張家界某水電站裂縫化學灌漿處理施工方案

資料等級:張家界某水電站裂縫化學灌漿處理施工方案
發布時間:2018-12-24
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資料簡介
1、概述
張家界#水電樞紐工程位于澧水中游,湖南省張家界市慈利縣境內,壩址位于距慈利縣城15km的苗市鎮#村鎮。樞紐工程由電站廠房、河床溢流壩、斜面升船機組成,電站廠房裝3臺18MW的燈泡貫流式水輪發電機組,溢流壩設5孔12×15m、7孔12×13m的弧形鋼閘門。主體工程項目包括電站廠房、溢流壩、開關站、斜面升船機及水輪發電機及輔助設備安裝等。
#水電站廠房工程位于樞紐工程右岸,為實現2007年3月15日的截流目標,滿足電站蓄水要求,2007年2月8日對廠房已澆混凝土進行裂縫普查,新發現裂縫22條,裂縫長度2.5m~9.5m,裂縫張度0.02mm~0.2mm,所有裂縫均滲水、析鈣,裂縫具體部位、產狀見表1。
2.裂縫特征
上述裂縫多發生在孔洞、結構突變部位及構筑物中部,呈垂直裂縫,裂縫張度大多在0.2~0.5mm之間,有白色溶出物CaCO3,且有滲水,均為有害裂縫,必須進行化學灌漿處理,以滿足結構安全和運行使用要求。
3.裂縫成因分析
產生上述裂縫的成因很多,主要歸納為以下幾點:
3.1砼材料及配合比
砂石級配差,砂石中含泥量偏大,使用了反應性骨料或風化巖,有機質含量超標,且含可見泥團等雜質。一方面,由于砼原材料質量較差,導致砼極限拉伸值降低;另一方面,由于原材料級配差,含泥量偏大,導致水泥用量增大,混凝土水化熱增大,砼澆筑后由于水泥水化熱而產生的溫度內部比砼表面高,內部的熱膨脹也比表面大,砼中心將產生壓應力而表面將產生拉應力。
表1裂縫部位、產狀統計表
3.2層間間歇時間過長
由于業主資金不到位,自2005年8月~2006年2月長時期停工,停工前期已澆混凝土水化熱已基本散發,溫度基本穩定。復工后,新澆混凝土水化熱大,形成新老混凝土層間溫差,這種由于層間溫度的差異產生的應力,形成層間溫度應力。當層間混凝土溫度差大于25℃時,此時新澆砼表面抗拉強度抵擋不住這種應力,就會產生表面裂縫。
3.3砼水化熱過大
形成大體積砼溫度裂縫的原因有內部約束應力和外部約束應力兩種情況。由于前期混凝土沒有摻加粉煤灰,導致水泥用量增大,單位用水量大和摻化學外加劑,大體積砼澆筑后由于水泥水化熱而產生的溫度內部比砼表面高,內部的熱膨脹也比表面大,砼中心將產生壓應力而表面將產生拉應力。這種由于內部和表面溫度的差異產生的應力,就是內部的約束應力。當內外溫度差大于25℃時,此時表面砼抗拉強度抵擋不住這種應力,就會產生表面裂縫。當水化熱值過后,砼處于降溫階段,砼內部和表面將產生較大的溫度梯度,此時砼體積必將產生收縮變形。砼在硬化過程中,多余水份蒸發,水化物逐漸凝結硬化,也引起砼體積收縮,這兩種收縮受到下部地基或砼結構的限制,因而產生外部約束應力,呈拉應力,當拉應力超過砼的抗拉強度,則砼將出現垂直裂縫。因砼水化熱大而形成溫度應力,是產生混凝土裂縫的主要原因。 
3.4低溫不利荷載組合
2005年由于長時期停工,冬季低溫溫控措施未達到設計要求,尤其是孔洞、結構突變部位及構筑物中部,容易形成應力集中,低溫不利荷載組合是導致混凝土產生裂縫的重要原因。
4.裂縫處理
針對上述裂縫滲水、潮濕的環境,決定采用新型環氧灌漿材料進行裂縫處理。
4.1材料的選擇
4.1.1化學灌漿材料及配合比
化學灌漿材料的選擇除了各項力學指標外,還要求工藝簡單、操作方便。通過分析選擇環氧灌漿材料WEP型為灌漿材料。環氧材料配比見表2 。
表2 環氧樹脂材料配比(重量比)
4.1.2WEP型環氧樹脂漿液特點
WEP型環氧灌漿材料具有粘度小、強度高、雙組份、操作方便等優點,可以對微細的混凝土裂縫和巖基縫隙進行灌漿處理,從而達到防滲補強加固之目的。
1)粘度小,可灌性好,可以灌注0.5mm以下的裂縫;
2)和混凝土的粘結強度高,一般都大于混凝土本身的抗拉強度;
3)漿液固化后的抗壓強度和抗拉強度都很高,因此有補強作用;
4)漿液具有親水性,對潮濕基面的親和力好;
5)凝固時間可由固化劑來調節,范圍可在數10min到數10h之內;
6)操作方便,不需繁雜配制,只需按比例混合均勻即可灌漿。
4.1.3WEP型環氧樹脂漿液主要性能指標(見表3)
表3 環氧樹脂漿液主要性能指標
4.2現場試驗
根據本工程裂縫滲水、析鈣的特點,擬選擇3#機左側墻(▽72.4~▽76.0;廠左0+50、廠0+13.68)處的1#貫穿裂縫進行現場化學灌漿試驗,以調整并最終確定環氧樹脂材料配比。
4.3 化學灌漿設備
(1)鉆孔設備:進口HIL—T1電錘、日立E—38電錘。
(2)灌漿設備:HD-1型密封注漿泵,手動加壓。
(3)計量用具:天平、小量杯、溫度計。
4.4工藝流程
4.5施工工藝
4.5.1打孔 
 在滲水裂縫的兩側鉆斜孔與裂縫斜交,孔徑≥18mm,淺孔深200~250mm,方向約45°;深孔深400~450mm,方向約70°,深孔、淺孔交替置見圖1:
 

 

資料目錄
1、概述 0
2.裂縫特征 1
3.裂縫成因分析 1
3.1砼材料及配合比 1
3.2層間間歇時間過長 2
3.3砼水化熱過大 2
3.4低溫不利荷載組合 3
4.裂縫處理 3
4.1材料的選擇 3
4.1.1化學灌漿材料及配合比 3
4.1.2WEP型環氧樹脂漿液特點 4
4.1.3WEP型環氧樹脂漿液主要性能指標(見表3) 4
4.2現場試驗 5
4.3 化學灌漿設備 5
4.4工藝流程 5
4.5施工工藝 5
4.5.1打孔 5
4.5.2埋管 6
4.5.3裂縫表面處理 6
4.5.4清孔、清縫 6
4.5.5烘干與密封 7
4.5.6通風 7
4.5.7壓水試驗 7
4.5.8漿液配制 7
4.5.9灌漿 7
4.5.10孔口封堵 8
4.6特殊情況處理 8
5.灌漿過程中需注意的事項 8
6.質量檢查 9
編輯評價
可供水利工程師參考。
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