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LPL灌漿材料在三峽工程裂縫處理中的應(yīng)用
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(fù)壩體整體性要求,采取了縫內(nèi)灌漿、縫口封閉、表面防護(hù)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(shí)踐證明,灌漿處理效果較好。
1、LPL技術(shù)指標(biāo)及工作性能
1.1 LPL材料技術(shù)指標(biāo)
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(biāo)詳見表1。
1.2LPL材料工作性能
LPL材料主要工作特點(diǎn)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(xì)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(yīng)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(yīng)潮濕環(huán)境的較好作業(yè)性能;可工作時間長,使復(fù)雜裂縫的灌漿作業(yè)成為可能;比例預(yù)包裝,避免了配制稱量誤差,保障了漿材的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)的穩(wěn)定性;固化后強(qiáng)度發(fā)展較快,可使修補(bǔ)區(qū)域較早發(fā)揮作用。
2、LPL貼嘴灌漿施工
2.1 LPL灌漿設(shè)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(jìn)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(xué)灌漿的配套設(shè)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(shè)備運(yùn)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(jìn)入裂縫。
2.2施工程序
采用LPL材料灌注裂縫的工作程序?yàn)椋毫芽p檢查→基面處理→灌漿嘴(孔)施工→壓風(fēng)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(shè)計(jì)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(jìn)行詳細(xì)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(shè)1測點(diǎn),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(fēng)方法,對少數(shù)裂縫采取聲波對穿測試法予以復(fù)核。
斜孔壓風(fēng)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(jìn)行壓風(fēng)檢查,風(fēng)壓為0.25 MPa。如與縫面串通,則進(jìn)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(jìn)行清理;再次用高壓水沖洗基面,灌漿嘴粘貼點(diǎn)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(jìn)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(zhǔn),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(fēng)鉆造孔,施工方法與測深斜孔相同。
2.3.4 壓風(fēng)試氣
貼嘴施工24 h后進(jìn)行壓風(fēng)試氣。從底部開始,沿裂縫向上逐孔(嘴)進(jìn)行,風(fēng)壓0.2~0.3 MPa。試氣時,堵塞除進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn);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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行了嚴(yán)密監(jiān)測,嚴(yán)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(jì)算,裂縫有效充填深度可達(dá)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(shè)備,所以取樣檢測參照其它相關(guān)檢測方法進(jìn)行。
按設(shè)計(jì)單位及三峽工程標(biāo)準(zhǔn)TGPS的要求,裂縫處理過程中,對LPL材料共取樣8套,進(jìn)行抗拉、抗壓及彈模檢測,全部從CD-15泵機(jī)尾取樣;8套試件中除2套有異常,不作成果統(tǒng)計(jì)外,其它試件檢測成果均滿足設(shè)計(jì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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??p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(fù)壩體整體性的預(yù)期目的。
(2)“5.1”上游圍堰破堰進(jìn)水后,對裂縫范圍內(nèi)的上游廊道進(jìn)行了跟蹤檢查。大壩擋水運(yùn)行兩個月來,未發(fā)現(xiàn)裂縫區(qū)域有滲水現(xiàn)象。
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