CN216839297U - 碾压混凝土重力坝上游防渗结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碾压混凝土重力坝上游防渗结构，适用于对混凝土裂缝进行灌浆封闭处理的坝体，包括：防渗面板，为由主面板和前趾构成的L型结构，所述主面板贴附设置在坝体迎水面，所述前趾设置在坝前平台上，且前趾内设置有向下延伸的灌浆管；连接件，为多个L型锚筋，用于连接坝体和主面板；防渗帷幕，由所述灌浆管向前趾下方的坝前平台灌浆而成。本实用新型提供的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，结构稳固持久、便于施工，且防渗效果较好。

Description

碾压混凝土重力坝上游防渗结构

技术领域

本实用新型涉及重力坝修复技术领域，尤其是涉及一种碾压混凝土重力坝上游防渗结构。

背景技术

受施工条件和机械设备限制，上世纪修建的一批碾压混凝土重力坝普遍存在裂缝、廊道渗水等渗漏现象。在渗透水流的作用下，渗漏水会将坝体混凝土中的Ca（OH）₂带出，在混凝土外部与空气中的CO₂反应，产生结晶物质，这种现象的发生对混凝土的密实性和强度产生不利影响。对于渗漏较为严重的大坝，大量溶出物会降低坝体防渗性能，导致渗漏量的进一步增加。渗漏也会使混凝土的含水量增大，促使混凝土的冻融破坏，降低大坝强度和寿命。因此对受损碾压混凝土坝体的补强技术研究十分必要。

现阶段，对于碾压混凝土重力坝的渗漏问题较多采用灌浆、在上游面喷涂柔性防渗材料等方式，但上述处理方式具有防渗效果较差、材料易开裂、耐久性低。施工难度高等缺点。具体如下：

（1）防渗处理效果较差

碾压混凝土重力坝上游面面积较大，且顺水流方向较长，如采用灌浆防渗方式，灌浆面积较大，且在坝体内钻孔过多，对大坝结构不利，根据以往工程经验，灌浆处理效果较差。

如采用在上游面喷涂柔性防渗材料方案，初期防渗效果较好，随着时间推移，防渗效果将显著下降，不能起到持久保护大坝的效果。

（2）施工难度高

在上游面喷涂柔性防渗材料方案对施工人员专业技术水平要求很高。对坝体上游面平整度、粗糙度要求较高，质量不易保证；对孔道、沟槽、表面裂缝、收边等特殊部位处理难度较大，施工过程中容易出现的质量问题有鼓泡、针孔、固化不良、脱粘、颜色不均和较差的初始涂膜性能，且容易产生粗糙的橘皮，由于柔性防渗材料有较好的强度和韧性，一旦出现气泡和脱粘，局部的缺陷更容易扩大为大面积的缺陷。碾压混凝土重力坝上游面面积大、平整度差、裂缝多，无法直接进行柔性防渗材料的施工，需要凿除后采用聚合物砂浆找平才能喷涂柔性防渗材料，这样柔性防渗材料和原坝体之间就存在一层砂浆层，难以保证柔性防渗材料弹性体和坝体紧密结合，砂浆和坝体的缺陷都会直接影响到柔性防渗材料弹性体的施工质量，大面积使用柔性防渗材料在质量上难以保证。

（3）耐久性差

柔性防渗材料厚度较薄，各种施工工具对防水层可能的撞击破坏，对已完成的成品保护难度大。由于施工是在露天环境中，受环境影响较大，在低温，多风、雨季环境下的施工难度大。作为防渗材料而言，耐久性难以保证。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种碾压混凝土重力坝上游防渗结构，具体可采取如下技术方案：

本实用新型所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，适用于对混凝土裂缝进行灌浆封闭处理的坝体，包括

防渗面板，为由主面板和前趾构成的L型结构，所述主面板贴附设置在坝体迎水面，所述前趾设置在坝前平台上，且前趾内设置有向下延伸的灌浆管；

连接件，为多个L型锚筋，用于连接坝体和主面板；

防渗帷幕，由所述灌浆管向前趾下方的坝前平台灌浆而成。

所述坝体的混凝土裂缝灌浆封闭结构包括

封闭槽，为沿混凝土裂缝开设在混凝土表面的V形槽；

灌注孔，沿混凝土裂缝设置成左右两排，同排的所述灌注孔间距相等，相邻排的灌注孔交错分布，每一灌注孔均倾斜向下穿过混凝土裂缝后延伸至对侧；

灌注件，由各灌注孔向混凝土裂缝灌注聚氨酯树脂浆液形成；

封闭件，由灌注在所述封闭槽内的M20预缩砂浆形成。

所述坝体迎水面为凿毛处理面。

所述防渗面板为现浇混凝土板，其强度等级为C25至C35，抗渗等级为W4至W8，抗冻等级为F50至F150。

所述主面板内设置有钢筋网。

所述主面板上设置有多道分缝，所述分缝沿坝轴线方向设置，相邻分缝的间隔为8-12m，且每一分缝内均设置有止水片、闭孔泡沫板和密封胶。

所述L型锚筋在主面板上呈梅花状均匀分布有多个，且L型锚筋的直角弯设置在主面板内。

所述前趾的趾长为主面板厚度的2-4倍。

所述灌浆管单排设置，且沿坝轴线方向均匀分布。

本实用新型提供的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，结构稳固持久、便于施工，且防渗效果较好。与现有技术对比，其具有以下优点：

