混凝土壩養(yǎng)護(hù)修理規(guī)程 條文說明(二)
5.3.1 滲漏處理的基本原則是“上截下排”,以截為主,以排為輔。在制定處理措施時(shí),要根據(jù)滲漏的部位、危害程度以及處理?xiàng)l件等實(shí)際情況而定。
1、對于建筑物本身滲漏的處理,凡有條件的,應(yīng)盡量在迎水面堵截。這樣既可直接堵漏,又可以防止建筑物本身的溶蝕,降低滲透壓力,有利于建筑物的穩(wěn)定。對于某些在迎水面封堵有困難且滲漏水在建筑物體內(nèi)不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的,如隧洞、涵管、廊道及地下廠房等,可在背水面堵截,減少或消除漏水以改善混凝土工作環(huán)境。
2、對于基礎(chǔ)滲漏的處理,以截為主,以排為輔。由于排水雖可降低基礎(chǔ)揚(yáng)壓力,但會(huì)增加滲漏量,甚至引起滲透變形,故需慎重對待。
3、對于繞壩滲漏的處理,應(yīng)盡量采取封堵的措施,以減少庫水量損失,防止?jié)B透變形,在封堵后仍有漏水時(shí),也可增設(shè)排水的措施。
5.6.3 噴射泥凝土施工方法有干式、濕式、半濕式三種。干式是水與干拌材料在噴嘴處混合;濕式是把水和全部原材料一起拌勻后送到噴嘴;半濕式是在噴嘴之前數(shù)米處供壓力水的施工法。
表5.6.3 干噴與濕噴法技術(shù)性能比較
指標(biāo) |
干噴法 |
濕噴法(風(fēng)動(dòng)型) |
濕噴法(泵送型) |
機(jī)械設(shè)備 |
簡單 |
較簡單 |
較復(fù)雜 |
粉塵濃度 |
較大,一般>50mg/m3 |
可降低50%~80% |
可降低80%以上 |
耗風(fēng)景 |
較大 |
可降低50%左右 |
可降低50%以上 |
回彈率 |
較大,20%~40% |
可降低至10%左右 |
可降低至5%~10%以下 |
水灰比 |
0.4~0.5 |
0.5~0.55 |
0.55+塑化劑 |
壓送距離 |
長,200~300m |
短 |
短 |
設(shè)備情況 |
容易 |
困難、中途不用停歇 |
困難、中途不用停歇 |
噴泉混凝土抗壓強(qiáng)度 |
較低,一般15~25MPa |
提高約50% |
提高約30%~50% |
水泥用量(kg/m3) |
400 |
450~480 |
480~560 |
混凝土坍落度(cm) |
5~7 |
8~10 |
10~12 |
三種噴混凝土方法比較,在強(qiáng)度、粉塵量、噴出量等方面,濕噴法有利;在管路長度、所需的空間等方面,則是干式施工法有利。
濕噴法與干噴法的技術(shù)參數(shù),列表5.6.3。
5.6.4 瀝青混凝土澆筑防滲面板,其防滲效果好,適應(yīng)壩體的變形能力強(qiáng),自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和耐久。瀝青混凝土面板裂縫有自愈能力,運(yùn)用安全可靠,結(jié)構(gòu)簡單,工程量小,施工速度快,且能在低溫季節(jié)施工。
當(dāng)混凝土大壩上游面裂縫較多,分布范圍大時(shí),可采用澆筑瀝青混凝土防滲層來處理裂縫。例如,恒仁大壩由于施工質(zhì)量差、強(qiáng)度低及東北地區(qū)溫差較大等影響,產(chǎn)生許多裂縫,水庫蓄水前就發(fā)現(xiàn)2084條裂縫,后來決定對大壩上游面288.3~306.3m高程裂縫采用澆筑10cm厚瀝青混凝土防滲層處理,外設(shè)6cm厚預(yù)制混凝土保護(hù)板兼施工模板。
5.7.6 補(bǔ)灌瀝青,指大壩瀝青井滲漏的處理。瀝青井加熱方法,劉家峽大壩采用電加熱法和丹江口大壩采用的蒸汽加熱法,效果都很好。
