5 滲漏處理
5.3.1 滲漏處理的基本原則是“上截下排”，以截為主，以排為輔。在制定處理措施時，要根據(jù)滲漏的部位、危害程度以及處理條件等實際情況而定。
1、對于建筑物本身滲漏的處理，凡有條件的，應(yīng)盡量在迎水面堵截。這樣既可直接堵漏，又可以防止建筑物本身的溶蝕，降低滲透壓力，有利于建筑物的穩(wěn)定。對于某些在迎水面封堵有困難且滲漏水在建筑物體內(nèi)不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的，如隧洞、涵管、廊道及地下廠房等，可在背水面堵截，減少或消除漏水以改善混凝土工作環(huán)境。
2、對于基礎(chǔ)滲漏的處理，以截為主，以排為輔。由于排水雖可降低基礎(chǔ)揚壓力，但會增加滲漏量，甚至引起滲透變形，故需慎重對待。
3、對于繞壩滲漏的處理，應(yīng)盡量采取封堵的措施，以減少庫水量損失，防止?jié)B透變形，在封堵后仍有漏水時，也可增設(shè)排水的措施。
5.6.3 噴射泥凝土施工方法有干式、濕式、半濕式三種。干式是水與干拌材料在噴嘴處混合；濕式是把水和全部原材料一起拌勻后送到噴嘴；半濕式是在噴嘴之前數(shù)米處供壓力水的施工法。
表5.6.3 干噴與濕噴法技術(shù)性能比較
三種噴混凝土方法比較，在強度、粉塵量、噴出量等方面，濕噴法有利；在管路長度、所需的空間等方面，則是干式施工法有利。
濕噴法與干噴法的技術(shù)參數(shù)，列表5.6.3。
5.6.4 瀝青混凝土澆筑防滲面板，其防滲效果好，適應(yīng)壩體的變形能力強，自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和耐久。瀝青混凝土面板裂縫有自愈能力，運用安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，工程量小，施工速度快，且能在低溫季節(jié)施工。
當(dāng)混凝土大壩上游面裂縫較多，分布范圍大時，可采用澆筑瀝青混凝土防滲層來處理裂縫。例如，恒仁大壩由于施工質(zhì)量差、強度低及東北地區(qū)溫差較大等影響，產(chǎn)生許多裂縫，水庫蓄水前就發(fā)現(xiàn)2084條裂縫，后來決定對大壩上游面288.3～306.3m高程裂縫采用澆筑10cm厚瀝青混凝土防滲層處理，外設(shè)6cm厚預(yù)制混凝土保護(hù)板兼施工模板。
5.7.6 補灌瀝青，指大壩瀝青井滲漏的處理。瀝青井加熱方法，劉家峽大壩采用電加熱法和丹江口大壩采用的蒸汽加熱法，效果都很好。
5.8.3 壩體兩端連接的岸坡存在下列情況時，可能出現(xiàn)繞壩滲漏，威脅壩體安全：①條形山脊，山體單薄，在蓄水位以下存在透水夾層，坡積覆蓋層未曾清除，也未作處理；⑨山體地質(zhì)條件差，巖石破碎，節(jié)理發(fā)育，滲水量大，山體存有巖溶，井泉或生物洞穴等；②壩端接頭防滲措施不完善，未做防滲帷幕或施工質(zhì)量差，以及施工取土破壞了壩端上游天然覆蓋土層等。
繞壩滲漏的處理主要是加強或增設(shè)岸坡上游防滲體(包括垂直防滲和水平防滲)，切斷繞滲通道，下游可根據(jù)需要補做或增設(shè)反濾排水措施。當(dāng)壩端山體巖石破碎，可采用岸坡粘土貼坡防滲，貼坡范圍應(yīng)擴大到壩端滲水可能影響的范圍，也可在壩端山體上游大量拋土截滲。當(dāng)山體單薄巖石破碎時，可采用水泥灌漿作帷幕，岸坡節(jié)理裂縫發(fā)育，可考慮用化學(xué)材料灌漿。當(dāng)壩端山包有石灰?guī)r溶洞時，應(yīng)首先設(shè)法堵洞，然后再作防滲處理。在岸坡壩端下游出逸點以下，應(yīng)做好導(dǎo)滲排水措施。
6 剝蝕修補及處理
6.1.4 摻用引氣劑增加混凝土的含氣量，改善氣泡參數(shù)是提高水泥混凝土及砂漿抗?jié){凍性能的最有效途徑。摻用減水劑，特別是摻用高效減水劑，降低溫凝土水灰比，也能提高溫凝土抗凍性。
摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰能改善混凝土和易性、抗?jié)B性和抗裂性、降低干縮。同時摻用減水劑和引氣劑，控制粉煤灰摻量在20%以下，也可配制出F300的抗凍混凝土。
6.2.4 在有氯離子的環(huán)境中，為了防止鋼筋銹蝕，水泥混凝土及砂漿中必須摻用鋼筋阻銹劑，而聚合物水泥混凝土及砂漿和硅粉混凝土及砂漿的密實性好、抗?jié)B等級高，氯離子不易侵人，因此只提“也可摻用阻銹劑”。
6.3.4推移質(zhì)以滑動、滾動及跳動的方式在建筑物過水面上運動，除具有懸移質(zhì)的摩擦及切削作用外，還有沖砸作用。因此修補推移質(zhì)磨損破壞應(yīng)選用沖擊韌性好的耐磨材料。抗磨蝕鐵礦石骨料的沖擊韌性和耐磨性比普通鐵礦石和石英巖高，見表6.3.4-1。用上述三種骨料配制的硅粉混凝土的抗沖磨強度試驗成果見表6.3.4-2。其中抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土的抗沖磨強度最高。因此，宜選用抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土作為推移質(zhì)磨損破壞的修補材料。
表6.3.4-1 三種量料巖石性能試驗
表6.3.4-2 三種骨料硅粉混凝土對比試驗
注：表中普通鐵礦石為新疆八一鋼廠鐵礦石。
選用高強硅粉混凝土及砂漿、高強硅粉鑄石混凝土及砂漿以及鑄石板等修補懸移質(zhì)磨損破壞，在實際修補工程中用得較多。高強硅粉混凝土及砂漿，在三門峽大壩泄洪底孔、葛洲壩二江泄水閘、潘家口大壩溢流面反弧段、大伙房水庫輸水洞出口消能塘等磨損破壞修補工程中都得到應(yīng)用。
選用高強硅粉混凝土及砂漿、高強抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土及砂漿、鋼軌嵌高強混凝土等修補推移質(zhì)磨損破壞，在實際修補工程中應(yīng)用較多。高強硅粉混凝土及砂漿在四川漁子溪二級水電站排砂洞、映秀灣水電站攔砂閘等推移質(zhì)磨損破壞修補工程中應(yīng)用；高強抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土在新疆三屯河水庫泄洪排砂洞推移質(zhì)沖磨破壞修補工程中應(yīng)用；鋼軌嵌填高強混凝土在四川石棉二級電站沖砂閘和漁子溪二級水電站排砂洞推移質(zhì)磨損破壞修復(fù)工程中應(yīng)用，效果均良好。
摻硅粉能明顯提高混凝土抗空蝕能力，如果同時摻鋼纖維和硅粉，則效果更為顯著，三種混凝土的抗空蝕性能比較試驗成果見表6.3.4-3。
表6.3.4-3 抗空蝕性能比較試驗
從上表可看出，修補空蝕破壞宜選用高強鋼纖維硅粉混凝土。
6.4.2 過選用與基底材料彈性模量、線脹系數(shù)相近的修補材料，主要考慮了修補材料與基底材料間變形的相互協(xié)調(diào)性。如果修補材料的線脹系數(shù)比基底材料大(如環(huán)氧樹脂類)，那么在等溫差作用下，修補材料的變形將會大于基底材料，導(dǎo)致結(jié)合面產(chǎn)生剪應(yīng)力，造成修補材料鼓起脫落。
7 水下修補
7.2.1 鋼圍堰在三門峽大壩泄洪底孔進(jìn)口修補中已成功應(yīng)用。
7.2.2 沉柜作為靜水條件下水下專用檢修工具，具有壓氣排水、柜體穩(wěn)定、無水環(huán)境下檢查直觀、修補方便等特點。在江蘇省萬福閘、葛洲壩二江泄水閘等工程修補中已成功應(yīng)用。
7.3.5 水下鉆孔要求供氣壓力比水上作業(yè)大，即供氣壓力應(yīng)大于或等于風(fēng)鉆所需正常工作壓力、鉆孔處靜水壓力、風(fēng)壓的沿程損失和局部損失的總和。因此，應(yīng)盡量縮短風(fēng)管長度，以降低風(fēng)壓損失。
