多序复合化学灌浆在瀑布沟水电站泄洪洞混凝土裂缝处理中应用

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1、多序复合化学灌浆在瀑布沟水电站泄洪洞混凝土裂缝处理中应用　　摘要：化学灌浆一般是指由化学材料配制的浆体，通过钻孔埋设灌浆嘴，使用压力将其注入结构裂缝中，使其扩散、凝固，达到防水、堵漏、补强、加固的目的。根据裂缝的宽度和是否渗水，可采用为聚氨酯化学灌浆、多序复合化学灌浆。关键词：化学灌浆；聚氨酯化学灌浆；多序复合化学灌浆Abstract:Thechemicalgroutingisgenerallyreferstotheslurrypreparedbychemicalmaterials,throughdrillinggroutingnozzleembedd

2、ing,usingpressurewillcracktheinjectionstructure,makeitsdiffusion,coagulation,thewaterproof,plugging,reinforcement,thepurposeofreinforcement.Accordingtothecrackwidthandwhetherornot,canbeusedforpolyurethanechemicalgrouting,multiplesequencecompositechemicalgrouting.Keywords:chemica

3、lgrouting;polyurethanechemicalgrouting;multiplesequencecompositechemicalgrouting8中图分类号：TV73文献标识码：A文章编号：工程概况瀑布沟水电站泄洪洞由进口、洞身（含补气洞）、出口三部分组成。洞身段长约2024.82m，采用同一坡比i=0.058，最大泄量3418m3/s，最高流速42m/s，断面为圆拱直墙式，隧洞沿线设有掺气槽。边墙及底板采用C50硅粉混凝土衬砌，硅粉混凝土最大衬砌厚度185cm，最小衬砌厚度50cm。在2011年泄洪洞运行过水后，边墙及底板渗水裂缝较多

4、，缝面大多有钙质析出物溢出。裂缝普查在进行施工前，要首先进行对裂缝的普查，裂缝的位置、长度、类型以及裂缝的缝宽进行普查，然后确定要化学灌浆的方式。裂缝主要分布在地板，左右边墙有一部分裂缝。地板裂缝多为网状结构，边墙裂缝多集中在过流面以下。根据现场勘查，底板需要在桩号0+0.00~0+600.00处需要化学灌浆，边墙在桩号0+0.00~0+600.00过流面以下进行化学灌浆处理。3、多序复合补强化学灌浆由于裂缝为渗水裂缝且裂缝表面大多有钙质析出物，故采用多序复合化学灌浆进行处理。3.1多序复合化学灌浆原理8化学灌浆孔距布置得当，既可满足设计要求，又可减少

5、工程量，从而达到节省投资、缩短工期的目的。采用方格形布孔，通过灌浆试验确定浆液扩散半径。3.1.1方格形最优布孔方格形最优布孔见下图1：图1方格形布算图方格形布孔设计中各项技术参数的通用公式如下：(1)(2)TN(3)SNDTN(4)式中：D为孔距；L为排距；N为排数；TN为N排的有效幕厚；SN为N排帷幕的有效水平截面积；R为浆液扩散半径；α为同一排相邻圆重迭部分圆心角的半角。上述公式中R已知，N为一定情况下，D、L、TN和SN均为α角的函数。布孔最优即D大TN也大，即SNDTN。即(4)求导，令其等于0。即：4NR2(5)8从而得出α=450，将α=

6、450代入(1)~(4)式，得方格形最优布孔的各项参数为：D；L；TN；SN=2NR2，得出方格形最优布孔为正方形。3.1.2确定浆液扩散半径根据经验，假定5个浆液扩散半径R，使将要选定的浆液扩散半径位于其间。再按最优布孔，将上述各假定的R值分别代入D、L，计算其相应的孔、排距，并布置如图2，对1~16孔进行灌浆，然后在每个正方形单元的中点布置检查孔J1、J2、……J5，作压水试验，并计算W值。在W值满足设计要求的各单元中，取相应的扩散半径的最大值作为采用的浆液扩散半径。图2试验确定浆液扩散半径的方格形布孔图由此可以算聚氨酯化学灌浆浆液有效扩散半径R1

7、=24cm；NE-Ⅳ亲水性环氧浆材有效扩散半径R2=35cm。3.1.3确定多序化学灌浆有效扩散深度必须不小于砌衬厚度H，即：2R1+2R2+2R3+…+2Rn≥H(2)式中：R1、R2、R3…Rn为有效扩散半径，cm；H为混凝土砌衬厚度，cm；泄洪洞最小衬砌厚度为50cm，按(2)式计算出在最小衬砌处采用两序复合化学灌浆就可满足。8泄洪洞最大衬砌厚度为185cm时，按(2)式计算出两序复合化学灌浆不能满足了，就要采用三序或者多序复合化学灌浆。3.2施工工序3.2.1钻Ⅰ序孔沿缝钻骑缝孔或在裂缝中心线两侧5cm处钻斜孔，孔径14mm，孔距30~40cm

8、，孔深10cm，孔一定要穿过裂缝。钻孔顺序应沿着裂缝自下面上，沿着渗水量自大到小。遇到钢筋时，