一種混凝土面板堆石壩滲漏水下封堵結構及方法與流程

本發明涉及到混凝土面板堆石壩封堵技術領域，更加具體來說是一種混凝土面板堆石壩滲漏水下封堵結構及方法。

背景技術：

大壩滲漏是水利工程病害中最為常見的一種。我國100m級面板堆石壩中約有12.5％出現嚴重滲漏，如湖南白云面板堆石壩壩高120m，最大滲漏量1240l/s；株樹橋面板壩壩高78m，最大滲漏量2500l/s。導致面板堆石壩滲漏的原因無外乎面板、止水等防滲體破壞和基礎滲漏，且前者占絕大部分。對于滲漏治理，白云面板壩和株樹橋面板采用放空水庫干地處理，取得了良好的效果，但放空水庫對效益和環境影響較大，且很多面板堆石壩無法放空水庫。三板溪面板壩面板破損導致的滲漏采用水下處理，對破損面板鑿除后澆筑水下pbm混凝土恢復面板，因大壩變形仍在繼續且水下澆筑混凝土存在新老混凝土界面處理難度極大，經過三次處理仍未徹底解決滲漏問題。

面板堆石壩面板和止水結構出現破壞往往發生在初次蓄至高水位或高水位運行一段時間后，出現滲漏后若不及時處理，墊層料內細料不斷被水流帶走滲漏會不斷惡化，威脅大壩安全。然而，多數水庫承擔各種防洪、供水、灌溉等功能，難以在短時間內放空水庫或汛期無法放水。

技術實現要素：

本發明的第一目的在于克服上述背景技術的不足之處，而提出一種混凝土面板堆石壩滲漏水下封堵方法。

本發明的技術方案通過如下措施來實施的：一種混凝土面板堆石壩滲漏水下封堵方法；它包括如下步驟；

①、水下灌注淤堵料：采用導管在縫口上灌注淤堵料，通過滲透水流將所述的淤堵料帶入到面板的下部；

②、預埋灌漿管：預埋灌漿管為直徑不小于2厘米無縫鋼制花管，所述的預埋灌漿管的長度穿過面板進入墊料層的深度為50厘米，在所述的預埋灌漿管中下部側壁設置有梅花型灌漿孔，在所述的預埋灌漿管的頂部設置有閥門，并通過灌漿軟管引至水面灌漿平臺；

③、破損裂縫找平：采用水下密封材料對縫口的表面進行封閉，對錯臺進行找平；

④、灌漿填充：對所述的墊料層進行水泥粉煤灰灌漿，然后對所述的縫口進行化學灌漿；

⑤、面板表面封閉：采用防滲蓋片將破損的區的面板整體覆蓋，相鄰的所述的防滲蓋片的兩端搭接處采用不銹鋼壓條和膨脹螺栓錨固。

在上述技術方案中：在步驟①中；水下灌注淤堵料灌注采用導管法，對于寬且吸力大的裂縫，淤堵料灌注采用反濾原則，先粗后細；對于細小的縫口可直接灌注混合的級配細料。

在上述技術方案中：在步驟②中；所述的預埋灌漿管的灌漿范圍應根據面板破損程度和下部脫空確定，所述的預埋灌漿管呈梅花型布置，所述的預埋灌漿管之間的間距和排距為1米。

在上述技術方案中：在步驟③中；所述的縫口找平材料根據縫口的寬度確定，對于寬且深的裂縫采用水下環氧砂漿進行封堵填充和找平，對于小的破損裂縫采用水下快速密封劑進行嵌縫。

在上述技術方案中：在步驟④中；所述的灌漿填充采用水泥粉煤灰混合漿液，水泥和粉煤灰按重量比1:2混合，漿液與水比為：1；所述的灌漿填充按照自流灌漿，對于吸入量大的灌漿孔可采用限量間歇灌漿。

在上述技術方案中：在步驟⑤中；在粘貼防滲蓋片前，需對粘貼基面進行水下清理，并涂刷一層水下粘接劑。

本發明的第二目的在于克服上述背景技術的不足之處，而提出一種混凝土面板堆石壩滲漏水下封堵結構。

本發明的技術方案通過如下措施來實施的：在所述的面板上有縫口，在所述的縫口上安裝有導管，所述的淤堵料沿所述的導管進入到所述的面板的下部；

預埋灌漿管穿過所述的面板進入到墊料層內，在所述的預埋灌漿管中下部設置有呈梅花型的灌漿孔，在所述的預埋灌漿管的頂部設置有閥門，所述的預埋灌漿管通過灌漿軟管引至水面灌漿平臺；在所述的面板上覆蓋有防滲蓋片，相鄰的所述的防滲蓋片的兩端搭接處通過不銹鋼壓條和膨脹螺栓配合錨固。

