接缝灌浆技术在乌东德大坝工程的应用.pdf

2023.27 科学技术创新接缝灌浆技术在乌东德大坝工程的应用袁瑞卿（中国葛洲坝集团三峡建设有限公司，湖北 宜昌）1工程概况金沙江上的乌东德水电站被分类为等大（1）型项目，其核心建筑包括水阻隔设施、泄水设施以及供电设施等。乌东德大坝是一个混凝土的双曲形拱坝，其基座的高度为 718.00 m，坝顶高度为 988.00 m，总高达到 270 m。其顶部宽度为 11.98 m，底部宽度达到51.41 m，宽高比例为 0.19。上游弧形区域的长度为326.95 m，弧形与高度的比值为 1.211。整个大坝结构仅有横向裂缝而无纵向裂缝，总共有 15 个坝区和 14个横向裂缝。这些横向裂缝采用了弧接缝灌浆技术，总的灌浆面积约为 93 281 m2。2接缝灌浆技术简介大坝作为大型混凝土结构，在施工中为避免因温差引发的裂纹，常常采用分段施工方法。这种方式往往在坝段之间形成接缝。混凝土大块的内部与外部温度差异还可能导致坝体表层产生裂纹1。坝体中的这些接缝、裂痕以及基座的裂缝等都可能威胁到水利工程的渗透防护。弧接缝灌浆技术即通过灌注混凝土浆液填补这些裂隙，实现坝段间的连贯。3接缝灌浆施工方法3.1接缝灌浆一般要求在开始大坝的接缝灌浆施工之前，必须确保以下几个条件齐备：坝体两边的混凝土温度需要满足弧接缝灌浆技术的标准温度要求（具体见表 1）；两边的混凝土应已硬化超过 4 个月的时间；进行灌浆的区域、同冷区、中间过渡区和覆盖重载区，都应同步开始冷却降温流程，确保灌浆和同冷区的温度达标，而中间过渡区的温度应达到中期冷却的目标温度；对于高于 790 m 的灌浆部位，未进行弧接缝灌浆的坝段的外突部分通常不应超过 60 m 高；接缝的打开宽度应不小于 0.5 mm，若小于此值，则应当进行细缝处理。对于灌浆的压力：常规为 0.3 MPa，但在顶部无混凝土压重的区域则为 0.1 MPa；确保灌浆的管线系统和接缝面流通无阻，并且灌浆区域的封堵措施应完备无缺2。表 1大坝各部位接缝灌浆温度接缝灌浆温度的差值范围为-1+0.5。3.2灌浆压力在调整灌浆压力时，应以灌区顶部（即排气槽）的作者简介：袁瑞卿（1982-），男，研究生，高级工程师，从事建筑施工工作。摘要：近年来，随着地下工程建设发展规模的不断扩大和大型水利工程的不断兴起,灌浆技术在国内外得到越来越广泛的应用，对水利工程施工技术要求越来越高，接缝灌浆技术作为一种新工艺、新方法，它对水利工程坝体防渗方面发挥着及其重要的作用且还能延长水工建筑物的使用寿命。本文结合乌东德水电站大坝工程项目，针对大坝混凝土 1耀10 层接缝灌浆施工工艺特点、施工方法、施工过程控制以及特殊情况处理进行了相关介绍，旨在为后期大规模启动本工程接缝灌浆施工以及为类似提供借鉴作用。关键词：接缝灌浆；大坝；应用中图分类号院TV543文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤27-0157-04高程（m）718.0871.0 871.0934.0 934.0964.0 964.0988.0 温度（）13 14 15 16 157-科学技术创新 2023.27压力为主导，而进浆的管口（位于灌区底部）的压力则为参考值。灌区的顶端（排气槽）的灌浆压力通常为0.3 MPa，但在无混凝土重压的上部灌区，压力应调整为 0.1 MPa。根据实际施工情况，灌浆压力有时需要适度增加，但此时接缝的扩张度必须小于 0.3 mm。在整个灌浆过程中，对灌浆压力与接缝的扩张度的监控应持续严格，确保压力满足设计标准。3.3水灰比对于灌浆用的浆液，常见的水灰比有三种，分别是 2：1、1：1 以及 0.5：1，其中初始阶段通常使用 2：1的比例。当接缝的张开度超过 1 mm，并且灌浆区域无阻塞时，可以调整浆液的水灰比为 1：1 或 0.5：1。而在接缝的张开度超过 2 mm 的情况下，若进出浆的管道与排气管均畅通，并且两个排气口的出水量都超过 30 L/min，那么可以直接使用 0.5：1 的水灰比进行灌浆3。3.4变浆标准在排气管开始排浆之后，应调整浆液的水灰比至1：1；随后，当从排气管排出的浆液的水灰比趋近 1：1时，再将水灰比切换至 0.5：1，这样的比例维持到灌浆过程完毕为止。