万家寨引黄工程北干线1 号隧洞管片裂缝处理

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1、ｓｕｎｓｈｉｎｅ万家寨引黄工程北干线1号隧洞管片裂缝处理王从庆（水利部山西水利水电勘测设计研究院，太原030024）摘要：引黄北干线1号洞TBM施工管片在安装后产生裂缝，文中进行产生裂缝的原因进行初步分析，并且对不同的裂缝采用相应的修补措施。关键词：管片；混凝土；裂缝；修补中图分类号：TV523文献标识码：B1．工程概述山西省万家寨引黄工程以万家寨水利枢纽为取水口，将黄河水引入山西省太原、大同、朔州三个能源重化工基地。工程由总干线、北干线、南干线和联接段组成，输水线路总长451.8km。北干线1号隧洞位于山西省西北部，始于

2、偏关县下土寨分水闸，穿过黄河与海河两大水系的分水岭虎头山，终点位于朔州市中沟湾，在平鲁区马鞍山村西的中沟湾北岸坡脚处出口，洞长43.671km；大梁水库以上纵坡为1/1500，大梁水库以下纵坡1/798.53，出口段200m纵坡为1/800。为无压隧洞，设计引水流量22.2m3/s，均为明渠输水。1号隧洞全长44.041km，25km洞段TBM开挖及预制管片衬砌（桩号为北18+375.000～北43+696.042），TBM洞段为圆形断面，开挖直径为4.819m，衬砌后内径为4.14m。管片厚度25cm，六角形，四片合拼，

3、环向缝错开。我院负责桩号为北30+621.532～北43+696.042（大梁以下）的设计，承包商是中奥联营体。2．裂缝产生原因初步分析在管片安装过程中，自桩号43+155开始，在个别洞段管片出现了横向裂缝，左侧多于右侧，极个别洞段顶拱发现裂缝。截止2008年，根据承包商统计，共发现裂缝586条，其中左侧357条，右侧223条，顶拱6条。裂缝宽度大部分在0.05～0.3mm，最大达1.3mm。一片管片裂缝最多为10条。转弯洞段有，直线洞段也有；围岩差的ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ洞段有，围岩好的洞段也有，产生的裂缝无规

4、律性，但有一点可以肯定，产生裂缝的主要原因和施工有关，因为裂缝后期没有明显的发展和变化。参建各方对此极为重视，并进行专题研究，根据现场观察和初步分析，起初认为是围岩塌落引起管片局部受到拉应力所致，工程师和承包商进行了连续不断的裂缝观测并提交了应急处理方案，以应对管片出现变形时的紧急情况。裂缝是在管片被辅助油缸推出护盾时就产生了，在随后的管片安装过程中，发现每次出现裂缝是在管片被辅助油缸推动的过程中，经过承包商对辅助油缸的检查，发现由于辅助油缸上一个阀门的损坏造成管片在安装过程中受力不均衡导致了管片中部开裂。该阀门维修后，以

5、上问题得到了解决。预防措施：管片生产中加强养护；加强安装操作手的培训，确保安装中尽量少碰撞挤压；围岩条件不好处，要超前处理并用重型管片；平时加强辅助油缸的维修。3．裂缝处理办法管片安装中部分产生了裂缝，原因如上述为设备故障及施工操作问题。依据裂缝状况，采用“裂缝修补施工方法”中的处理办法，在管片裂缝修补试验阶段，经过三次试验，并取得了经验。根据裂缝修补三次试验成果总结及分析，目前将裂缝分为三类进行处理。3.1裂缝宽度大于等于0.15mm的干燥缝处理裂缝宽度大于等于0.15mm的干燥缝用“工程师®AB-1”，灌浆树脂胶灌注处

6、理。AB-1树脂相关性能见表1表1工程师®AB-1树脂性能型号AB-1类型环氧型粘度/(cps/20℃)60～100抗压强度/MPa≥50拉伸强度/MPa＞20粘接强度/MPa＞3.0延伸率/%8可灌裂缝宽度/mm＞0.05特点、使用性优先用于混凝土裂缝，低粘度，高强度，干燥环境用ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ3.2裂缝宽度小于0.15mm的干燥缝处理裂缝宽度小于0.15mm的干燥缝，用工程师®A6微细裂缝封闭膏处理。工程师®A6微细裂缝封闭膏为双组份灰色膏状胶，采用最新的Lop树脂合金体系，特别针对混凝土微细裂缝的封闭

7、及表面缺损的修补而研制，具有极强粘接力和韧性，刚柔结合，有效防止水汽、化学物质和二氧化碳的浸入，并防止开裂混凝土结构的进一步损坏，提高建筑物的耐久性。该封闭膏适用于混凝土表面龟裂的封闭、小于0.1mm混凝土微细裂缝封闭、宽裂缝开槽嵌填及混凝土蜂窝麻面修补。其主要特点是：与混凝土同色，修补效果好；与混凝土有极强的粘接力，功效持久；简单方便，价格便宜；优良的防水、防腐功能，特性见表2。表2工程师®A6微细裂缝封闭膏性能项   目测试结果抗压强度/MPa＞60粘接强度/MPa（与混凝土）＞2.5（混凝土破坏）剪切粘接/MPa（铁

8、与铁）＞10比重/（g/cm3）1.6主要用法有两种：①表面封闭法。用腻子刀或刮板将配好的材料涂刮于裂缝表面，抹平压实，抹平一层1～2mm,干燥时间24h，达到最终强度为44d。用量：1.6kg/m2(涂刮厚度1.0mm);0.2kg/延米（涂刮厚度2mm，宽度5～10mm）。②开槽封闭法。沿裂缝长度方