LPL灌浆材料在三峡工程裂缝处理中的应用

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

三峡二期工程混凝土裂缝由诸多综合因素造成，属于由表面向浅层发展的温度裂缝。裂缝处理以防渗为主要目的，并兼顾恢复坝体整体性要求，采取了缝内灌浆、缝口封闭、表面防护等综合处理措施。缝内灌浆经材料对比选择，选用了环氧类浆材LPL，施工中，配套使用CD-15型灌浆泵，采用贴嘴灌浆新技术。实践证明，灌浆处理效果较好。 
    1、LPL技术指标及工作性能 
    1.1 LPL材料技术指标 
    LPL是双组分、无溶剂、低粘度、亲水型环氧树脂材料，A、B组份均为稀状液体，A组份无色，B组份琥珀色；A、B组份配制比例为1.35∶1（体积比），混合后比重为1.05~1.09 kg/L。其主要技术指标详见表1。
    1.2LPL材料工作性能 
    LPL材料主要工作特点为：低粘度，可通过注射式灌入裂缝，适用于影响混凝土结构整体性与水致密性的细微裂缝及冷接缝等孔隙的灌浆处理；高弹性模量，可有效吸收接缝界面处的不利应力；高热变性能，可以使其在较高的环境温度下抗徐变；亲水性，体现了适应潮湿环境的较好作业性能；可工作时间长，使复杂裂缝的灌浆作业成为可能；比例预包装，避免了配制称量误差，保障了浆材的各项力学性能指标的稳定性；固化后强度发展较快，可使修补区域较早发挥作用。 
    2、LPL贴嘴灌浆施工 
    2.1  LPL灌浆设备 
    LPL材料采用CD-15型自动稳压灌浆泵（工作原理见图1）进行灌注。CD-15型自动稳压灌浆泵是用于双组份环氧树脂化学灌浆的配套设备，其系统工作原理是：将A、B两种组份分别适量储于供浆罐中，设备运行时，两种组份材料通过压缩空气送入CD-15配比箱内，并在配比箱内完成定量配比后，通过空气单向流动控制装置，由定量活塞泵压入混和器，充分完成混合后的LPL材料由输出端进入裂缝。 
    2.2施工程序 
    采用LPL材料灌注裂缝的工作程序为：裂缝检查→基面处理→灌浆嘴（孔）施工→压风试气→裂缝灌浆。 
    2.3各工序施工方法 
    2.3.1裂缝检查 
    按照设计要求，对宽度δ<0.3 mm以及宽度δ≥0.3 mm但深度h<100 cm的裂缝，仅采用骑缝灌浆嘴灌浆；对宽度δ≥0.3 mm，且深度h≥100 cm的裂缝，采用骑缝灌浆嘴和灌浆斜孔联合灌浆。因此，裂缝处理前，需对裂缝宽度、深度进行详细检查，以确定灌浆处理方法。 
    裂缝宽度用读数放大镜量测（精度0.01 mm），一般每m设1测点，其读数最大值即为裂缝宽度。 
    裂缝深度主要采用斜孔压风方法，对少数裂缝采取声波对穿测试法予以复核。 
    斜孔压风检查方法：选择在裂缝最宽处布置1组斜孔（左右两侧各1孔），每组斜孔按穿缝处的垂直深度1 m、2 m、3 m逐级布置。相邻斜孔竖向间距1 m，穿缝深度不小于50 cm。先施工垂直深度1 m的斜孔，进行压风检查，风压为0.25 MPa。如与缝面串通，则进行2 m斜孔施工，……，如此类推，直至斜孔不再与缝面串通为止。由此确定的斜孔垂直深度最大值，即为裂缝深度。 
    2.3.2基面处理 
    将裂缝两侧5 cm打磨平整，用高压水将基面冲洗干净，然后观察裂缝缝口状况；将浆皮和碎渣清除，用刀片挑开缝口进行清理；再次用高压水冲洗基面，灌浆嘴粘贴点采用丙酮或甲苯擦洗干净，待基面完全干燥后，即可开始贴嘴施工。 
    2.3.3灌浆嘴（孔）施工 
    灌浆嘴（孔）施工包括骑缝灌浆嘴施工与灌浆斜孔施工。 