3.5管口放浆开始灌浆时，排气管需全面打开以放出浆液，其他的管道也应适时打开以放出浆液，确保高浓度的浆液迅速填充缝隙。当排气管中流出的浆液达到最高浓度时，再适当调整排气管的出浆量来管理灌浆压力，直到完成灌浆过程。4接缝灌浆过程控制4.1混凝土温控情况大坝 110 层接缝灌浆灌浆区、同冷区温度均满足接缝灌浆两侧混凝土温度要求，过渡区温度达到中期通水结束的目标温度。4.2管路畅通性检查及预灌压水在开始各层接缝灌浆施工之前，使用设计灌浆压力的 80%来对灌浆区域的系统进行综合通水测试。这种综合测试主要分为单开和封闭两种方式，其目的是确保灌浆管道和缝隙是否畅通以及灌浆区的密封状态，见表 2。在乌东德大坝的大坝接缝灌浆过程中，从 110层的灌浆区域，所有的横缝都达到了弧接缝灌浆技术表 2大坝接缝灌浆典型灌区情况普查统计（第三层灌区）进水管 回水管 总漏水率 管口 名称 工作内容 压力表高程(m)通水历时(min)单开 压力 进水率(L/min)管路 名称 关闭 压力 单开 流量 全关压力 漏水率(L/min)0.24 90 回 0.23 89 0.24 90 排1 0.23 83 缝5 进 测单开 746 33 0.24 90 排2 堵塞 0.23 5 0.24 75 回 0.26 65 0.24 75 排1 0.12 60 缝6 进 测单开 746 41 0.24 75 排2 堵塞 0.23 3.8 0.35 60 回 0.26 60 0.35 60 排1 0.26 58 缝7 进 测单开 734 37 0.35 60 排2 0.26 57 0.23 2 0.35 62 回 0.26 62 0.35 62 排1 0.26 53 缝8 进 测单开 734 33 0.35 62 排2 0.26 52 0.23 3 0.35 60 回 0.26 50 0.35 60 排1 0.26 46 缝9 进 测单开 734 31 0.35 60 排2 0.26 50 0.21 10 158-2023.27 科学技术创新的设计张开度标准。同时，灌浆的管道和缝隙都保持流通，而灌浆区的封闭也做得很完善。此外，灌区的漏水量也符合要求，即少于 15 L/min。在压力检测完成之后，对灌浆区进行了充水处理，持续时间为 24 h。在开始灌浆前，使用风和水对所有管道和缝隙进行了冲洗，直到从排气管中流出的水变得清澈。只有当水中不再有悬浮或沉淀物，并且排出了缝隙中的积水，灌浆工作才会开始。4.3灌浆施工现阶段已完成大坝 110 层横缝接缝（EL808 以下）灌浆施工，共计 65 条横缝，累计面积 26 092.01m2，110 层（EL808 以下）灌区接缝灌浆成果见表 3。4.4灌后质量检查从取芯成果（胶结密实，缝面清晰、芯样完整）及检查孔压水、孔内录像成果（漏水率为 0 L/min）看出，灌后检查各项指标均满足设计及规范要求（芯样照片见图 1）。5结论与建议通过 110 层灌区的成果观察，水泥灌浆有效地充填了已经打开的接缝，实现了预定的灌浆效果。现表 3大坝接缝灌浆 110 层（EL808 以下）灌浆成果汇总增开度（mm）单位面积耗灰量（kg/）部位 灌区缝别 灌区数（个）灌区面积（）总注入量（kg）最大值 最小值 平均值 最大值 最小值 平均值 第一层 横缝 3 1322.45 1954.3 0.12 0.02 0.07 1.63 1.33 1.48 第二层 横缝 5 1886.74 3619.55 0.12 0.02 0.06 3.77 1.58 1.92 第三层 横缝 5 2135.34 5185.27 0.15 0.09 0.11 3.09 1.62 2.43 第四层 横缝 6 2359.82 6270.62 0.13 0.01 0.07 3.59 2.13 2.66 第五层 横缝 7 2620.47 6070.38 0.1 0.04 0.07 4.76 1.39 2.32 第六层 横缝 7 2839.51 7043.2 0.21 0.03 0.12 3.22 1.72 2.48 第七层 横缝 8 3038.82 8269.56 0.135 0.02 0.081 2.97 1.85 2.39 第八层 横缝 9 3678.22 9986.43 0.12 0.04 0.085 3.25 1.70 2.30 第九层 横缝 7 2860.14 6064.42 0.16 0.04 0.07 2.65 1.71 2.11 第十层 横缝 8 3350.50 11451 0.20 0.01 0.085 4.67 2.04 3.02 合计 65 26092.01 65914.73 0.21 0.01 0.082 4.76 1.33 2.31 缝面水泥结石充填密实钻孔取芯描述图 1159-科学技术创新 2023.27有的技术要求和设计参数都是合适的，且施工过程流畅。