CN113356142A - 一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，包括以下步骤：缝面复核检查、缝面清理、骑缝切槽、钻灌浆孔、埋灌浆管、嵌压塑性止水材料、封缝、灌浆、拆除灌浆管、喷墨检查、粘贴防渗保护材料、不锈钢压条固定、封边及喷墨检查。采用裂缝嵌填水下密封剂堵水、裂缝表面开设U型槽嵌压止水材料密封，止水材料覆盖防渗保护材料进行防护，并结合水下灌浆的方法。实现对上游裂缝进行全面彻底的封闭处理。
Description
技术领域
本申请涉及大坝裂缝处理领域，尤其是涉及一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺。
背景技术
大坝上游面混凝土主要功能是防渗，一旦产生裂缝，将造成大坝渗漏，导致钢筋锈蚀，降低混凝土强度，缩短大坝的使用寿命，对坝体的安全运行带来隐患。
大坝裂缝传统的处理方式是在大坝廊道内进行化学灌浆处理，可达到临时堵水的目的，但聚氨酯类化学灌浆材料强度较低，无法满足补强加固及耐久性的要求，且靠近上游坝面处，难以做到完全封闭。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有大坝裂缝封闭处理后封闭效果差的缺陷。
发明内容
为了优化裂缝的封堵效果，
本申请提供的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，采用如下的技术方案：
一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，包括以下步骤。
S1、缝面清理：水面裂缝复核完成后，采用钢丝刷对整个缝面及两侧混凝土表面进行打磨清洗，彻底清除裂缝及两侧混凝土表面的附着物和松散层；
S2、骑缝切槽: 潜水员利用水下液压切割设备进行骑缝切U型槽，分别在裂缝两侧开始切槽，要求切槽须跨缝准确，并采用液压镐凿除槽内的混凝土；
S3、钻灌浆孔：潜水员入水后，到达作业部位深度，当确定该裂缝位置属于灌浆范围后，采用钻孔设备进行钻孔施工；钻孔完成后，潜水员利用随身携带的测深管插入灌浆孔内，测试是否有气泡从裂缝中跑出，从而验证灌浆孔是否与裂缝畅通；
S4、埋灌浆管：水面作业人员对本裂缝灌浆管采用防水布粘贴至灌浆管上后，记号笔对灌浆管从“坝段-01”对各其进行逐一编号，以便记录化灌记录，标记完成后，潜水员入水，由裂缝顶部开始依次灌浆管插入孔内，并采用水下密封剂封孔对其进行封孔；
S5、嵌压塑性止水材料：潜水员沿清理干净的U型槽内嵌压塑性止水材料，沿槽将塑性止水材料嵌入并铺平压实，并用水下射钉枪或水泥钢钉进行固定；
S6、封缝：水下开始进行封缝处理，裂缝封闭依次从上向下进行，封缝材料主要采用水下密封剂封闭；潜水员将搅拌好的水下密封剂嵌入裂缝中，进行塞压，并将周边抹平，直至凝固；
S7、灌浆：纵向裂缝化学灌浆采用自下而上的顺序，水平裂缝化学灌浆采用从左至右或从右至左的顺序；
S8、拆除灌浆管：待浆液固化后，采用管钳工具拆除灌浆管，将拆除出来的灌浆管带回工作平台，检查灌浆管内是否存在残留浆液；
S9、喷墨检查：灌浆完成后，对裂缝进行系统的喷墨检查，潜水员近观目视，并对喷墨进行全程水下摄像检查，检查水下灌浆施工效果情况；
S10、粘贴防渗保护材料、不锈钢压条固定；
S11、封边及喷墨检查：用水下涂料对防渗保护材料各边进行封边，以确保封边密实，封边完成后，对防渗保护材料周边进行系统的喷墨检查，潜水员近观目视，并对喷墨进行全程水下摄像。