7.3.9 水下灌漿技術(shù)運用于修補水下裂縫工程，如丹江口混凝土壩迎水面水平滲水裂縫處理，采用錨固橡膠板結(jié)合灌注聚氨酯漿材，效果良好。
7.4.1 水下混凝土澆筑是在水上拌制，在水環(huán)境中澆筑和硬化。根據(jù)澆筑中隔離環(huán)境水影響的技術(shù)措施，水下澆筑混凝土方法分為導(dǎo)管法、泵壓法、傾注法、開底容器法等。其中導(dǎo)管法，通過不透水的金屬導(dǎo)管澆筑水下混凝土，具有質(zhì)量高、整體性好、澆筑速度快、不受水深和倉面大小的限制，是應(yīng)用最廣泛的水下混凝土澆筑方法。
5.3.1 滲漏處理的基本原則是“上截下排”，以截為主，以排為輔。在制定處理措施時，要根據(jù)滲漏的部位、危害程度以及處理條件等實際情況而定。
1、對于建筑物本身滲漏的處理，凡有條件的，應(yīng)盡量在迎水面堵截。這樣既可直接堵漏，又可以防止建筑物本身的溶蝕，降低滲透壓力，有利于建筑物的穩(wěn)定。對于某些在迎水面封堵有困難且滲漏水在建筑物體內(nèi)不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的，如隧洞、涵管、廊道及地下廠房等，可在背水面堵截，減少或消除漏水以改善混凝土工作環(huán)境。
2、對于基礎(chǔ)滲漏的處理，以截為主，以排為輔。由于排水雖可降低基礎(chǔ)揚壓力，但會增加滲漏量，甚至引起滲透變形，故需慎重對待。
3、對于繞壩滲漏的處理，應(yīng)盡量采取封堵的措施，以減少庫水量損失，防止?jié)B透變形，在封堵后仍有漏水時，也可增設(shè)排水的措施。
5.6.3 噴射泥凝土施工方法有干式、濕式、半濕式三種。干式是水與干拌材料在噴嘴處混合；濕式是把水和全部原材料一起拌勻后送到噴嘴；半濕式是在噴嘴之前數(shù)米處供壓力水的施工法。
表5.6.3 干噴與濕噴法技術(shù)性能比較
|
指標(biāo) |
干噴法 |
濕噴法(風(fēng)動型) |
濕噴法(泵送型) |
|
機械設(shè)備 |
簡單 |
較簡單 |
較復(fù)雜 |
|
粉塵濃度 |
較大，一般>50mg/m3 |
可降低50%～80% |
可降低80%以上 |
|
耗風(fēng)景 |
較大 |
可降低50%左右 |
可降低50%以上 |
|
回彈率 |
較大，20%～40% |
可降低至10%左右 |
可降低至5%～10%以下 |
|
水灰比 |
0.4～0.5 |
0.5～0.55 |
0.55+塑化劑 |
|
壓送距離 |
長，200～300m |
短 |
短 |
|
設(shè)備情況 |
容易 |
困難、中途不用停歇 |
困難、中途不用停歇 |
|
噴泉混凝土抗壓強度 |
較低，一般15～25MPa |
提高約50% |
提高約30%～50% |
|
水泥用量(kg/m3) |
400 |
450～480 |
480～560 |
|
混凝土坍落度(cm) |
5～7 |
8～10 |
10～12 |
三種噴混凝土方法比較，在強度、粉塵量、噴出量等方面，濕噴法有利；在管路長度、所需的空間等方面，則是干式施工法有利。
濕噴法與干噴法的技術(shù)參數(shù)，列表5.6.3。
5.6.4 瀝青混凝土澆筑防滲面板，其防滲效果好，適應(yīng)壩體的變形能力強，自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和耐久。瀝青混凝土面板裂縫有自愈能力，運用安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，工程量小，施工速度快，且能在低溫季節(jié)施工。