在上述技術方案中：相鄰的兩個面板之間的縫口和錯臺進行嵌縫和找平；所述的預埋灌漿管之間的間距和排距均為1米。

在上述技術方案中：所述的灌漿填充采用水泥粉煤灰混合漿液，水泥和粉煤灰按重量比1:2混合，漿液比為(0.5-2)：1。

本發明具有如下技術優點：1、本發明可在不降低庫水位或少降低的前提下進行施工，減少了放空水庫處理帶來的效益損失和環境影響。2、本發明對裂縫進行化學灌漿且表面粘貼防滲蓋片均能適應一定的變形。3、本方法在封堵滲漏通道的同時對面板支撐體(即是墊層料)進行加密充填處理，可有效恢復面板支撐條件，避免再次蓄水后的反復破壞。4、本發明通過實踐提出按反濾原則對滲漏通道進行淤堵，既保證了淤堵效果，又避免了淤堵料在滲漏通道內擴散太遠造成浪費；5、本發明所述工藝需潛水員水下作業，但很多工序可在水面平臺上進行施工，如淤堵料灌注、灌漿充填等僅需要潛水員配合，該方法施工方便、效率較高，可在較短時間內對滲漏通道進行封堵。

附圖說明

圖1為本發明施工水下灌注淤堵料時結構布置圖。

圖2為本發明中施工預埋灌漿管時結構示意圖。

圖3為本發明中施工破損裂縫找平時結構示意圖。

圖4為本發明中施工面板表面封閉時俯視圖。

圖5為本發明中施工面板表面封閉時的剖視圖。

圖中：導管1、縫口2、淤堵料3、面板4、預埋灌漿管5、灌漿孔5.1、閥門5.2、灌漿軟管5.3、灌漿平臺5.4、墊料層6、防滲蓋片7、不銹鋼壓條7.1、膨脹螺栓7.2、封邊劑8。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的實施情況，但它們并不構成對本發明的限定，僅作舉例而已，同時通過說明本發明的優點將變得更加清楚和容易理解。

參照圖1-5所示：本發明一種混凝土面板堆石壩滲漏水下封堵方法，其特征在于：它包括如下步驟；

①、水下灌注淤堵料：位于水面以下的錯臺裂縫或張開接縫處滲漏流速較大，且流速隨著深度增大而增大。滲漏長期作用往往會將墊層料中的細顆粒帶走，使面板4下部脫空并造成塌陷，如直接對裂縫進行封堵難度巨大且會造成脫空面板的塌陷；采用導管1在縫口2上灌注淤堵料3，通過滲透水流將所述的淤堵料3帶入到面板4的下部；起到充填面板、降低縫口流速的作用。

為下一步裂縫封閉提供條件。進一步地，淤堵料3根據錯臺裂縫寬度、縫口2流速大小確定，對于較寬、吸力較大的裂縫，淤堵料可為中石、小石、粗砂、粉細砂等；對于縫寬較小的裂縫或接縫，淤堵料可為粉細砂、粉煤灰或重晶石粉等。淤堵料灌注采用導管法，對于較寬、吸力較大裂縫，淤堵料灌注應按照反濾原則，先粗后細；對于細小裂縫，可直接灌注混合的級配細料。灌注過程中，應采用水下電視或潛水員對灌注效果進行監控，及時調整淤堵料3粒徑和級配。

②、預埋灌漿管：預埋灌漿管5為直徑不小于2厘米無縫鋼制花管，所述的預埋灌漿管5的長度穿過面板進入墊料層6的深度為50厘米，在所述的預埋灌漿管5中下部側壁設置有梅花型灌漿孔5.1，在所述的預埋灌漿管5的頂部設置有閥門5.2，并通過灌漿軟管5.3引至水面灌漿平臺5.4；

③、破損裂縫找平：對淤堵的所述的縫口2的表面進行封閉，對錯臺進行找平；嵌縫找平材料根據裂縫接縫寬度確定，對于較寬、較深的裂縫采用水下環氧砂漿細石混凝土進行封堵充填和找平；對于較小的破損裂縫采用水下快速密封劑進行嵌縫。

④、灌漿填充：對所述的墊料層6進行水泥粉煤灰灌漿，然后對所述的縫口2進行化學灌漿；水泥粉煤灰灌漿主要目的是對破損面板區下部已沖刷的墊層料進行充填，使淤堵料3和原墊層料在漿液膠結作用下更加密實，以恢復面板4的支撐條件。

化學灌漿漿液采用lw和hw水溶性聚氨酯漿材混合而成，因漿材遇水反應體積膨脹，可有效封堵面板厚度范圍內的滲漏通道。

⑤、面板表面封閉：采用防滲蓋片7將破損的區的面板4整體覆蓋，所述的防滲蓋片7的兩端搭接處采用不銹鋼壓條7.1和膨脹螺栓7.2錨固。

所述面板4表面封閉采用防滲蓋片7將破損區面板整體覆蓋，起到輔助防滲和保護作用。防滲蓋片7單寬1m，順坡向粘貼，兩條防滲蓋片7之間搭接不少于10cm，搭接處和防滲蓋片7兩端采用不銹鋼壓條7.1和膨脹螺栓7.2配合錨固。粘貼蓋片前，需對粘貼基面進行水下清理，并涂刷一層水下粘結劑。所述水下粘結劑采用hk-963水下粘結劑。