通过采用上述技术方案，采用裂缝嵌填水下密封剂堵水、裂缝表面开设U型槽嵌压止水材料密封，止水材料覆盖防渗保护材料进行防护，并结合水下灌浆的方法。实现对上游裂缝进行全面彻底的封闭处理。理想的堵水方式是能够尽量靠近裂缝上游，因为这样将使裂缝内的压力尽量降低，能够避免裂缝的进一步生长和发展。从而使大坝裂缝封闭处理后封闭效果较佳。
可选的，塑性止水材料选用遇水膨胀橡胶止水条。
通过采用上述技术方案，遇水膨胀橡胶止水条遇水可膨胀，从而更好的填充满U型槽，可更好的密封裂缝开设有U型槽的一端。
可选的，纵向裂缝灌浆材料选用水溶性聚氨酯，水平缝灌浆材料选用环氧树脂。
通过采用上述技术方案，
可选的，灌浆管未入水前，采用灌浆泵将清洗剂注入灌浆管内，使其在灌浆过程用于排水。
通过采用上述技术方案，使水溶性聚氨酯和环氧树脂注入裂缝内之后再与水开始接触。进而对裂缝进行更好的封堵。
可选的，洗涤剂内加入显色剂，清洗剂注入完成后，开始浆液配置。
通过采用上述技术方案，可更方便帮助潜水员水下判断清洗剂排除情况。
可选的，聚氨酯灌浆浆液比例LW:HW选用9:1，环氧树脂灌浆浆液比例A：B选用7：1。
通过采用上述技术方案，结合材料固化时间及潜水员下潜时间、水下作业深度、温度等因素，上述比例下，浆液的灌浆效果较优。
可选的，灌浆管拆除后，分段粘贴宽度不小于60cm的防渗保护材料，若有搭接，相邻防渗保护材料搭接长度不小于10cm。
通过采用上述技术方案，使裂缝更好的被封堵。
可选的，所述灌浆孔包括下行段和连通段，所述下行段和连通段连通，所述连通段连通裂缝，所述连通段和下行段呈夹角设置。
通过采用上述技术方案，从而减少了灌浆孔打通道裂缝所需的深度，使灌浆孔可更方便的与裂缝连通。
可选的，所述钻孔设备包括机体、安装于机体上的安装管、安装于安装管一端的钻头、用于驱动钻头转动的驱动件和用于驱使钻头相对安装管转动的换向组件。
通过采用上述技术方案，在钻孔设备朝向裂缝钻孔到一定深度后，换向组件驱动钻头相对安装管转动，使钻头的角度发生变化，从而在较短钻孔深度的情况下就可使灌浆孔连通到裂缝。
可选的，所述换向组件包括安装于安装管内的安装座和设于安装座上的驱动缸，所述驱动缸沿钻头周向设有若干个，所述驱动缸一端安装于安装座上且驱动缸另一端设有球头，所述钻头上开设有环槽，所述球头球接于环槽且滑动连接于环槽。
通过采用上述技术方案，通过驱动缸的伸缩可驱动钻头相对安装管转动，从而实现对钻孔角度的调节。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.对裂缝有较好的封堵效果；
2.能够适应裂缝变化；
3.能够在混凝土表面有效的将上游库水进行隔绝。
附图说明
图1是实施例施工完毕后缝隙处的剖视图。
图2是实施例中钻孔设备的剖视图。
附图标记说明：1、机体；2、安装管；3、钻头；4、驱动件；5、换向组件；6、钻动部；7、安装部；8、安装座；9、驱动缸；10、环槽；11、球头；12、裂缝；13、U型槽；14、橡胶止水条；15、防渗保护材料；16、不锈钢压条；17、把手。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种适用于对水下坝体上游面裂缝12的封闭处理技术。参照图1，一种适用于对水下坝体上游面裂缝12的封闭处理技术包括以下步骤。
1、缝宽测量：先将裂缝12表面处理干净，并利用塞尺（又名测微片或厚薄规）对缝宽进行多点测量，找出缝宽最大值、最小值及平均缝宽，并采用电子测深测得缝宽测量部位的高程。
2、缝长测量：直接利用皮尺或钢卷尺测量裂缝12长度。