當(dāng)混凝土大壩上游面裂縫較多，分布范圍大時，可采用澆筑瀝青混凝土防滲層來處理裂縫。例如，恒仁大壩由于施工質(zhì)量差、強度低及東北地區(qū)溫差較大等影響，產(chǎn)生許多裂縫，水庫蓄水前就發(fā)現(xiàn)2084條裂縫，后來決定對大壩上游面288.3～306.3m高程裂縫采用澆筑10cm厚瀝青混凝土防滲層處理，外設(shè)6cm厚預(yù)制混凝土保護(hù)板兼施工模板。
5.7.6 補灌瀝青，指大壩瀝青井滲漏的處理。瀝青井加熱方法，劉家峽大壩采用電加熱法和丹江口大壩采用的蒸汽加熱法，效果都很好。
5.8.3 壩體兩端連接的岸坡存在下列情況時，可能出現(xiàn)繞壩滲漏，威脅壩體安全：①條形山脊，山體單薄，在蓄水位以下存在透水夾層，坡積覆蓋層未曾清除，也未作處理；⑨山體地質(zhì)條件差，巖石破碎，節(jié)理發(fā)育，滲水量大，山體存有巖溶，井泉或生物洞穴等；②壩端接頭防滲措施不完善，未做防滲帷幕或施工質(zhì)量差，以及施工取土破壞了壩端上游天然覆蓋土層等。
繞壩滲漏的處理主要是加強或增設(shè)岸坡上游防滲體(包括垂直防滲和水平防滲)，切斷繞滲通道，下游可根據(jù)需要補做或增設(shè)反濾排水措施。當(dāng)壩端山體巖石破碎，可采用岸坡粘土貼坡防滲，貼坡范圍應(yīng)擴大到壩端滲水可能影響的范圍，也可在壩端山體上游大量拋土截滲。當(dāng)山體單薄巖石破碎時，可采用水泥灌漿作帷幕，岸坡節(jié)理裂縫發(fā)育，可考慮用化學(xué)材料灌漿。當(dāng)壩端山包有石灰?guī)r溶洞時，應(yīng)首先設(shè)法堵洞，然后再作防滲處理。在岸坡壩端下游出逸點以下，應(yīng)做好導(dǎo)滲排水措施。
6 剝蝕修補及處理
6.1.4 摻用引氣劑增加混凝土的含氣量，改善氣泡參數(shù)是提高水泥混凝土及砂漿抗?jié){凍性能的最有效途徑。摻用減水劑，特別是摻用高效減水劑，降低溫凝土水灰比，也能提高溫凝土抗凍性。
摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰能改善混凝土和易性、抗?jié)B性和抗裂性、降低干縮。同時摻用減水劑和引氣劑，控制粉煤灰摻量在20%以下，也可配制出F300的抗凍混凝土。
6.2.4 在有氯離子的環(huán)境中，為了防止鋼筋銹蝕，水泥混凝土及砂漿中必須摻用鋼筋阻銹劑，而聚合物水泥混凝土及砂漿和硅粉混凝土及砂漿的密實性好、抗?jié)B等級高，氯離子不易侵人，因此只提“也可摻用阻銹劑”。
6.3.4推移質(zhì)以滑動、滾動及跳動的方式在建筑物過水面上運動，除具有懸移質(zhì)的摩擦及切削作用外，還有沖砸作用。因此修補推移質(zhì)磨損破壞應(yīng)選用沖擊韌性好的耐磨材料。抗磨蝕鐵礦石骨料的沖擊韌性和耐磨性比普通鐵礦石和石英巖高，見表6.3.4-1。用上述三種骨料配制的硅粉混凝土的抗沖磨強度試驗成果見表6.3.4-2。其中抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土的抗沖磨強度最高。因此，宜選用抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土作為推移質(zhì)磨損破壞的修補材料。
表6.3.4-1 三種量料巖石性能試驗
|
性能 |
巖石品種 | ||
|
普通鐵礦石 |
石英巖 |
抗磨蝕鐵礦石 | |
|
磨耗率(%) |
6.213 |
2.397 |
1.786 |
|
磨損硬度(cm) |
0.110 |
0.243 |
0.041 |
|
沖擊韌性(N·m/cm2) |
43.05 |
20.04 |
388.81 |
|
壓碎指標(biāo)(%) |
11.909 |
3.189 |
1.741 |
表6.3.4-2 三種骨料硅粉混凝土對比試驗
|
項目 |
骨料品種 | ||
|
普通鐵礦石 |
石英巖 |
