LPL灌漿材料在三峽工程裂縫處理中的應用

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三峽二期工程混凝土裂縫由諸多綜合因素造成，屬于由表面向淺層發(fā)展的溫度裂縫。裂縫處理以防滲為主要目的，并兼顧恢復壩體整體性要求，采取了縫內(nèi)灌漿、縫口封閉、表面防護等綜合處理措施。縫內(nèi)灌漿經(jīng)材料對比選擇，選用了環(huán)氧類漿材LPL，施工中，配套使用CD-15型灌漿泵，采用貼嘴灌漿新技術(shù)。實踐證明，灌漿處理效果較好。 
    1、LPL技術(shù)指標及工作性能 
    1.1 LPL材料技術(shù)指標 
    LPL是雙組分、無溶劑、低粘度、親水型環(huán)氧樹脂材料，A、B組份均為稀狀液體，A組份無色，B組份琥珀色；A、B組份配制比例為1.35∶1（體積比），混合后比重為1.05~1.09 kg/L。其主要技術(shù)指標詳見表1。
    1.2LPL材料工作性能 
    LPL材料主要工作特點為：低粘度，可通過注射式灌入裂縫，適用于影響混凝土結(jié)構(gòu)整體性與水致密性的細微裂縫及冷接縫等孔隙的灌漿處理；高彈性模量，可有效吸收接縫界面處的不利應力；高熱變性能，可以使其在較高的環(huán)境溫度下抗徐變；親水性，體現(xiàn)了適應潮濕環(huán)境的較好作業(yè)性能；可工作時間長，使復雜裂縫的灌漿作業(yè)成為可能；比例預包裝，避免了配制稱量誤差，保障了漿材的各項力學性能指標的穩(wěn)定性；固化后強度發(fā)展較快，可使修補區(qū)域較早發(fā)揮作用。 
    2、LPL貼嘴灌漿施工 
    2.1  LPL灌漿設備 
    LPL材料采用CD-15型自動穩(wěn)壓灌漿泵（工作原理見圖1）進行灌注。CD-15型自動穩(wěn)壓灌漿泵是用于雙組份環(huán)氧樹脂化學灌漿的配套設備，其系統(tǒng)工作原理是：將A、B兩種組份分別適量儲于供漿罐中，設備運行時，兩種組份材料通過壓縮空氣送入CD-15配比箱內(nèi)，并在配比箱內(nèi)完成定量配比后，通過空氣單向流動控制裝置，由定量活塞泵壓入混和器，充分完成混合后的LPL材料由輸出端進入裂縫。 
    2.2施工程序 
    采用LPL材料灌注裂縫的工作程序為：裂縫檢查→基面處理→灌漿嘴（孔）施工→壓風試氣→裂縫灌漿。 
    2.3各工序施工方法 
    2.3.1裂縫檢查 
    按照設計要求，對寬度δ<0.3 mm以及寬度δ≥0.3 mm但深度h<100 cm的裂縫，僅采用騎縫灌漿嘴灌漿；對寬度δ≥0.3 mm，且深度h≥100 cm的裂縫，采用騎縫灌漿嘴和灌漿斜孔聯(lián)合灌漿。因此，裂縫處理前，需對裂縫寬度、深度進行詳細檢查，以確定灌漿處理方法。 
    裂縫寬度用讀數(shù)放大鏡量測（精度0.01 mm），一般每m設1測點，其讀數(shù)最大值即為裂縫寬度。 
    裂縫深度主要采用斜孔壓風方法，對少數(shù)裂縫采取聲波對穿測試法予以復核。 
    斜孔壓風檢查方法：選擇在裂縫最寬處布置1組斜孔（左右兩側(cè)各1孔），每組斜孔按穿縫處的垂直深度1 m、2 m、3 m逐級布置。相鄰斜孔豎向間距1 m，穿縫深度不小于50 cm。先施工垂直深度1 m的斜孔，進行壓風檢查，風壓為0.25 MPa。如與縫面串通，則進行2 m斜孔施工，……，如此類推，直至斜孔不再與縫面串通為止。由此確定的斜孔垂直深度最大值，即為裂縫深度。 
    2.3.2基面處理 
    將裂縫兩側(cè)5 cm打磨平整，用高壓水將基面沖洗干凈，然后觀察裂縫縫口狀況；將漿皮和碎渣清除，用刀片挑開縫口進行清理；再次用高壓水沖洗基面，灌漿嘴粘貼點采用丙酮或甲苯擦洗干凈，待基面完全干燥后，即可開始貼嘴施工。 
    2.3.3灌漿嘴（孔）施工 