3、渗漏检查：潜水员裂缝12测量完成后，潜水员水下采用喷墨管沿裂缝12由下到上连续的进行喷墨，红色墨汁有集中的吸入，说明该处存在渗漏，潜水员通过水下电话汇报水下吸入的情况、高程、缝宽等，确定裂缝12渗漏长度，为下一步处理工作提供依据。
4、缝面清理：水面裂缝12复核完成后，采用钢丝刷对整个缝面及两侧混凝土表面进行打磨清洗，彻底清除裂缝12及两侧混凝土表面的附着物和松散层。
5、骑缝切槽：潜水员利用水下液压切割设备进行骑缝切U型槽13，分别在裂缝12两侧开始切槽，要求切槽须跨缝准确，槽宽按3cm控制、深度不小于3cm，并采用液压镐凿除槽内的混凝土，用于嵌填止水材料。
6、钻灌浆孔：潜水员入水后，到达作业部位深度，当确定该裂缝12位置属于灌浆范围后，采用钻孔设备进行钻孔施工。灌浆孔包括下行段和连通段，下行段和连通段连通，连通段连通裂缝12，连通段和下行段呈夹角设置。钻孔完成后，潜水员利用随身携带的测深管插入灌浆孔内，测试是否有气泡从裂缝12中跑出，从而验证灌浆孔是否与裂缝12畅通。
7、埋灌浆管：水面作业人员对本裂缝12灌浆管采用防水布粘贴至灌浆管上后，记号笔对灌浆管从“坝段-01”对各其进行逐一编号，以便记录化灌记录，标记完成后，潜水员入水，由裂缝12顶部开始依次将孔径16mm、管长55cm的灌浆管插入孔内，纵向裂缝12埋深控制在35cm，水平缝埋深控制在20cm，并采用水下密封剂封孔对其进行封孔。
8、嵌压塑性止水材料：潜水员沿清理干净的“U”型槽内嵌压塑性止水材料，塑性止水材料选用遇水膨胀橡胶止水条14。塑性止水材料尺寸为宽3cm×厚2cm，沿槽将塑性止水材料嵌入并铺平压实，并用水下射钉枪或水泥钢钉进行固定。遇水膨胀橡胶止水条14止水效果明确、适应变形好，在长时浸水作用下无溶解物析出、无毒无污染。指标要求：拉伸强度3.5 Mpa，扯断伸长率350%。
9、封缝：埋管完成后，对需要灌浆段的裂缝12进行封闭。水下开始进行封缝处理，裂缝12封闭依次从上向下进行，封缝材料主要采用水下密封剂封闭。结合材料固化时间及潜水员下潜时间、水下作业深度、温度等因素，经过多次试验得出1公斤SXM-A组分中加入0.39公斤B组分，拌合均匀带到水下作业时其软硬程度、粘结性等较为合适。潜水员将搅拌好的水下密封剂嵌入裂缝12中，进行塞压。并将周边抹平，直至凝固。
10、灌浆：纵向裂缝12灌浆材料选用水溶性聚氨酯，水平缝灌浆材料选用环氧树脂。纵向裂缝12化学灌浆采用自下而上的顺序，水平裂缝12化学灌浆采用从左至右或从右至左的顺序。
纵向裂缝12灌浆：灌浆管未入水前，采用灌浆泵将清洗剂注入灌浆管内，使其在灌浆过程用于排水，确保水溶性聚氨酯和环氧树脂注入裂缝12内之后再与水开始接触。洗涤剂内加入少量的显色剂，用于潜水员水下判断清洗剂排除，根据管容计算结果每根灌浆管清洗剂的灌入量控制在0.05L。清洗剂注入完成后，开始浆液配置，聚氨酯灌浆浆液比例LW:HW选用9:1。
水平裂缝12灌浆：水平缝灌浆材料选用环保型水下环氧灌浆材料，环保型水下环氧灌浆材料由透明的改性环氧树脂（A液）及透明的固化剂（或淡黄色B液）组成，施工时按比率混合该材料完全继承了糠醛丙酮系改性环氧灌浆材料的浆液灌注特性，对环氧的固化过程、与介质的接触角、亲水性、憎水性、水下内聚性等性能予以平衡改进后形成的一种高渗透、高性能的环保型环氧灌浆材料。环氧树脂灌浆浆液比例A：B选用7：1。环保型环氧灌浆材料比重、粘度略大于水，内聚力强，能与水形成稳定界面。具有特优的浸润能力与超强渗透性。其良好的可灌性为一些渗透性差的弱岩或泥化岩层处理以及大体积混凝土深层细微裂缝12灌浆等难点问题，提供了有利的材料性能方面的先决条件。