在步驟①中；水下灌注淤堵料灌注采用導管法，對于寬且吸力大的裂縫，淤堵料灌注采用反濾原則，先粗后細；對于細小的縫口2可直接灌注混合的級配細料。

在步驟②中；所述的預埋灌漿管5的灌漿范圍應根據面板4破損程度和下部脫空確定，所述的預埋灌漿管5呈梅花型布置，所述的預埋灌漿管5之間的排距為1米。

在步驟③中；所述的縫口2找平材料根據縫口2的寬度確定，對于寬且深的裂縫采用水下環氧砂漿進行封堵填充和找平，對于小的破損裂縫采用水下快速密封劑進行嵌縫。

在步驟④中；所述的灌漿填充采用水泥粉煤灰混合漿液，水泥和粉煤灰按重量比1:2混合，漿液與水比為0.5-2：1；所述的灌漿填充按照自流灌漿，按照先濃后稀的方式進行，對于吸入量大的灌漿孔可采用限量間歇灌漿。

在步驟⑤中；在粘貼防滲蓋片7前，需對粘貼基面進行水下清理，并涂刷一層水下粘接劑。

本發明一種混凝土面板堆石壩滲漏水下封堵結構，在所述的面板4上有縫口2，在所述的縫口2上安裝有導管1，所述的淤堵料3沿所述的導管1進入到所述的面板4的下部；

預埋灌漿管5穿過所述的面板4進入到墊料層6內，在所述的預埋灌漿管5中下部設置有呈梅花型的灌漿孔5.1，在所述的預埋灌漿管5的頂部設置有閥門5.2，所述的預埋灌漿管5通過灌漿軟管5.3引至水面灌漿平臺5.4；在所述的面板4上覆蓋有防滲蓋片7，所述的防滲蓋片7的兩端搭接處通過不銹鋼壓條7.1和膨脹螺栓7.2配合錨固。

相鄰的兩個面板4之間對錯臺找平(對錯臺即具有一定高度差的面板)；在所述的面板4的一側通過封邊劑8封邊，避免水和其它雜質進入面板4的內部；所述的預埋灌漿管5之間的間距和排距為1米。

所述的灌漿填充采用水泥粉煤灰混合漿液，水泥和粉煤灰按重量比1:2混合，漿液比為(0.5-2)：1。

本發明技術在各種面板堆石壩中已驗證其優越性：

i：重慶某面板堆石壩，最大壩高62m，上下游壩坡均為1:1.4。2015年12月8日壩后滲漏量突然增大，2016年汛期庫水位抬升后，大壩滲漏量持續增大，最大滲漏量381l/s。經水下檢測后發現大壩右岸33^#面板底部、周邊縫內側面板存在一條高度3～5cm的錯臺裂縫，為大壩的集中滲漏區。2016年8月中旬，采用本發明提出的水下封堵方法進行水下處理。處理期間，作業區水深約20m。

水下封堵前，首先對破損區及周圍進行清理和描述。根據錯臺裂縫高度，淤堵料選擇先灌入粗砂和粉細砂，待縫口流速降低后灌注粉煤灰和粉細砂混合料，共計灌注淤堵料15m³。然后騎縫按70cm間距預埋水泥粉煤灰灌漿管，并灌注水灰比1:1的水泥粉煤灰漿液，共計17.9m³。聚氨酯灌漿主要對錯臺裂縫和破損區內其他細小裂縫進行騎縫貼嘴灌漿，灌注聚氨酯漿液40kg。切除灌漿管后，對整個破損區進行清理，然后粘貼防滲蓋片。

經過20余天處理，壩后量水堰內滲漏量由最大381l/s降至1.7l/s。

ii、新疆某面板堆石壩，最大壩高140m，上游壩坡1:1.5，位于我國西北嚴寒地區。2015年5月底，水庫第一次蓄至高水位(距離正常蓄水位約6m)后，壩腳出現滲水，壩后估算滲漏量達1000l/s左右。經潛水員水下檢查發現大壩左岸19^#面板下部存在一處由3條錯臺裂縫組成的集中滲漏區，最大錯臺高度20cm。2016年10月上旬，采用本發明提出的水下封堵方法進行水下處理。處理期間，作業區水深35m左右。

因本項目裂縫兩側錯臺高度較大，且經鉆孔檢查發現面板下存在脫空，因此，水下灌注淤堵料采用中石-小石-粗砂-粉細砂和粉煤灰混合料的灌注方式，共計灌注淤堵料月200m³。因面板存在嚴重脫空，灌漿管在破損區及周邊范圍內按照1m間距均勻布置，共計灌注水泥粉煤灰漿液120m³、聚氨酯灌漿1200kg。粘貼防滲蓋片70m²。

經過30余天處理，壩后滲漏量明顯降低，因壩后量水堰量程較小，無準確滲漏量測量，但發電尾水邊墻排水孔出水大幅減少。