    灌漿嘴（孔）施工包括騎縫灌漿嘴施工與灌漿斜孔施工。 
    （1）騎縫灌漿嘴施工貼嘴材料采用1438環(huán)氧膠泥，自下而上進行施工。先將灌漿嘴底板滿涂1438膠泥，用鐵絲對穿嘴上銅管，將鐵絲一端插入縫口，使嘴管與縫口對準，再將灌漿嘴底板與混凝土基面貼合，徐徐抽出鐵絲。貼嘴2～3 h后，用1438環(huán)氧膠泥沿裂縫封閉縫口，膠泥厚度2～5 mm。 
    （2）灌漿斜孔施工 若縫深在1 m以內(nèi)，不需造灌漿斜孔；若縫深在1～2 m間，只需造垂直孔深1 m的灌漿斜孔；若縫深在2～3 m間，則需造垂直孔深為1 m和2 m的兩級灌漿斜孔……如此類推。灌漿斜孔按每孔灌漿面積0.5～1.0 m2布置，用?46 mm手風鉆造孔，施工方法與測深斜孔相同。 
    2.3.4 壓風試氣 
    貼嘴施工24 h后進行壓風試氣。從底部開始，沿裂縫向上逐孔（嘴）進行，風壓0.2～0.3 MPa。試氣時，堵塞除進氣嘴以外的其余灌漿嘴，用肥皂水或洗滌劑水滿刷封閉裂縫表面，如有漏氣冒泡現(xiàn)象，需對漏氣部位重新進行封閉。 
    2.3.5裂縫灌漿 
    為確保灌漿處理效果，裂縫灌漿在12~2月份低溫季節(jié)進行，此時段裂縫張開度最大，漿液可最大限度地充填縫面。 
    豎向縫一般采用5個支管并灌，水平縫一般采用10個支管并灌。灌漿時，先從豎向縫底端開始跳嘴灌注，然后自下而上逐孔輪換推進；遇到水平縫時，改從水平縫兩端向中間逐孔灌注；遇到灌漿斜孔時，改從斜孔進漿灌注。豎向縫單嘴灌注時間不少于30 min，水平縫單嘴灌注時間不少于20 min。灌漿結(jié)束標準為灌至不吸漿后，繼續(xù)屏漿30 min結(jié)束。灌漿過程中還跨縫布置千分表，對混凝土變形進行了嚴密監(jiān)測，嚴格控制裂縫增開度不大于100 μm。 
    2.4 灌漿施工情況 
    三峽二期工程裂縫灌漿從1月7日開始施工，至3月12日全部結(jié)束，基本滿足了在低溫季節(jié)灌漿的施工要求。裂縫灌漿平均單耗約為470 ml/m，按單條裂縫平均寬度0.4 mm計算，裂縫有效充填深度可達1.2 m左右。 
    3、LPL材料檢測及灌漿效果檢查 
    3.1LPL材料檢測 
    LPL環(huán)氧類化灌材料，檢測工作無規(guī)范遵循，也無配套的檢測設備，所以取樣檢測參照其它相關(guān)檢測方法進行。 
    按設計單位及三峽工程標準TGPS的要求，裂縫處理過程中，對LPL材料共取樣8套，進行抗拉、抗壓及彈模檢測，全部從CD-15泵機尾取樣；8套試件中除2套有異常，不作成果統(tǒng)計外，其它試件檢測成果均滿足設計技術(shù)要求。 
    3.2 LPL材料灌漿效果檢查 
    3.2.1灌漿效果取芯檢查 
    灌漿結(jié)束3 d后，分別選取部分典型部位進行了取芯檢查。取芯孔孔徑100 mm，孔深35 cm左右。共鉆取芯樣20余孔，所取芯樣光滑完整，裂縫內(nèi)漿液充填良好。并進行灌前與灌后對比，在泄21#壩段對未灌漿的裂縫鉆取了一個芯樣，該芯樣剛?cè)〕鰰r完整，移動過程裂開。 
    3.2.2裂縫灌后聲波檢測 
    為檢查LPL材料的裂縫深層灌漿效果，進行了灌前與灌后聲波對比檢測（表2），檢測結(jié)果表明，縫口至縫深1.0 m左右，灌后聲波波幅顯著提高，灌漿效果明顯。縫深超過1.0 m后，灌后聲波波幅逐步遞減，但仍有一定灌漿效果。 
    3.3 檢測結(jié)論 
    （1）三峽二期工程壩面淺層裂縫采用LPL灌漿后，經(jīng)灌后取芯檢查和灌前灌后聲波對比檢測，灌漿效果十分顯著，起到了充填裂縫、恢復壩體整體性的預期目的。 
    （2）“5.1”上游圍堰破堰進水后，對裂縫范圍內(nèi)的上游廊道進行了跟蹤檢查。大壩擋水運行兩個月來，未發(fā)現(xiàn)裂縫區(qū)域有滲水現(xiàn)象。