化学灌浆遵循“稳压、慢灌”的原则，根据设计要求灌浆压力控制在0.2MPa（灌浆嘴部位的实际相对压力）左右。灌浆结束的标准为当注入量小于1ml/min后屏浆20分钟结束。
11、拆除灌浆管：待浆液固化后，采用管钳工具拆除灌浆管，将拆除出来的灌浆管带回工作平台，检查灌浆管内是否存在残留浆液。
12、喷墨检查：灌浆完成后，对裂缝12进行系统的喷墨检查，潜水员近观目视，并对喷墨进行全程水下摄像检查，检查水下灌浆施工效果情况。
13、粘贴防渗保护材料15、不锈钢压条16固定：,灌浆管拆除后，分段粘贴宽度不小于60cm的防渗保护材料15，若有搭接，相邻防渗保护材料15搭接长度不小于10cm；用5mm厚的不锈钢压条16对防渗保护材料15压边固定，并采用水下射钉枪或膨胀螺栓固定不锈钢压条16，压条固定按照50cm间距打孔。
14、封边及喷墨检查：用水下涂料对防渗保护材料15各边进行封边，以确保封边密实。封边完成后，对防渗保护材料15周边进行系统的喷墨检查，潜水员近观目视，并对喷墨进行全程水下摄像。
具体的，参照图2，钻孔设备包括机体1、安装管2、钻头3、驱动件4和换向组件5。通过换向组件5来改变钻头3相对安装管2的角度，使钻头3在钻注浆孔的过程中，可以改变钻孔角度。从使灌装孔在钻入较短距离时，就能与裂缝12连通。
安装管2两端均呈封闭设置。安装管2一端固定安装于机体1上。机体1上设有用于方便对机体1施力的把手17，把手17设有两个且分别位于机体1两侧。钻头3呈圆锥形，且钻头3位于安装管2背离机体1一端。钻头3包括钻动部6和安装部7。驱动件4为电机，电机机体安装于安装部7上，电机的输出端连接于钻动部6，使钻动部6可相对安装部7转动。换向组件5包括安装座8和驱动缸9。安装座8固定安装于安装管2内。驱动缸9沿钻头3周向设有若干个，驱动缸9缸体端安装于安装座8上且驱动缸9的活塞杆一端设有球头11。安装部7背离钻动部6一端端壁上开设有环槽10。球头11球接于环槽10且滑动连接于环槽10。
通过驱动件4带动钻动部6转动，来实现钻头3钻孔的功能。通过驱动缸9伸缩，来改变钻头3整体相对安装套的角度，从而实现对钻孔方向的改变。从而可顺利的钻出连通裂缝12的灌浆孔。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：包括以下步骤
S1、缝面清理：水面裂缝(12)复核完成后，采用钢丝刷对整个缝面及两侧混凝土表面进行打磨清洗，彻底清除裂缝(12)及两侧混凝土表面的附着物和松散层；
S2、骑缝切槽: 潜水员利用水下液压切割设备进行骑缝切U型槽(13)，分别在裂缝(12)两侧开始切槽，要求切槽须跨缝准确，并采用液压镐凿除槽内的混凝土；
S3、钻灌浆孔：潜水员入水后，到达作业部位深度，当确定该裂缝(12)位置属于灌浆范围后，采用钻孔设备进行钻孔施工；钻孔完成后，潜水员利用随身携带的测深管插入灌浆孔内，测试是否有气泡从裂缝(12)中跑出，从而验证灌浆孔是否与裂缝(12)畅通；
S4、埋灌浆管：水面作业人员对本裂缝(12)灌浆管采用防水布粘贴至灌浆管上后，记号笔对灌浆管从“坝段-01”对各其进行逐一编号，以便记录化灌记录，标记完成后，潜水员入水，由裂缝(12)顶部开始依次灌浆管插入孔内，并采用水下密封剂封孔对其进行封孔；
S5、嵌压塑性止水材料：潜水员沿清理干净的U型槽(13)内嵌压塑性止水材料，沿槽将塑性止水材料嵌入并铺平压实，并用水下射钉枪或水泥钢钉进行固定；