    （1）骑缝灌浆嘴施工贴嘴材料采用1438环氧胶泥，自下而上进行施工。先将灌浆嘴底板满涂1438胶泥，用铁丝对穿嘴上铜管，将铁丝一端插入缝口，使嘴管与缝口对准，再将灌浆嘴底板与混凝土基面贴合，徐徐抽出铁丝。贴嘴2～3 h后，用1438环氧胶泥沿裂缝封闭缝口，胶泥厚度2～5 mm。 
    （2）灌浆斜孔施工 若缝深在1 m以内，不需造灌浆斜孔；若缝深在1～2 m间，只需造垂直孔深1 m的灌浆斜孔；若缝深在2～3 m间，则需造垂直孔深为1 m和2 m的两级灌浆斜孔……如此类推。灌浆斜孔按每孔灌浆面积0.5～1.0 m2布置，用?46 mm手风钻造孔，施工方法与测深斜孔相同。 
    2.3.4 压风试气 
    贴嘴施工24 h后进行压风试气。从底部开始，沿裂缝向上逐孔（嘴）进行，风压0.2～0.3 MPa。试气时，堵塞除进气嘴以外的其余灌浆嘴，用肥皂水或洗涤剂水满刷封闭裂缝表面，如有漏气冒泡现象，需对漏气部位重新进行封闭。 
    2.3.5裂缝灌浆 
    为确保灌浆处理效果，裂缝灌浆在12~2月份低温季节进行，此时段裂缝张开度最大，浆液可最大限度地充填缝面。 
    竖向缝一般采用5个支管并灌，水平缝一般采用10个支管并灌。灌浆时，先从竖向缝底端开始跳嘴灌注，然后自下而上逐孔轮换推进；遇到水平缝时，改从水平缝两端向中间逐孔灌注；遇到灌浆斜孔时，改从斜孔进浆灌注。竖向缝单嘴灌注时间不少于30 min，水平缝单嘴灌注时间不少于20 min。灌浆结束标准为灌至不吸浆后，继续屏浆30 min结束。灌浆过程中还跨缝布置千分表，对混凝土变形进行了严密监测，严格控制裂缝增开度不大于100 μm。 
    2.4 灌浆施工情况 
    三峡二期工程裂缝灌浆从1月7日开始施工，至3月12日全部结束，基本满足了在低温季节灌浆的施工要求。裂缝灌浆平均单耗约为470 ml/m，按单条裂缝平均宽度0.4 mm计算，裂缝有效充填深度可达1.2 m左右。 
    3、LPL材料检测及灌浆效果检查 
    3.1LPL材料检测 
    LPL环氧类化灌材料，检测工作无规范遵循，也无配套的检测设备，所以取样检测参照其它相关检测方法进行。 
    按设计单位及三峡工程标准TGPS的要求，裂缝处理过程中，对LPL材料共取样8套，进行抗拉、抗压及弹模检测，全部从CD-15泵机尾取样；8套试件中除2套有异常，不作成果统计外，其它试件检测成果均满足设计技术要求。 
    3.2 LPL材料灌浆效果检查 
    3.2.1灌浆效果取芯检查 
    灌浆结束3 d后，分别选取部分典型部位进行了取芯检查。取芯孔孔径100 mm，孔深35 cm左右。共钻取芯样20余孔，所取芯样光滑完整，裂缝内浆液充填良好。并进行灌前与灌后对比，在泄21#坝段对未灌浆的裂缝钻取了一个芯样，该芯样刚取出时完整，移动过程裂开。 
    3.2.2裂缝灌后声波检测 
    为检查LPL材料的裂缝深层灌浆效果，进行了灌前与灌后声波对比检测（表2），检测结果表明，缝口至缝深1.0 m左右，灌后声波波幅显著提高，灌浆效果明显。缝深超过1.0 m后，灌后声波波幅逐步递减，但仍有一定灌浆效果。 
    3.3 检测结论 
    （1）三峡二期工程坝面浅层裂缝采用LPL灌浆后，经灌后取芯检查和灌前灌后声波对比检测，灌浆效果十分显著，起到了充填裂缝、恢复坝体整体性的预期目的。 
    （2）“5.1”上游围堰破堰进水后，对裂缝范围内的上游廊道进行了跟踪检查。大坝挡水运行两个月来，未发现裂缝区域有渗水现象。