液進行灌注。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行灌注再用環氧漿液灌注。無論是環氧漿液還是丙烯漿液其關注施工必須在12℃~16℃溫度環境下進行。
  2.3水利工程混凝土壩體化學灌漿加固處理技術的具體施工
  水利工程混凝土壩體裂縫的化學灌漿加固施工,首先要對裂縫進行清潔,去除表面雜質以及混凝土鈣化物質。具體實施可以采用鋼刷刷洗、高壓水槍沖洗等方式進行。刷洗后還要對裂縫進行干燥處理,確保灌漿工作面的干凈與干燥,為后期的化學灌漿施工打下基礎。
  其次,為了保障化學灌漿材料與裂縫塊石、沙漿結臺充分結合,使灌漿過程中不開裂、不漏漿,還要對封堵裂縫表面進行鑿槽。鑿槽后,先清理槽內碎石屑,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。為防止漏漿,U型槽中須用專用材料進行封堵,合適的封堵材料和嚴密的操作工序是封堵質量好差的關鍵,要根據壩體設計結構以及壩體受力情況選用適合的化學灌漿材料,以保障灌漿加固的施工質量。
  在灌漿結束后,要對縫面進行修整,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打孔,使用環氧灌漿材料和鋼箭進行錨固,將裂縫兩側的壩體拉緊。

  2.4混凝土壩體化學灌漿質量控制
  混凝土壩體化學灌漿過程的控制是保障灌漿質量、保障壩體加固的關鍵。在施工過程中要通過材料控制、操作方法控制、工藝技術控制等方式保障混凝土壩體化學灌漿質量。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格控制配比,保障灌漿材料質量,為混凝土壩體化學灌漿施工質量打下基礎。在施工過程中,還要根據裂縫的情況,單孔一次灌漿或停灌結合等工藝方式,滿足裂縫灌漿要求,保障灌漿質量。例如:在進行環氧材料灌漿時,由于環氧材料需一定時間才能固化,因此在灌漿達到一定量后,需停止灌漿,待環氧漿液達到一定固化后再繼續進行灌漿。
  在進行灌漿施工時,還要根據裂縫走向、裂縫內混凝土情況等進行壓力與滲透的控制。如混凝土裂縫內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,保障灌漿質量。如裂縫內部無其他裂縫,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,將導致灌漿不飽滿,裂縫沒有完全堵死,影響灌漿質量。

  3 壩體化學灌漿施工質量管理
  混凝土壩體一旦出現裂縫其力學結構的變化將導致壩體承受力大幅下降,嚴重影響壩體安全。因此,即使進行壩體化學灌漿處理,加固壩體時保障水利工程安全穩定運行的關鍵。在日常壩體檢測中,檢查人員必須嚴格遵守職業道德,嚴密監控壩體情況,及時發現壩體裂縫,并向上級匯報。壩體養護企業或部門,要建立健全的施工質量管理體系,通過對壩體施工技術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量管理體系以及施工技術管理體系的雙重控制,保障壩體化學灌漿施工質量。

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