S6、封缝：水下开始进行封缝处理，裂缝(12)封闭依次从上向下进行，封缝材料主要采用水下密封剂封闭；潜水员将搅拌好的水下密封剂嵌入裂缝(12)中，进行塞压，并将周边抹平，直至凝固；
S7、灌浆：纵向裂缝(12)化学灌浆采用自下而上的顺序，水平裂缝(12)化学灌浆采用从左至右或从右至左的顺序；
S8、拆除灌浆管：待浆液固化后，采用管钳工具拆除灌浆管，将拆除出来的灌浆管带回工作平台，检查灌浆管内是否存在残留浆液；
S9、喷墨检查：灌浆完成后，对裂缝(12)进行系统的喷墨检查，潜水员近观目视，并对喷墨进行全程水下摄像检查，检查水下灌浆施工效果情况；
S10、粘贴防渗保护材料(15)、不锈钢压条(16)固定；
S11、封边及喷墨检查：用水下涂料对防渗保护材料(15)各边进行封边，以确保封边密实，封边完成后，对防渗保护材料(15)周边进行系统的喷墨检查，潜水员近观目视，并对喷墨进行全程水下摄像。
2.根据权利要求1所述的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：塑性止水材料选用遇水膨胀橡胶止水条(14)。
3.根据权利要求2所述的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：纵向裂缝(12)灌浆材料选用水溶性聚氨酯，水平缝灌浆材料选用环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：灌浆管未入水前，采用灌浆泵将清洗剂注入灌浆管内，使其在灌浆过程用于排水。
5.根据权利要求4所述的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：洗涤剂内加入显色剂，清洗剂注入完成后，开始浆液配置。
6.根据权利要求5所述的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：聚氨酯灌浆浆液比例LW:HW选用9:1，环氧树脂灌浆浆液比例A：B选用7：1。
7.根据权利要求6所述的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：灌浆管拆除后，分段粘贴宽度不小于60cm的防渗保护材料(15)，若有搭接，相邻防渗保护材料(15)搭接长度不小于10cm。
8.根据权利要求2所述的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：所述灌浆孔包括下行段和连通段，所述下行段和连通段连通，所述连通段连通裂缝(12)，所述连通段和下行段呈夹角设置。
9.根据权利要求8所述的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：所述钻孔设备包括机体(1)、安装于机体(1)上的安装管(2)、安装于安装管(2)一端的钻头(3)、用于驱动钻头(3)转动的驱动件(4)和用于驱使钻头(3)相对安装管(2)转动的换向组件(5)。
10.根据权利要求9所述的一种适用于对水下坝体上游面裂缝的封闭处理工艺，其特征在于：所述换向组件(5)包括安装于安装管(2)内的安装座(8)和设于安装座(8)上的驱动缸(9)，所述驱动缸(9)沿钻头(3)周向设有若干个，所述驱动缸(9)一端安装于安装座(8)上且驱动缸(9)另一端设有球头(11)，所述钻头(3)上开设有环槽(10)，所述球头(11)球接于环槽(10)且滑动连接于环槽(10)。
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