1）对现有碾压混凝土重力坝上游面混凝土进行凿毛、灌浆封闭混凝土裂缝处理后，设置由锚杆连接的钢筋混凝土防渗面板，并浇筑防渗帷幕，其可以通过调整混凝土的配比、添加外加剂等措施，提高新增混凝土防渗面板的防渗性能，从而提升大坝的防渗效果；

2）施工中仅涉及浇筑混凝土防渗面板、锚杆、止水、帷幕灌浆等现有成熟技术，施工较为简单；

3）混凝土强度等级一般为C25以上，钢筋强度等级为HRB400，相较于柔性防渗材料，其具有耐久性好的特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中主面板部分的左视图。

图3是图1中的A部放大图。

图4是图1中的B部放大图。

图5是图1中坝体迎水面混凝土裂缝与灌注孔的位置分布示意图。

图6是图5中的C-C剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的施工过程，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

如图1-6所示，本实用新型所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，适用于对迎水面混凝土进行了凿毛处理、以及对混凝土裂缝1进行了灌浆封闭处理的坝体2，包括：

防渗面板3，为由主面板和前趾构成的L型结构，所述主面板贴附设置在坝体2迎水面，所述前趾设置在坝前平台上，且前趾内设置有向下延伸的灌浆管4；

连接件，为多个L型锚筋5，用于连接坝体2和主面板；

防渗帷幕6，由所述灌浆管4向前趾下方的坝前平台灌浆而成。

其中，坝体2的混凝土裂缝1灌浆封闭结构包括：

封闭槽，为沿混凝土裂缝开设在混凝土表面的V形槽7；

灌注孔8，沿混凝土裂缝1设置成左右两排，同排的所述灌注孔8间距相等，相邻排的灌注孔8交错分布，每一灌注孔8均倾斜向下穿过混凝土裂缝1后延伸至对侧；

灌注件，由各灌注孔8向混凝土裂缝1灌注聚氨酯树脂浆液形成；

封闭件，由灌注在V形槽7内的M20预缩砂浆形成。

本实用新型施工时，按照以下步骤进行：

第一步，从坝顶吊设吊篮，人工手持风镐对坝体2迎水面进行凿毛处理，以能够消除现有坝体2表面的碳化结构为准，凿毛深度一般可取5cm；

之后，对坝体2迎水面上的混凝土裂缝1进行灌浆封闭处理，包括：

a1，沿混凝土裂缝2走向在混凝土表面（即混凝土裂缝2入口端）开凿V形槽7；

a2，在混凝土裂缝1两侧分别钻一排灌注孔8，同排灌注孔8的间距相等，相邻排的灌注孔8交错分布，且每一灌注孔8均倾斜向下穿过混凝土裂缝1后延伸至对侧；

a3，清洗混凝土裂缝1，压水检查无渗漏后，由各灌注孔8向混凝土裂缝1灌注聚氨酯树脂浆液，灌浆压力0.3-0.4MPa；

a4，向V形槽7内灌注M20预缩砂浆将混凝土裂缝1表面封闭。

通常情况下，上述V形槽7的开口宽度为30mm，深度为25mm。

混凝土裂缝2可分为浅层裂缝和深层裂缝，其中，浅层裂缝宽小于0.2mm，缝深小于1m；深层裂缝缝宽0.2至0.4mm，缝深1至5米。

对于浅层裂缝，分别沿裂缝1走向在其左右两侧30cm的位置交错钻灌注孔8，灌注孔8孔径为14mm，孔深80cm，同排灌注孔8的中心距为40cm，每个灌注孔8均以45°斜向下延伸，穿过裂缝1后其位于另一侧的长度为25cm。若裂缝较浅，为保证灌注孔8穿过裂缝面，可适当减小其与裂缝的间距，同时减小钻孔角度。

对于深层裂缝，分别沿裂缝1走向在其左右两侧150cm的位置交错钻灌注孔8，灌注孔8孔径为14mm，孔深3m，同排灌注孔8的中心距为100cm，每个灌注孔8均以45°斜向下延伸，穿过裂缝1后其位于另一侧的长度为60cm。由于深层裂缝在夏季宽度较小，在冬季宽度较大，因此，为保证裂缝处理的施工效果，应在冬季进行裂缝灌浆封闭施工。

第二步，在坝体2迎水面上打入锚筋5，然后安装钢筋网9、立模板，浇筑混凝土制作防渗面板3。

上述锚筋5在主面板上呈梅花状（间距1.0m×1.0m）均匀分布有多个，其采用直径25mm的HRB400钢筋加工成L型，施工时，通过手持式风钻或锚杆钻机在坝体2迎水面上钻孔，然后由注浆泵向孔内注入砂浆，之后人工将锚筋5的插入孔内，插入坝体2内的长度为0.8m。