5.8.3 壩體兩端連接的岸坡存在下列情況時(shí),可能出現(xiàn)繞壩滲漏,威脅壩體安全:①條形山脊,山體單薄,在蓄水位以下存在透水夾層,坡積覆蓋層未曾清除,也未作處理;⑨山體地質(zhì)條件差,巖石破碎,節(jié)理發(fā)育,滲水量大,山體存有巖溶,井泉或生物洞穴等;②壩端接頭防滲措施不完善,未做防滲帷幕或施工質(zhì)量差,以及施工取土破壞了壩端上游天然覆蓋土層等。
繞壩滲漏的處理主要是加強(qiáng)或增設(shè)岸坡上游防滲體(包括垂直防滲和水平防滲),切斷繞滲通道,下游可根據(jù)需要補(bǔ)做或增設(shè)反濾排水措施。當(dāng)壩端山體巖石破碎,可采用岸坡粘土貼坡防滲,貼坡范圍應(yīng)擴(kuò)大到壩端滲水可能影響的范圍,也可在壩端山體上游大量拋土截滲。當(dāng)山體單薄巖石破碎時(shí),可采用水泥灌漿作帷幕,岸坡節(jié)理裂縫發(fā)育,可考慮用化學(xué)材料灌漿。當(dāng)壩端山包有石灰?guī)r溶洞時(shí),應(yīng)首先設(shè)法堵洞,然后再作防滲處理。在岸坡壩端下游出逸點(diǎn)以下,應(yīng)做好導(dǎo)滲排水措施。
6 剝蝕修補(bǔ)及處理
6.1.4 摻用引氣劑增加混凝土的含氣量,改善氣泡參數(shù)是提高水泥混凝土及砂漿抗?jié){凍性能的最有效途徑。摻用減水劑,特別是摻用高效減水劑,降低溫凝土水灰比,也能提高溫凝土抗凍性。
摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰能改善混凝土和易性、抗?jié)B性和抗裂性、降低干縮。同時(shí)摻用減水劑和引氣劑,控制粉煤灰摻量在20%以下,也可配制出F300的抗凍混凝土。
6.2.4 在有氯離子的環(huán)境中,為了防止鋼筋銹蝕,水泥混凝土及砂漿中必須摻用鋼筋阻銹劑,而聚合物水泥混凝土及砂漿和硅粉混凝土及砂漿的密實(shí)性好、抗?jié)B等級(jí)高,氯離子不易侵人,因此只提“也可摻用阻銹劑”。
6.3.4推移質(zhì)以滑動(dòng)、滾動(dòng)及跳動(dòng)的方式在建筑物過水面上運(yùn)動(dòng),除具有懸移質(zhì)的摩擦及切削作用外,還有沖砸作用。因此修補(bǔ)推移質(zhì)磨損破壞應(yīng)選用沖擊韌性好的耐磨材料??鼓ノg鐵礦石骨料的沖擊韌性和耐磨性比普通鐵礦石和石英巖高,見表6.3.4-1。用上述三種骨料配制的硅粉混凝土的抗沖磨強(qiáng)度試驗(yàn)成果見表6.3.4-2。其中抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土的抗沖磨強(qiáng)度最高。因此,宜選用抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土作為推移質(zhì)磨損破壞的修補(bǔ)材料。
表6.3.4-1 三種量料巖石性能試驗(yàn)
性能 |
巖石品種 | ||
普通鐵礦石 |
石英巖 |
抗磨蝕鐵礦石 | |
磨耗率(%) |
6.213 |
2.397 |
1.786 |
磨損硬度(cm) |
0.110 |
0.243 |
0.041 |
沖擊韌性(N·m/cm2) |
43.05 |
20.04 |
388.81 |
壓碎指標(biāo)(%) |
11.909 |
3.189 |
1.741 |
表6.3.4-2 三種骨料硅粉混凝土對比試驗(yàn)
項(xiàng)目 |
骨料品種 | ||
普通鐵礦石 |
石英巖 |
抗磨蝕鐵礦石 | |
抗壓強(qiáng)度(MPa) |
74.20 |
84.90 |
79.10 |
抗抗磨強(qiáng)度(h/cm) |
5.55 |
10.35 |
22.97 |
相對抗沖磨強(qiáng)度 |
1.00 |
1.86 |
4.14 |
注:表中普通鐵礦石為新疆八一鋼廠鐵礦石。
選用高強(qiáng)硅粉混凝土及砂漿、高強(qiáng)硅粉鑄石混凝土及砂漿以及鑄石板等修補(bǔ)懸移質(zhì)磨損破壞,在實(shí)際修補(bǔ)工程中用得較多。高強(qiáng)硅粉混凝土及砂漿,在三門峽大壩泄洪底孔、葛洲壩二江泄水閘、潘家口大壩溢流面反弧段、大伙房水庫輸水洞出口消能塘等磨損破壞修補(bǔ)工程中都得到應(yīng)用。
