构皮滩水电站下游RCC围堰爆破拆除后保留体表面处理措施

2022-11-29

构皮滩水电站下游大江围堰为碾压混凝土围堰, 共分为11个坝段, 梯形结构。由于构皮滩水电站设计采用下游围堰和二道坝相结合的方式, 因此围堰使用结束后将拆除高程442.5m以上部位, 余下部分作为二道坝的永久结构而保留。该设计在国内属于首次, 其优点是可以利用临时围堰的部分结构作为二道坝的永久挡水建筑物, 节约二道坝的修建费用, 但也给爆破拆除后的保留体表面处理带来了极大的困难。

2006年11月30日对下游RCC围堰10#、11#坝段进行试验性爆破拆除, 同年12月10日对下游RCC围堰1#～10#坝段拆除线以上部位进行整体一次性爆破拆除。由于受爆破振动和钢筋拉裂等因素的影响, 爆破后二道坝保留体顶部产生了大量的松动体和裂缝, 同时上下游面也出现了一些裂缝。为确保二道坝恢复后的稳定性和安全性, 经研究决定先对下游RCC围堰爆破拆除后所产生裂缝及坝顶新老混凝土结合面进行处理后, 再进行二道坝的恢复施工。

1 处理措施

1.1 爆破拆除后坝顶新老混凝土结合面处理

爆破拆除后坝顶新老混凝土结合面处理的原则是:一般情况下, 将破损部位松动、破碎的混凝土全部凿除至密实处, 而未破损部位将表面10cm凿除。特殊情况下, 如表面裂纹较密集的、出现爆破开裂面的或者钢筋保护层厚度不够的, 可按图1中所示进行处理 (图中L和H分别表示凿除的宽度和高度, 其中L≥50cm, H以裂纹或开裂面的最下端为准) 。施工方法:主要由人工采用风镐、撬棍和毡子等器具进行处理。

1.2 爆破拆除后所产生的裂缝处理

1.2.1 裂缝检查

检查项目包括缝宽、缝深、缝长、裂缝方向、所在部位、高程、数量、缝面是否漏水、溶出物等。

(1) 裂缝位置及长度:裂缝位置及长度采用全站仪测量并详细标示, 相对位置尽可能准确, 对裂缝两端及突变位置 (方向偏转、分叉) 增加测点。

(2) 裂缝宽度检查:裂缝宽度采用读数放大镜、塞尺进行观测, 长度小于1m的裂缝观测两点、小于2m大于1m的观测三点, 长度大于2m的观测裂缝两端, 中间等距观测, 距离不大于50cm, 裂缝位置突变部位 (方向偏转、分叉) 需进行观测。

(3) 裂缝深度检查:根据对裂缝产状和宽度进行综合分析, 认为深度较浅采用沿缝凿槽, 裂缝深度较深或深度大于表面声波测试范围的采用对穿孔声波测试。

高速水流面采取对表面损伤较小的物探检查。

对穿孔声波测试钻孔孔径大于或等于60mm, 钻孔孔深根据裂缝宽度和产状初步判断, 当测得裂缝深度大于孔深时, 适当加深。对穿孔垂直于裂缝两边布置, 距离裂缝50cm～70cm, 并在缝的一侧打一个对比孔 (每区裂缝打1个对比孔) , 先进行无缝的声波测试, 然后再进行跨缝测试。测前孔内冲洗干净, 并灌满清水。测试时探头在孔内自上而下每20cm～30cm移动一次。经过波幅的对比变化, 判定其缝深。对穿裂缝孔对数根据裂缝长度布置, 长度小于1m的裂缝在裂缝中部布置1组穿孔, 长度大于1m小于3m的裂缝布置2组, 长度大于3m的裂缝在裂缝两端头布置2组, 在两组中间等布置对穿孔, 等距距离不于1m～2m, 对裂缝位置突变 (方向偏转、分叉) 部位应增加1～2组对穿孔。

1.2.2 坝顶裂缝处理

(1) 按照类似工程经验对裂缝进行分类, 缝长L<300cm、缝宽δ<0.2mm、缝深h<30cm的裂缝化为I类;缝长300cm≤L<500cm、缝宽0.2mm≤δ<0.3mm、缝深30cm≤h<100cm的裂缝化为II类;缝长500cm≤L<700cm、缝宽0.3mm≤δ<0.5mm、缝深100cm≤h<500cm的裂缝化为III类;缝长L≥700cm、缝宽δ≥0.5mm、缝深h≥500cm的裂缝化为IV类。

(2) 根据工程经验I类裂缝可不处理。

(3) 对II、III、IV类裂缝布置限裂钢筋:针对单条裂缝, 需布置跨缝钢筋, 跨缝钢筋Φ28@20cm (垂直裂缝方向, 二级筋) , 钢筋在裂缝两侧长度225cm (结构边线附近的不受此限制) ;构造钢筋Φ16@20cm (平行裂缝方向, 二级筋) 。较多裂缝区域在坝顶布设Φ28@20cm×20cm跨缝钢筋网 (二级筋) 。

(4) 对II、III、IV类裂缝中缝宽δ>0.5mm且缝深h≥100cm的除布设限裂钢筋外, 还进行水泥灌浆处理。工艺流程:缝表面清洗—钻孔—孔口和缝面清洗—封缝—压水及通风检查—灌浆—缝口嵌填。

(5) 对不灌浆的II、III类裂缝, 除布设限裂钢筋外, 还进行缝口嵌填处理:将表面缝口凿成梯形槽 (槽深6cm, 槽外口宽10cm, 内口宽5cm) , 用环氧砂浆回填密实, 修补后, 环氧砂浆和原混凝土面齐平。

1.2.3 上下游坝面裂缝处理

(1) I类裂缝处理:表面清理后涂刷KT1水泥基渗透结晶型防水材料。

(2) 对于缝宽0.2<δ<0.5mm且缝深h≥100cm的裂缝进行化灌处理。

(3) 对于缝宽δ>0.5mm且缝深h≥100cm的裂缝进行水泥灌浆处理。工艺流程与坝顶裂缝水泥灌浆相同。

(4) 其他裂缝只作缝口处理和表面处理:对处于抗冲耐磨区的裂缝, 根据类别和所在部位的重要性, 将表面缝口凿成梯形槽 (槽深6cm, 槽外口宽10cm, 内口宽5cm) , 清洗干净后, 在槽内的混凝土表面涂刷一薄层环氧基液, 待干15min～20min后, 用环氧砂浆分层封填, 每层以小于或等于2cm;涂抹环氧砂浆时压紧压实, 抹平抹匀;涂抹最外层时要注意抹平抹光, 特别在环氧砂浆与被修补混凝土接合面处, 要反复抹压密实, 并与混凝土外表面平顺衔接;涂抹环氧砂浆时注意不使前一层环氧砂浆的表面光滑, 以增加二层之间的结合强度;修补后, 环氧砂浆和原混凝土面齐平, 并满足该部位平整度要求。对非抗冲耐磨区和非迎水面的裂缝, 按上述要求凿槽后, 用预缩水泥砂浆封填。对处于迎水面的裂缝缝口, 也需将表面缝口凿成梯形槽, 清洗干净, 采用柔性止水材料封填 (如图2所示) 。必要时在上游面补浇一层钢筋混凝土面板。