这些经验和方法为后续的大规模施工提供了宝贵的指导。针对特殊的灌浆区域，如堵塞管道和串区，已经形成了一套具有针对性、完整和实用的处理策略。灌浆系统的检测需有专人负责，确保在混凝土施工前后都进行严格的通水检查，并在施工过程中强化对灌浆系统的维护。必须确保所有管区的止水和止浆片质量，防止其错位安装。对于任何遗失的部分，都应进行及时修复，减少串区和外泄的可能性。灌浆区的规模直接影响灌浆的质量，应避免设计过于庞大的灌浆区。重视施工过程的管理控制，并优化灌浆管道的安装和施工工艺，确保施工质量。综上所述，乌东德大坝工程的成功与接缝灌浆技术的应用密不可分。这一技术的采用不仅保障了大坝的工程质量和安全性，还在环境保护和资源可持续利用方面发挥了积极作用。我们期待在未来的水利工程项目中，继续借鉴和发展这一先进技术，以确保我们的水资源得到有效管理和保护。参考文献1王勇.浅析水利工程施工中接缝灌浆技术的应用J.黑龙江科技信，2016（34）:211.2卢圣杰.基于接缝灌浆技术在水利工程施工中的应用研究J.吉林农业，2012（8）:215.3郭建涛,王玉霞.基于接缝灌浆技术的水利工程防渗墙槽段防渗方法研究J.大众标准化,2023(16):45-47.Application of Joint Grouting Technologyin Wudongde Dam ProjectYuan Ruiqing（China Gezhouba Group Three Gorges Construction Co.,Ltd.,Yichang,China）Abstract:In recent years,with the continuous expansion of the scale of underground engineering construc-tion and the rise of large-scale water conservancy projects,grouting technology has been increasingly widelyused at home and abroad,and the requirements for water conservancy engineering construction technology arebecoming higher and higher.As a new process and method,joint grouting technology plays an important rolein the anti-seepage of water conservancy dam bodies and can also extend the service life of hydraulic build-ings.This article introduces the characteristics,construction methods,construction process control,and specialsituation handling of joint grouting construction technology for the 110 layers of dam concrete in conjunctionwith the Wudongde Hydropower Station Dam Project.The aim is to provide reference for large-scale jointgrouting construction in the later stage of this project and for similar projects.Key words:Joint grouting;Dam;application160-