论水利坝体的化学灌浆加固

论水利坝体的化学灌浆加固

摘  要：随着我国绿色可持续发展战略脚步的不断推进，我国水利发电工程项目建设不断增加。水利发电是现代绿色环保能源利用的典型应用，其对于我国建设可持续发展能源结构经济有着重要影响。水利工程中的坝体工程是水利发电的重要组成部分，其安全稳定对水力发电的利用有着重要影响。就水利工程坝体的化学灌浆加固进行了简要的论述。

        我国可持续发展战略实施脚步的加快促进了我国水利发电工程项目的建设。以三峡工程为首的一批大中小型水利工程项目的建设促进了我国水利工程建设施工企业的发展，同时也对施工企业提出了更高的要求。由于现代水利工程坝体结构多采用混凝土结构或土石坝结构，其在使用一端时间后长会出现坝体裂缝，坝体裂缝的出现严重影响了坝体的安全，给坝体的使用埋下了隐患。针对这样的情况，如何对水利工程坝体裂缝进行治理成为了水利工程维护、施工企业面临的首要问题。化学灌浆施工方法的出现，为坝体维护治理带来了新的契机，促进了我国水利工程的发展，为我国可持续发展战略的实施奠定了基础。
        1 混凝土坝体裂缝对水利工程的影响
        现代水利工程为了保障坝体的强度与使用寿命，多采用混凝土作为坝体的主要施工材料。但是混凝土工程经过长时间自然环境的影响，会出现炭化、侵蚀等现象，其中由于混凝土施工过程技术控制原因以及混凝土自身特性等原因，混凝土坝体常会出现裂缝。坝体裂缝使坝体工程内部钢筋结构受到外界物质的侵蚀，导致坝体强度降低，当裂缝宽度达到一定程度还会影响坝体的力学结构，最终导致水利工程坝体使用年限降低。针对这样的情况，加快混凝土坝体裂缝治理、加快新技术应用成为了水利工程养护部门的首要工作。
        2 水利工程混凝土坝体的化学灌浆加固
        化学灌浆（Chemical Grouting）是将一定的化学材料（无机或有机材料）配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其渗透、扩散、胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。
        2.1水利工程混凝土坝体的化学灌浆加固处理技术概述
        混凝土坝体裂缝修复的化学灌浆加固处理法适用于深层裂缝和贯穿裂缝的修补与加固。对于灌浆死缝可选用水泥浆材、环氧浆材、高强水溶性聚氨酯浆材等；活缝可选用弹性聚氨酯浆材等。其施工首先要根据原有设计要求对裂缝进行勘察和分析，确定灌浆孔。然后钻孔、洗孔、埋设灌浆管。沿裂缝凿宽、深5～6cm的V形槽，并清洗干净，在槽内涂刷基波，用砂浆嵌填封堵；进行灌浆前要进行压水检查。灌浆结束封孔时的吸浆量应小于0.02l/5min。在进行灌装时要根据裂缝类型的不同使用不同的灌浆方法，垂直裂缝和倾斜裂缝灌浆应从深到浅、自下而上进行；接近水平状裂缝灌浆可从低端或吸浆量大的孔开始。

