混凝土坝养护修理规程(中)

2005-10-27 00:00
    5 渗漏处理

    5.1 渗漏调查

    5.1.1 基本调查应包括下列内容:

    1 渗漏状况:渗漏类型、部位和范围,渗漏水来源、途径、是否与水库相通、渗漏量、压力和流速、浑浊度等,并将调查结果绘成图表;
    2 溶蚀状况:部位、渗析物的颜色、形状、数量;
    3 安全监测资料:变形、渗流、温度、应力及水位等;
    4 设计资料:设计依据的规范、设计图、设计说明书、设计选用的材料及其性能指标、地质资料等;
    5 施工情况:材料、配合比、试验数据、浇筑及养护、质量控制记录、工程进度、施工环境、竣工资料、验收报告等;
    6 运行管理状况:作用(荷载)、水位、温度、地下水的变化,很凝土养护修理情况等;
    建筑物使用功能、安全性、耐久性、美观等。

    5.1.2 补充调查应包括以下内容:

    1 渗漏状况的详查,分析渗漏量与库水位、温度、湿度、时间的关系;
    2 工程水文地质状况和水质分析;
    3 按实际作用(荷载)进行设计复核;
    4 取样测定混凝土抗压强度、容重、抗渗等级和弹性模量等。

    5.1.3 经补充调查仍不能查明渗漏水来源及途径时,应进行专题研究。

    5.2 渗漏成因分析和处理的判断

    5.2.1 渗漏按发生的部位可分为坝体渗漏、伸缩缝渗漏、基础及绕坝渗漏,坝体渗漏按现象可分为集中渗漏、裂缝渗漏和散渗。

    5.2.2 渗漏的主要原因有材料、设计、施工、管理、其他等,根据调查结果与附录D表D2对照分析渗漏的原因。

    5.2.3 根据调查结果有下列情况之一的应判断为需要处理:

    1 作用(荷载)、变形、扬压力值超过设计允许范围;
    2 影响大坝耐久性、防水性;
    3 基础出现管涌、流土及溶蚀等渗透破坏;
    4 伸缩缝止水结构、基础帐幕、排水等设施损坏;
    5 基础渗漏量突变或超过设计允许值。

    5.3 渗漏处理一般规定

    5.3.1 渗漏处理的基本原则是“上截下排”,以截为主、以排为辅。渗漏宜在迎水面封堵,不能降低上游水位时宜采用水下修补,不影响结构安全时也可在背水面封堵。

    5.3.2 常用渗漏处理材料见附录F。

    5.3.3 渗漏处理材料、施工环境和养护应符合本规程4.3.6的规定。

    5.4 集中渗漏处理

    5.4.1 当水压小于0.1MPa时可采用直接堵漏法、导管堵漏法、木楔堵塞法;当水压大于0.1MPa时,可采用灌浆堵漏法。堵漏材料可选用快凝止水砂浆或水泥浆材、化学浆材。

    5.4.2 直接堵漏法施工应符合下列要求:

    1 把孔壁凿成口大内小的楔形状,并冲洗干净;
    2 将快凝止水砂浆捻成与孔相近的形状,迅速塞人孔内,堵住漏水。

    5.4.3 导管堵漏法施工应符合下列要求:

    1 清除漏水孔壁的松动泥凝土,凿成适合下管的孔洞;
    2 将导管插入孔中,导管四周用快凝止水砂浆封堵,凝固后拔出导管;
    3 用快凝止水砂浆封堵导管孔。

    5.4.4 木楔堵塞法施工应符合下列要求:

    1 把漏水处凿成圆孔,将铁管插入孔中,管长应小于孔深;
    2 铁管四周用快凝止水砂浆封堵,凝固后将裹有棉纱的木楔打入铁管堵水。

    5.4.5 灌浆堵漏法施工应符合下列要求:

    1 将孔口扩成喇叭状,并冲洗干净;
    2 用快凝砂浆埋设灌浆管,使漏水从管内导出,用高强砂浆回填管口四周至原混凝土面;
    3 砂浆强度达到设计要求后进行顶水灌浆;
    4 灌浆压力为0.2~0.4MPa。

    5.4.6 漏水封堵后表面应选用水泥防水砂浆、聚合物水泥砂浆或树脂砂浆保护。

    5.5 裂缝渗漏处理

    5.5.1 裂缝渗漏处理应先止漏后修补,裂缝修补按本规程4.3的规定执行。

    5.5.2 裂缝漏水的止漏可采用直接堵塞法、导渗止漏法。

    5.5.3 直接堵塞法施工应符合下列要求:

    1 适用于水压小于0.01MPa的裂缝漏水处理;
    2 沿缝面凿槽,并冲洗干净;
    3 把快凝砂浆捻成条形,逐段迅速堵入槽中,挤压密实,堵住漏水。

    5.5.4 导渗止漏法施工应符合下列要求:
    1 适用于水压大于0.01MPa的裂缝漏水处理;
    2 用风钻在缝的一侧钻斜孔,穿过缝面并埋管导渗;
    3 裂缝修补后封闭导水管。

    5.5.5 对大坝上游面水平裂缝的渗漏处理应进行专项设计。

    5.6 散渗处理

    5.6.1 散渗处理可采用表面涂抹粘贴法、喷射混凝土(砂浆)法、防渗面板法、灌浆法等。

    5.6.2 表面涂抹粘贴法适用于混凝土轻微散渗处理,材料可选用各种有机或无机防水涂料及玻璃钢等,施工应符合下列要求:

    1 混凝土表面凿毛,清除破损混凝土并冲洗干净;
    2 采用快速堵漏材料对出渗点强制封堵,使混凝土表面干燥;
    3 基面处理和涂抹施工按本规程4.3.2的规定执行;
    4 粘贴玻璃钢施工按本规程4.4.4的规定执行。

    5.6.3 喷射混凝土(砂浆)应符合下列要求:

    1 喷射混凝土(砂浆)适用于迎水面大面积散渗的处理。
    2 施工方法有干式、湿式和半湿式三种。对有渗水的受喷面宜采用干式喷射;无渗水的受喷面宜采用半湿式或湿式喷射。
    3 喷射厚度在5cm以下时,宜采用喷射砂浆;厚度为5~10cm时,宜采用喷射混凝土或钢丝网喷射混凝土;厚度为1O~20cm时,宜采用钢筋网喷射混凝土或钢纤维喷射混凝土。
    4 喷射混凝土(砂浆)施工参照SDJ57—85《水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范》、GBJ86—85《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的规定执行。

    5.6.4 防渗面板施工应符合下列要求:

    1 防渗面板适用于严重渗漏、抗渗性能差的迎水面处理;
    2 材料可选用水泥混凝土、沥青混凝土等;
    3 水泥混凝土施工应按SDJ207—82《水工混凝土施工规范》的规定执行。

    5.6.5 灌浆处理适用于建筑物内部混凝土密实性较差或网状深层裂缝产生的散渗。灌浆材料可选用水泥浆材或化学浆材,施工应符合下列要求:

    1 灌浆孔可设置在坝上游面、廊道或坝顶处,孔距根据渗漏状况确定;
    2 灌浆压力为0.2~0.5MPa;
    3 水泥灌浆施工按SL62—94的规定执行;
    4 灌浆结束后散渗面可用防水涂层防护。

    5.7 伸缩绕渗漏处理

    5.7.1 伸缩缝渗漏处理可采用嵌填法、粘贴法、锚固法、灌浆法及补灌沥青等。

    5.7.2 嵌填法的弹性嵌缝材料可选用橡胶类、沥青基类或树脂类等,施工应符合下列要求:

    1 沿缝凿宽、深均为5~6cm的V形槽;
    2 清除缝内杂物及失效的止水材料,并冲洗干净;
    3 槽面涂刷胶粘剂,槽底缝口设隔离棒,嵌填弹性嵌缝材料;
    4 回填弹性树脂砂浆与原混凝土面齐平。

    5.7.3 粘贴法的粘贴材料可选用厚3~6mm的橡胶片材,施工按本规程的4.3.3的规定执行。

    5.7.4 锚固法施工应符合下列要求:

    1 锚固法适用于迎水面伸缩缝处理,局部修补时应做好伸缩缝的止水搭接。
    2 防渗材料可选用橡胶、紫铜、不锈钢等片材,锚固件采用锚固螺栓、钢压条等。
    3 锚固金属片材施工工艺:

     1)沿缝两侧凿槽,槽宽35cm,槽深8~10cm;
     2)在缝两侧各钻一排锚栓孔,排距25cm,孔径22~25mm、孔距50cm、孔深30cm,并冲洗干净,预埋锚栓;
     3)清除缝内堵塞物,嵌入沥青麻丝;
     4)挂橡胶垫,再将金属片材套在锚栓上;
     5)安装钢垫板、拧紧螺母压实;
     6)片材与缝面之间充填密封材料,片材与坝面之间充填弹性树脂砂浆,结构示意图见附录E图E3。
    4 锚固橡胶板施工工艺:

     1)沿缝两侧各30cm范围将混凝土面修理平整;
     2)凿V形槽,槽宽、深5~6cm,并冲洗干净;
     3)在缝两侧各钻一排锚栓孔,排距50cm,孔径40mm,孔深40cm,孔距50cm;
     4)用高压水冲洗钻孔,将树脂砂浆故人孔内,插入直径20mm,长45cm的锚栓,锚栓必须垂直迎水面;
     5)V形槽内涂刷胶粘剂,铺设隔离棒再嵌填嵌缝材料;
     6)在锚栓部位浇一层宽12cm树脂砂浆垫层找平;
     7)根据锚栓位置,在橡胶片上开孔,将宽60cm、厚6mm的橡胶片准确地套在锚栓上,及时安装压板,拧紧螺母,结构示意图见附录E图E4。

    5.7.5 灌浆法适用于迎水面伸缩缝局部处理。灌浆材料可选用弹性聚氨酯、改性沥青浆材等。灌浆施工应符合下列要求:

    1 沿缝凿宽、深5~6cm的V形槽;
    2 在处理段的上、下端骑缝钻止浆孔,孔径40~50mm,孔深不得打穿原止水片,清洗后用树脂砂浆封堵;
    3 骑缝钻灌浆孔,孔径15~20mm,孔距50cm,孔深30~40Cm;
    4 用压力水冲洗钻孔,将直径10~15mm、长15~20cm灌浆管埋人钻孔内5cm,密封灌浆管四周;
    5 冲洗槽面,用快凝止水砂浆嵌填;
    6 逐孔洗缝,控制管口风压O.1MPa,水压0.05~O.1MPa;
    7 灌浆前对灌浆管作通风检查,风压不得超过O.1MPa;
    8 灌浆自下而上逐孔灌注,灌浆压力为0.2~O.5MPa,灌至基本不吸浆时并浆,后结束灌浆。

    5.7.6 补灌沥青适用于沥青井止水结构的渗漏处理,施工应符合下列要求:
    1 沥青井加热可采用电加热法或蒸汽加热法;
    2 蒸汽加热时,加热前用风水轮换冲洗加热管,加热的进气压力为0.3~0.4MPa,回气压力为0.1~0.2MPa,持续加热24~36h;
    3 电加热时应有2000~3000A的电源;
    4 井内沥青膏加热温度控制在120~150℃;
    5 打开出流管检查沥青熔化和老化程度;
    6 补灌的沥青膏配比由试验确定;
    7 补灌的沥青膏经熔化熬制后灌注井内,灌注后膏面应低于井口0.5~1.0m;
    8 灌后应对井口、管口加盖保护。

    5.8 基础及绕坝渗漏处理

    5.8.1 帐幕深度不够或帐幕失效,混凝土与基岩接触面产生渗漏等情况的基础渗漏处理可采用灌浆法,施工应合下列要求:

    1 接触面接触灌浆,孔深应钻至基岩面以下2m,当同时补做帷幕时,接触段灌浆应单独划分为一孔段,并先行灌;
    2 防渗性能差的帐幕应加密灌浆孔;
    3 断层破碎带垂直或斜交于坝轴线、贯穿坝基,渗漏严重的应加深加厚帷幕;
    4 帷幕孔深小于8m宜采用风钻钻孔,超过8m的深孔宜采用机钻钻孔。机钻孔的孔径宜为75~91mm,检查孔的孔径应不小于110mm;
   5 灌浆压力宜通过试验确定;
    6 水泥灌浆施工按SL62—94的规定执行。

    5.8.2 基础排水设施堵塞无法疏通时须补设排水孔。

    5.8.3 绕坝渗漏处理可采用下列方法:

    1 对山体岩石破碎的可采用水泥灌浆作帷幕,对山体岩石节理裂隙发育的可采用水泥灌浆或化学灌浆;
    2 岩溶渗漏可采用灌浆、堵塞、阻截、铺盖和下游导排等措施处理;
    3 岸坡坝肩下游应做导渗排水设施;
    4 土质岸坡采用上游回填粘性土等防渗铺盖,下游面增设反滤、排水措施。

    6 剥蚀修补及处理

    6.1 冻融剥蚀

    6.1.1 冻融剥蚀的调查应包括下列内容:

    1 基本调查:
     1)剥蚀的部位特征:朝向、过水情况、是否属水位变化区或易被水所饱和的部位等;
     2)气温特性:气温年变化、历年最低气温、最冷月平均气温、气温正负交替次数、冻融循环次数、混凝土最大冻深等;
     3)剥蚀区特征:破坏形态、区域大小、深度、钢筋外露情况等;
     4)设计资料:设计依据的规范、设计说明书、设计图、混凝土的设计指标等;
     5)施工情况:材料、配合比、浇筑与养护、试验数据、质量控制、环境条件、竣工资料;
     6)管理状况:冻融剥蚀发展过程、养护修理记录,是否有冲磨剥蚀、钢筋锈蚀、水质侵蚀等病害发生或联合作用;
     7)影响运行情况:安全性、耐久性、美观等。
    2 补充调查包括混凝土抗压强度、动弹性模量、抗冻等级、抗渗等级检测等,必要时可对损伤混凝土进行微观结构分析。
    3 经补充调查仍不能断定剥蚀原因时,应进行专题研究。

    6.1.2 冻融剥蚀的主要原因有环境条件、混凝土材料、设计、施工及其他等五方面,具体内容见附录D表D3,冻融剥蚀的成因应根据调查结果与表D3中所列原因对照分析。

    6.1.3 修补冻融剥蚀应先凿除损伤混凝土,然后回填能满足抗冻要求的修补材料,并采取止漏、排水等措施。

    6.1.4 修补材料应符合下列规定:

    1 修补材料可选用水泥混凝土及砂浆、聚合物水泥砂浆等;修补材料的抗冻等级应符合Sl/T191—96《水工混凝土结构设计规范》的规定。
    2 配制抗冻混凝土及砂浆所用原材料除应符合SDJ207—82的规定外,还应符合下列要求:
     1)选用标号不低于425号的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥;
     2)必须掺用引气剂和减水剂,其品质应符合GB8076—1997《混凝土外加剂》的规定;
     3)可掺用硅粉或I级粉煤灰,硅粉的品质应符合《水工混凝土硅粉品质标准暂行规定》,粉煤灰的品质应符合GBl596—91《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的规定,粉煤灰和硅粉的掺量应通过试验确定;
     4)砂的细度模数宜为2.3~3.0;骨料中含有活性骨料成分时,必须进行专门试验论证。
    3 泥凝土、砂浆的配合比应通过试验确定,抗冻性能试验按SDl05—82《水工混凝土试验规程》规定的快冻试验方法执行。对不具备抗冻试验条件的小规模修补工程,其混凝土的含气量、水灰比应按照SL211—98《水工建筑物抗冰冻设计规范》的规定选用,抗冻砂浆的含气量不得低于7%。

    6.2 钢筋锈蚀引起的混凝土剥蚀

    6.2.1 钢筋锈蚀的调查应包括下列内容:

    1 基本调查:
     1)混凝土剥蚀情况:剥蚀区的部位、范围、顺筋裂缝、疏松剥落等;
     2)钢筋状况:钢筋的位置、直径、保护层厚度、钢筋锈迹和露筋等;
     3)运行及环境条件:作用(荷载)及其变化、冻融、磨损、空蚀、化学侵蚀及水位、温度、湿度、风向等;
     4)设计资料:计算书、设计图、混凝土强度等级、耐久性指标、配筋及保护层厚度等;
     5)施工情况:材料、配合比、浇筑与养护、质量控制、施工环境及竣工资料等;
     6)管理情况:剥蚀发展过程、养护修理记录,碳化深度、氯离子含量等监测资料。

    2 补充调查:
     1)详查混凝土剥落的特征、施工缺陷等;
     2)混凝土抗压强度、抗渗等级、碳化深度、氯离子含量检测等,必要时可进行微观结构分析;
     3)钢筋锈蚀情况及强度检测;
     4)环境有害介质及其含量的检测。

    6.2.2 引起混凝土中钢筋锈蚀的主要原因见附录D表D4。钢筋锈蚀的成因分析应根据调查结果对照表D4进行。

    6.2.3 剥蚀修补应符合下列要求:

    1 对碳化引起的钢筋锈蚀,将保护层全部凿除,处理锈蚀钢筋,用高抗渗等级的混凝土或砂浆修补,并用防碳化涂料防护;
    2 对氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀,凿除受氯离子侵蚀损坏的混凝土,处理锈蚀钢筋,用高抗渗等级的材料修补,并用涂层防护。

    6.2.4 修补材料应符合下列规定:

    1 修补材料选用抗渗等级不低于W12的水泥泥凝土及砂浆、聚合物水泥混凝土及砂浆,对遭受严重侵蚀的部位可选用树脂混凝土及砂浆。

    2 材料的性能不得低于建筑物材料原设计指标。3配制水泥混凝土及砂浆所用原材料除符合SDJ207—82规定外,还应符合下列要求:
     1)在有氯离子侵蚀的环境中,水泥混凝土和砂浆必须掺用钢筋阻锈剂,聚合物水泥砂浆及泥凝土和硅粉砂浆及混凝土也可掺用阻锈剂;
     2)掺用的硅粉和粉煤灰的品质应符合本规程6.1.4的规定。
    4 混凝土及砂浆的水灰比宜小于0.40。

    6.3 磨损和空蚀

    6.3.1 磨损和空蚀的调查应包括下列内容:

    1 基本调查:
     1)磨损和空蚀状况:部位、形状、长度、宽度、深度,钢筋的弯曲、断裂情况;
     2)过水情况:流量、流速、流态、过水历时等;
     3)泥沙特性:多年平均输沙量、含沙量、年最大含沙量、颗粒组成、矿物成份、硬度等;
     4)过水面不平整度:部位、形状、高度或深度等;
     5)磨损和空蚀的发展过程;
     6)设计资料:设计依据的规范、水工模型试验资料、水力计算书、结构设计书、设计图等;
     7)施工情况:材料、配合比、浇筑与养护、质量控制、施工环境、竣工资料等;
     8)管理状况:运行和养护修理记录等。

    2 补充调查:
     1)校核结构物的体形和尺寸;
     2)复核水力计算书及水工模型试验报告;
     3)过水面状况详查:冲坑、冲沟、裂缝、混凝土强度等。

    3 经补充调查仍不能断定空蚀原因时,可进行水工模型试验和专题研究。

    6.3.2 发生磨损和空蚀的主要原因见附录D表D5,磨损和空蚀破坏的成因应根据调查结果与表D5所列原因对照分析。

    6.3.3 磨损和空蚀破坏的修补及处理应符合下列规定:

    1 磨损破坏采用高抗冲耐磨材料修补。

    2 空蚀破坏的修补处理方法:
     1)体形不合理,修改体形;
     2)处理不平整突体,不平整度的控制标准应符合SDJ341—89《溢洪道设计规范》的规定;
     3)设置通气减蚀设施;
     4)改进不合理的闸门运行方式;
     5)用高抗空蚀材料修补。

    6.3.4 磨损和空蚀破坏的修补材料可根据破坏原因选择:

    1 修补悬移质磨损破坏可选用高强硅粉混凝土及砂浆、高强硅粉铸石混凝土及砂浆、铸石板等;
    2 修补推移质冲磨破坏可选用高强铁矿石硅粉混凝土及砂浆、高强硅粉混凝土及砂浆、钢轨嵌高强混凝土等;
    3 修补空蚀破坏可选用高强硅粉钢纤维混凝土、高强硅粉混凝土及砂浆、聚合物水泥混凝土及砂浆等,在温度变化不大或经常处于水下的部位也可选用树脂混凝土及砂浆。

    6.4 修补技术

    6.4.1 基面开挖和处理应符合下列要求:

    1 剥蚀损伤的混凝土必须凿除并清理干净;
    2 采用圆片锯等切槽,形成整齐规则的边缘,轮廓线间夹角不宜小于90°;
    3 对钢筋锈蚀引起的剥蚀,混凝土凿除深度应暴露钢筋的锈蚀面,并进行除锈处理;
    4 采用水泥基材料修补时,基面应吸水饱和,但表面不能有明水;采用树脂基材料修补时,基面宜保持干燥或满足修补材料允许的湿度要求;
    5 回填修补材料前,基面应涂刷与修补材料相适应的基液或界面粘结材料;
    6 修补厚度大于15cm时,应布设锚筋。

    6.4.2 修补材料选择应符合下列要求:

    1 修补厚度小于2cm时选用聚合物水泥砂浆或树脂砂浆,厚度为2~5cm时选用水泥基砂浆,厚度为5~15cm时选用一级配混凝土,厚度大于15cm时选用二级配混凝土;
    2 选用的修补材料与基底材料的弹性模量、线膨胀系数应相近。

    6.4.3 修补材料回填应符合下列要求:

    1 回填低流动度砂浆和混凝土时,应振捣密实并及时抹面,抹面时反复揉压、拍打,但不得加水,高强硅粉混凝土抹面后应立即覆盖保湿;
    2 修补材料必须在界面粘结材料适用时间内回填;
    3 修补表面应光滑平整;
    4 过水面大体积混凝土的剥蚀修补施工,宜采用滑模、真空作业。

    6.4.4 施工环境和养护应符合本规程4.3.6的规定。

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