钢筋网9所使用的原材料在加工厂进行初步制作后，采用5t载重汽车运输至工地，人工绑扎，然后机械焊接，分为内外两层安装在合适的位置处，其中，每个钢筋网9中的纵横向钢筋均按照150mm的间距设置，之后立模板，浇筑混凝土制作防渗面板3。

上述模板采用小型钢模板，端部用“U”型卡连接，背面三角架支撑，相邻钢模板的间距为1.5m。

混凝土浇筑时，采用HZ20拌合站拌和，然后由3m³混凝土搅拌车水平运输500m到达浇筑现场，通过混凝土泵入仓浇筑，同时采用1.1kW插入式振动器振实，得到的防渗面板3为由主面板和前趾构成的L型结构，其中，主面板厚度为0.5m，贴附设置在坝体2迎水面，其内包含锚筋5的直角弯；前趾则位于坝前平台上，趾长2m，高1m，其内埋设有直径110mm的PVC管作为灌浆管4，灌浆管4呈单排沿坝轴线方向均匀分布有多个，相邻灌浆管4的间距通常为1.5m，每个灌浆管8的中轴线均与主面板相距0.8m，用于浇筑防渗帷幕6。上述防渗面板3混凝土强度等级可根据大坝级别和使用年限取C25至C35，抗渗等级可根据水头取W4至W8，抗冻等级可结合工程所在位置和温度取F50至F150。为了防止混凝土温度变形，在防渗面板3上设置有多道沿坝轴线方向分布的分缝，相邻分缝的间隔为8-12m，且每一分缝内均设置有紫铜止水片10、闭孔泡沫板11和密封胶12。当防渗面板3分段浇筑时，其工作缝表面应采用压力水、风砂枪或刷毛机等方法，处理成毛面并冲洗干净，排除积水，层面铺2-3cm高标号水泥砂浆后，再浇筑新混凝土。当混凝土浇筑安排在冬季及春季时，对骨料应采取覆盖保温措施，并加热拌和用水，延长拌和时间，加快铺料速度，浇筑完毕后外露表面应及时覆盖保温。

第三步，通过灌浆管4向前趾下方的坝前平台灌浆施工防渗帷幕6。

防渗帷幕6施工时遵循分序逐渐加密的原则，由于帷幕灌浆孔较深，采用自下而上的分段灌浆法施工。具体地，采用150型地质钻机钻孔，钻孔直径Φ75mm，选用灰浆搅拌机配合中压泥浆泵进行施灌；0.6MPa起灌，终孔最大灌浆压力不大于1.5MPa，压力上升梯度为0.2MPa，按照三序孔施工。此外，应选择一定数量的灌浆管8作为帷幕灌浆检查孔，且检查孔根据坝基帷幕灌浆情况随机布置，帷幕的防渗标准按透水率q＜5Lu控制。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种碾压混凝土重力坝上游防渗结构，适用于对混凝土裂缝进行灌浆封闭处理的坝体，其特征在于：包括

防渗面板，为由主面板和前趾构成的L型结构，所述主面板贴附设置在坝体迎水面，所述前趾设置在坝前平台上，且前趾内设置有向下延伸的灌浆管；

连接件，为多个L型锚筋，用于连接坝体和主面板；

防渗帷幕，由所述灌浆管向前趾下方的坝前平台灌浆而成。

2.根据权利要求1所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，其特征在于：所述坝体的混凝土裂缝灌浆封闭结构包括

封闭槽，为沿混凝土裂缝开设在混凝土表面的V形槽；

灌注孔，沿混凝土裂缝设置成左右两排，同排的所述灌注孔间距相等，相邻排的灌注孔交错分布，每一灌注孔均倾斜向下穿过混凝土裂缝后延伸至对侧；

灌注件，由各灌注孔向混凝土裂缝灌注聚氨酯树脂浆液形成；

封闭件，由灌注在所述封闭槽内的M20预缩砂浆形成。

3.根据权利要求1所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，其特征在于：所述坝体迎水面为凿毛处理面。

4.根据权利要求1所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，其特征在于：所述防渗面板为现浇混凝土板，其强度等级为C25至C35，抗渗等级为W4至W8，抗冻等级为F50至F150。

5.根据权利要求1所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，其特征在于：所述主面板内设置有钢筋网。

6.根据权利要求1所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，其特征在于：所述主面板上设置有多道分缝，所述分缝沿坝轴线方向设置，相邻分缝的间隔为8-12m，且每一分缝内均设置有止水片、闭孔泡沫板和密封胶。

7.根据权利要求1所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，其特征在于：所述L型锚筋在主面板上呈梅花状均匀分布有多个，且L型锚筋的直角弯设置在主面板内。

8.根据权利要求1所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，其特征在于：所述前趾的趾长为主面板厚度的2-4倍。

9.根据权利要求1所述的碾压混凝土重力坝上游防渗结构，其特征在于：所述灌浆管单排设置，且沿坝轴线方向均匀分布。

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