抗磨蝕鐵礦石 | |
|
抗壓強度(MPa) |
74.20 |
84.90 |
79.10 |
|
抗抗磨強度(h/cm) |
5.55 |
10.35 |
22.97 |
|
相對抗沖磨強度 |
1.00 |
1.86 |
4.14 |
注：表中普通鐵礦石為新疆八一鋼廠鐵礦石。
選用高強硅粉混凝土及砂漿、高強硅粉鑄石混凝土及砂漿以及鑄石板等修補懸移質(zhì)磨損破壞，在實際修補工程中用得較多。高強硅粉混凝土及砂漿，在三門峽大壩泄洪底孔、葛洲壩二江泄水閘、潘家口大壩溢流面反弧段、大伙房水庫輸水洞出口消能塘等磨損破壞修補工程中都得到應(yīng)用。
選用高強硅粉混凝土及砂漿、高強抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土及砂漿、鋼軌嵌高強混凝土等修補推移質(zhì)磨損破壞，在實際修補工程中應(yīng)用較多。高強硅粉混凝土及砂漿在四川漁子溪二級水電站排砂洞、映秀灣水電站攔砂閘等推移質(zhì)磨損破壞修補工程中應(yīng)用；高強抗磨蝕鐵礦石硅粉混凝土在新疆三屯河水庫泄洪排砂洞推移質(zhì)沖磨破壞修補工程中應(yīng)用；鋼軌嵌填高強混凝土在四川石棉二級電站沖砂閘和漁子溪二級水電站排砂洞推移質(zhì)磨損破壞修復(fù)工程中應(yīng)用，效果均良好。
摻硅粉能明顯提高混凝土抗空蝕能力，如果同時摻鋼纖維和硅粉，則效果更為顯著，三種混凝土的抗空蝕性能比較試驗成果見表6.3.4-3。
表6.3.4-3 抗空蝕性能比較試驗
|
混凝土種類 |
水膠比(%) |
硅粉(%) |
鋼纖維(%) |
膠材用量(kg/m2) |
空蝕量(g) |
抗空蝕強度[h/(kg/m2)] |
相對比值 |
|
普通 |
0.31 |
0 |
0 |
450 |
1.50 |
44.46 |
1.00 |
|
硅粉 |
0.31 |
10 |
0 |
450 |
0.80 |
83.36 |
1.90 |
|
鋼纖維硅粉 |
0.31 |
10 |
0.5 |
450 |
0.08 |
833.63 |
18.80 |
從上表可看出，修補空蝕破壞宜選用高強鋼纖維硅粉混凝土。
6.4.2 過選用與基底材料彈性模量、線脹系數(shù)相近的修補材料，主要考慮了修補材料與基底材料間變形的相互協(xié)調(diào)性。如果修補材料的線脹系數(shù)比基底材料大(如環(huán)氧樹脂類)，那么在等溫差作用下，修補材料的變形將會大于基底材料，導(dǎo)致結(jié)合面產(chǎn)生剪應(yīng)力，造成修補材料鼓起脫落。
7 水下修補
7.2.1 鋼圍堰在三門峽大壩泄洪底孔進(jìn)口修補中已成功應(yīng)用。
7.2.2 沉柜作為靜水條件下水下專用檢修工具，具有壓氣排水、柜體穩(wěn)定、無水環(huán)境下檢查直觀、修補方便等特點。在江蘇省萬福閘、葛洲壩二江泄水閘等工程修補中已成功應(yīng)用。
7.3.5 水下鉆孔要求供氣壓力比水上作業(yè)大，即供氣壓力應(yīng)大于或等于風(fēng)鉆所需正常工作壓力、鉆孔處靜水壓力、風(fēng)壓的沿程損失和局部損失的總和。因此，應(yīng)盡量縮短風(fēng)管長度，以降低風(fēng)壓損失。
7.3.9 水下灌漿技術(shù)運用于修補水下裂縫工程，如丹江口混凝土壩迎水面水平滲水裂縫處理，采用錨固橡膠板結(jié)合灌注聚氨酯漿材，效果良好。
7.4.1 水下混凝土澆筑是在水上拌制，在水環(huán)境中澆筑和硬化。根據(jù)澆筑中隔離環(huán)境水影響的技術(shù)措施，水下澆筑混凝土方法分為導(dǎo)管法、泵壓法、傾注法、開底容器法等。其中導(dǎo)管法，通過不透水的金屬導(dǎo)管澆筑水下混凝土，具有質(zhì)量高、整體性好、澆筑速度快、不受水深和倉面大小的限制，是應(yīng)用最廣泛的水下混凝土澆筑方法。