選用高強(qiáng)硅粉混凝土及砂漿、高強(qiáng)抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土及砂漿、鋼軌嵌高強(qiáng)混凝土等修補(bǔ)推移質(zhì)磨損破壞,在實(shí)際修補(bǔ)工程中應(yīng)用較多。高強(qiáng)硅粉混凝土及砂漿在四川漁子溪二級(jí)水電站排砂洞、映秀灣水電站攔砂閘等推移質(zhì)磨損破壞修補(bǔ)工程中應(yīng)用;高強(qiáng)抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土在新疆三屯河水庫泄洪排砂洞推移質(zhì)沖磨破壞修補(bǔ)工程中應(yīng)用;鋼軌嵌填高強(qiáng)混凝土在四川石棉二級(jí)電站沖砂閘和漁子溪二級(jí)水電站排砂洞推移質(zhì)磨損破壞修復(fù)工程中應(yīng)用,效果均良好。
摻硅粉能明顯提高混凝土抗空蝕能力,如果同時(shí)摻鋼纖維和硅粉,則效果更為顯著,三種混凝土的抗空蝕性能比較試驗(yàn)成果見表6.3.4-3。
表6.3.4-3 抗空蝕性能比較試驗(yàn)
混凝土種類 |
水膠比(%) |
硅粉(%) |
鋼纖維(%) |
膠材用量(kg/m2) |
空蝕量(g) |
抗空蝕強(qiáng)度[h/(kg/m2)] |
相對比值 |
普通 |
0.31 |
0 |
0 |
450 |
1.50 |
44.46 |
1.00 |
硅粉 |
0.31 |
10 |
0 |
450 |
0.80 |
83.36 |
1.90 |
鋼纖維硅粉 |
0.31 |
10 |
0.5 |
450 |
0.08 |
833.63 |
18.80 |
從上表可看出,修補(bǔ)空蝕破壞宜選用高強(qiáng)鋼纖維硅粉混凝土。
6.4.2 過選用與基底材料彈性模量、線脹系數(shù)相近的修補(bǔ)材料,主要考慮了修補(bǔ)材料與基底材料間變形的相互協(xié)調(diào)性。如果修補(bǔ)材料的線脹系數(shù)比基底材料大(如環(huán)氧樹脂類),那么在等溫差作用下,修補(bǔ)材料的變形將會(huì)大于基底材料,導(dǎo)致結(jié)合面產(chǎn)生剪應(yīng)力,造成修補(bǔ)材料鼓起脫落。
7 水下修補(bǔ)
7.2.1 鋼圍堰在三門峽大壩泄洪底孔進(jìn)口修補(bǔ)中已成功應(yīng)用。
7.2.2 沉柜作為靜水條件下水下專用檢修工具,具有壓氣排水、柜體穩(wěn)定、無水環(huán)境下檢查直觀、修補(bǔ)方便等特點(diǎn)。在江蘇省萬福閘、葛洲壩二江泄水閘等工程修補(bǔ)中已成功應(yīng)用。
7.3.5 水下鉆孔要求供氣壓力比水上作業(yè)大,即供氣壓力應(yīng)大于或等于風(fēng)鉆所需正常工作壓力、鉆孔處靜水壓力、風(fēng)壓的沿程損失和局部損失的總和。因此,應(yīng)盡量縮短風(fēng)管長度,以降低風(fēng)壓損失。
7.3.9 水下灌漿技術(shù)運(yùn)用于修補(bǔ)水下裂縫工程,如丹江口混凝土壩迎水面水平滲水裂縫處理,采用錨固橡膠板結(jié)合灌注聚氨酯漿材,效果良好。
7.4.1 水下混凝土澆筑是在水上拌制,在水環(huán)境中澆筑和硬化。根據(jù)澆筑中隔離環(huán)境水影響的技術(shù)措施,水下澆筑混凝土方法分為導(dǎo)管法、泵壓法、傾注法、開底容器法等。其中導(dǎo)管法,通過不透水的金屬導(dǎo)管澆筑水下混凝土,具有質(zhì)量高、整體性好、澆筑速度快、不受水深和倉面大小的限制,是應(yīng)用最廣泛的水下混凝土澆筑方法。
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