     2.2化学灌浆材料与使用注意事项
        目前常用的化学灌浆浆液主要有环氧浆液及丙凝浆液两种。环氧浆液的主要成份是环氧树脂，丙凝浆液的主要成份是丙烯酰胺。环氧浆液的特点是能灌注0.1～0.2的裂缝，可灌性强，收缩性小，强度高，抗渗性能好；丙凝浆液的特点是可灌注细微裂缝，可灌性好，浓度为12～15的浆液与水相似，聚合时间可以控制；该浆液稳定性好，不析水，有一定膨胀性，抗挤力好，是良好的防渗材料。其具体使用需根据坝体裂缝情况选用适宜的材料进行，对于宽度较小，无渗水或有微渗水的裂缝用环氧浆液进行灌注。对于宽度较大，有渗水或渗水量较大的裂缝先用丙凝浆液进行灌注再用环氧浆液灌注。无论是环氧浆液还是丙烯浆液其关注施工必须在12℃～16℃温度环境下进行。
 2.3水利工程混凝土坝体化学灌浆加固处理技术的具体施工
        水利工程混凝土坝体裂缝的化学灌浆加固施工，首先要对裂缝进行清洁，去除表面杂质以及混凝土钙化物质。具体实施可以采用钢刷刷洗、高压水枪冲洗等方式进行。刷洗后还要对裂缝进行干燥处理，确保灌浆工作面的干净与干燥，为后期的化学灌浆施工打下基础。
        其次，为了保障化学灌浆材料与裂缝块石、沙浆结台充分结合，使灌浆过程中不开裂、不漏浆，还要对封堵裂缝表面进行凿槽。凿槽后，先清理槽内碎石屑，用高压水，压缩空气冲洗吹干，然后埋管、灌浆管采用“埋入式”，间距控制在20～50cm之间，根据裂缝宽度与长度的具体情况而定。灌浆管用紫钢管，用快硬水泥埋设。为防止漏浆，U型槽中须用专用材料进行封堵，合适的封堵材料和严密的操作工序是封堵质量好差的关键，要根据坝体设计结构以及坝体受力情况选用适合的化学灌浆材料，以保障灌浆加固的施工质量。
        在灌浆结束后，要对缝面进行修整，清楚灌浆管外露部分，并采用增厚涂料涂刷缝面，通过修整是缝面平整。同时还需要在坝体裂缝的顶端两侧打孔，使用环氧灌浆材料和钢箭进行锚固，将裂缝两侧的坝体拉紧。
        2.4混凝土坝体化学灌浆质量控制
        混凝土坝体化学灌浆过程的控制是保障灌浆质量、保障坝体加固的关键。在施工过程中要通过材料控制、操作方法控制、工艺技术控制等方式保障混凝土坝体化学灌浆质量。首先，要通过对裂缝的勘察与分析，选用适宜的灌浆材料，并在灌浆材料配置过程中严格控制配比，保障灌浆材料质量，为混凝土坝体化学灌浆施工质量打下基础。在施工过程中，还要根据裂缝的情况，单孔一次灌浆或停灌结合等工艺方式，满足裂缝灌浆要求，保障灌浆质量。例如：在进行环氧材料灌浆时，由于环氧材料需一定时间才能固化，因此在灌浆达到一定量后，需停止灌浆，待环氧浆液达到一定固化后再继续进行灌浆。
        在进行灌浆施工时，还要根据裂缝走向、裂缝内混凝土情况等进行压力与渗透的控制。如混凝土裂缝内部还有其他横向裂缝，则需在灌浆过程中考虑到横向劣等情况，加大压力，使灌浆材料渗透范围增大，保障灌浆质量。如裂缝内部无其他裂缝，则需在灌浆时控制灌浆压力与渗透范围，压力过小或范围过小，将导致灌浆不饱满，裂缝没有完全堵死，影响灌浆质量。
        3 坝体化学灌浆施工质量管理 
        混凝土坝体一旦出现裂缝其力学结构的变化将导致坝体承受力大幅下降，严重影响坝体安全。因此，即使进行坝体化学灌浆处理，加固坝体时保障水利工程安全稳定运行的关键。在日常坝体检测中，检查人员必须严格遵守职业道德，严密监控坝体情况，及时发现坝体裂缝，并向上级汇报。坝体养护企业或部门，要建立健全的施工质量管理体系，通过对坝体施工技术文件以及裂缝勘探资料的分析，选用适宜的灌浆材料与工艺。在施工过程中通过健全的质量管理体系以及施工技术管理体系的双重控制，保障坝体化学灌浆施工质量。
        4 结论
        混凝土坝体化学灌浆加固技术的应用已非常广泛，技术也非常成熟。灌浆施工过程只需通过对施工过程材料控制与技术管理即能很好的保障灌浆质量，保障坝体强度。水利工程坝体除在出现裂缝时及时进行化学灌浆加固，还需在日常管理过程中注意混凝土坝体的其他病害，并通过日常养护与定期养护对可能发生的损坏进行防护。减少混凝土坝体裂缝、病害的出现，在裂缝出现初期及时进行加固处理，避免裂缝进一步扩大造成坝体安全隐患。通过养护与治理双方面的工作，保障坝体安全，促进我国电力事业的发展。

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