龙口水电站大坝横缝漏水处理施工工艺

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1、中国水利水电第三工程局有限公司龙口水电站大坝横缝漏水处理施工工艺屈高见王健马东辉　田科宏（中国水电三局有限公司勘测设计研究院）【摘要】本文结合龙口水电站大坝横缝漏水处理工程实例，介绍了垂直骑缝钻孔化学灌浆施工工艺。【关键词】龙口水电站大坝横缝漏水化学灌浆3中国水利水电第三工程局有限公司1前言水工混凝土大坝结构缝因止水失效导致的漏水现象在处理时通常有三种工艺方法，即迎水面处理法（缝口封闭法）、背水面化学灌浆、坝顶垂直骑缝钻孔化学灌浆。三种方法中，前两种方法应用较为普遍，尤其是背水面化学灌浆法仍然是现在大量运用的主要方法。而采用垂直骑缝钻孔化学灌浆虽然在原理上是最治本最

2、耐久的方法，但限于施工工艺上的难度以及业主或设计采用该方案的谨慎态度，以至于鲜有很成功的工程实例。黄河龙口水电站近期成功运用垂直骑缝钻孔化学灌浆技术处理了大坝横缝漏水问题，其中的工艺技术值得总结。2工程问题简介黄河龙口水利枢纽工程位于黄河北干流托龙段尾部、山西省和内蒙古自治区的交界地带，坝址距上游已建的万家寨水利枢纽25.6km，下游距已建的天桥水电站约70km。枢纽工程以发电为主（河床式电站，总装机420MW），同时具有滞洪削峰等综合利用作用。大坝为混凝土重力坝，最高坝高51m，坝顶长420m，坝顶高程▽900。自左至右共分十九个坝段，其中左岸1#至10#为厂房坝

3、段，右岸11#至19#为泄洪坝段。坝段间结构缝设有两道止水，分别是上游铜止水下游橡胶止水，两道止水间距50cm。该工程于2009年5月底下闸蓄水，随着水位升高，发现厂房及基础廊道出现渗漏水现象，蓄水至▽877.5高程时,发现厂房坝段、基础廊道及▽841廊道、▽837廊道横缝处均出现严重渗漏水现象，最大漏水位于4#~5#横缝，漏水量达到174L/min。漏水除给电站辅助设备运行造成不利影响外，较大的漏水量增加了抽排水设备的负担。3漏水原因分析及方案制定3.1漏水原因分析根据渗水量及渗漏水的部位以及钻孔取芯情况可以判定漏水原因如下：(1)横缝止水出现局部破损；(2)在混

4、凝土浇筑过程中，由于止水片周围振捣不密实，沿止水片附近出现脱空现象，坝前水绕过止水渗入基础廊道及厂房内；(3)横缝附近的混凝土存在松散的蜂窝，所以横缝周围的裂缝及施工缝同时表现出渗漏水迹象。3.2处理方案漏水处理方案的制定原则是根据渗漏成因推断结果及影响建筑物运行的程度，分析处理的必要性、并制定最经济最有效的处理方案。首先可以明确的是，厂房内大量渗漏水对机电设备安全运行带来较大威胁，并在一定程度上影响混凝土建筑物使用寿命，必须尽快采取有效措施予以处理。由于水库已蓄水，冬季库区水面结冰，因此在大坝上游面处理的方案不采纳。着重考虑在坝顶骑缝钻孔化学灌浆辅以厂房内背水面化

5、学灌浆的处理方案。4坝顶骑缝钻孔化学灌浆自坝顶用地质钻机沿橡胶止水和铜止水间骑缝钻孔至坝基水平止水，孔内低压灌注3中国水利水电第三工程局有限公司弹性化学材料，该材料在孔内固化后形成一道弹性防渗止水，同时，浆液在灌浆压力作用下，沿渗漏通道扩散，填充结构缝周围不密实混凝土。灌浆材料可选用弹性聚氨酯材料。参见图4-1：3中国水利水电第三工程局有限公司图4-1坝顶骑缝钻孔布置图3中国水利水电第三工程局有限公司钻孔再造止水工艺流程为：钻孔→纠偏→洗孔→埋管→灌浆（自下而上）→结束。该方案的特点是耐久性较好，能彻底恢复止水缺陷，但前提是要求混凝土结构缝的横剖面为一条直背水面灌浆

6、斜孔结构缝排气出浆（或贴嘴灌浆）线，再者要求钻孔自始至终要骑缝（每50cm进尺观察混凝土芯样并纠偏），因此施工难度较大，国内成功的工程实例较少。本工程钻孔深度在40m至50m之间。当上述骑缝钻孔灌浆方案不能完全消除厂房内渗漏水时，可辅以背水面化学灌浆。化学灌浆可在背水面有压涌水情况下顶水作业。施工工艺流程为：钻孔或贴嘴→灌浆→观察漏水点转移情况并重新布置灌浆孔→重复灌浆过程直至处理区域无渗漏水→结束。见图4-2：3中国水利水电第三工程局有限公司图4-2背水面处理法示意图3中国水利水电第三工程局有限公司5龙口水电站大坝横缝堵漏施工情况5.1总体概况龙口水电站大坝横缝钻

7、孔化学灌浆施工自2009年10月开始，截至到2009年底,共完成六道漏水量较大的结构缝钻孔化学灌浆施工。分布在坝顶结构缝部位的六个骑缝钻孔最小孔深21m，最大孔深44m，孔径为φ168mm，部分孔因纠偏需要上部扩孔至φ220mm。单孔灌浆量在3t至5t之间，灌浆量和孔深、孔径、缝宽、漏水量、混凝土密实程度等因素均有关系。灌浆施工结束后，24h之内，大坝下游各缝面漏水现象消失，不需要再次背水面补充灌浆。整个工程施工的技术关键点在于两个方面：一是确保自始至终骑缝钻孔，二是大漏水量情况下的灌浆工艺。下面以漏水量最大的4#-5#横缝缝为例，介绍施工过程。5.2钻孔选坝顶