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本文分析了新城船閘下閘首底板裂縫產(chǎn)生的原因，闡述了裂縫處理的工藝特點，灌后壓水試驗和取芯檢查都說明這次裂縫處理是成功的。 
關(guān)  鍵  詞：下閘首底板裂縫；化灌；鉆孔取芯

 
     江漢航線位于湖北省富饒的江漢平原，它是利用腹地內(nèi)現(xiàn)有河曲和通航設(shè)施，輔以新建船閘、開挖航道等工程，將長江和漢江在湖北省中部連接起來的一條水運捷徑。江漢航線的建設(shè)，可以調(diào)整、改善江漢平原的綜合運輸結(jié)構(gòu)，發(fā)揮水運的潛在優(yōu)勢，對加強江漢平原經(jīng)濟帶的聯(lián)系，加速江漢平原經(jīng)濟區(qū)的開發(fā)開放，具有十分重要的經(jīng)濟價值和社會效益。
     航線北起漢江新城船閘，經(jīng)新開挖連接河，進西荊河、殷家河、雙渠河、魯?shù)甏�閘入長湖，過習家口船閘到內(nèi)荊河，由宦子口船閘進螺山干渠，南從洪湖螺山船閘出口到長江，全長174公里。
 湖北省江漢航線新城船閘工程于1997年12月26日開工，上下閘首采用鋼板樁支護垂直開挖，底板均分兩層澆注，底板澆注完成后，上下閘首均灌水反壓，汛后清理發(fā)現(xiàn)閘首底板有裂縫產(chǎn)生。
 
1. 裂縫產(chǎn)生的原因
    根據(jù)1998年7月31日初測，截止1999年4月23日的觀測資料，下閘首均存在一定的不均勻沉降，下閘首最大沉降為93mm，最小沉降為27mm，沉降最大在邊墩處，軸線處沉降最小。另外通過對上下閘首地基基礎(chǔ)、施工工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計等多方研究，最后認為上下閘首底板出現(xiàn)的裂縫是閘首產(chǎn)生不均勻沉降而造成的。
 
2 裂縫分布與處理方案
2.1 裂縫的分布 
   根據(jù)現(xiàn)場查看：下閘首所顯露出的裂縫共有13條，裂縫總長約236米，裂縫表面寬度約0.2—4mm，且大多數(shù)裂縫與底板、閘室及消力池兩邊的伸縮縫連通，幾條主要的裂縫分布詳見圖1。
2.2 裂縫處理方案
   由于底板處于地下水位以下，下閘首下游和上游底板沿縫冒水量較大，且下閘首閘室平臺漏水量也較大。施工難度很大，經(jīng)過認真的分析研究，確定采用長科院CW系環(huán)氧類灌漿材料對裂縫進行補強灌漿，同時為了防止CW漿液進入伸縮縫，故首先采用彈性快凝材料在兩端進行封堵，封堵成功后再進行高強度環(huán)氧類材料灌漿。
 
 
 
圖1 下閘首幾條主要裂縫分布圖
Fig.1  The several crack of downstream gate head
3. 施工材料與主要設(shè)備
3.1  CW灌漿材料
 CW灌漿材料是一種改性的環(huán)氧類灌漿材料，它具有配制簡單，可灌性好，不僅在干燥條件且在潮濕和水中仍能很好固化，毒性低，是處理混凝土裂縫和泥化夾層較好的補強灌漿材料。其主要性能如表1所示。
表1  CW化學漿材主要性能
Table 1 The main property of CW grouting agent
粘度(cp) 膠凝時間(h) 28d抗壓強度(MPa) 90d粘接劈拉強度(MPa) 28d抗?jié)B強度(MPa) 
14 26 47.8 4.7 >3 

 
3.2  聚氨酯類灌漿材料
     此種材料是一種快速高效的防滲堵漏材料，具有彈性止水和以水止水的雙重功能，已在大量的工程中得到廣泛的應用，其主要性能如表2所示。
 
表2 聚氨酯灌漿材料的主要性能
Table 2 The main property of polyurethane grouting agent
粘度(cp) 膠凝時間 粘接強度(MPa) 比重 
100 幾分—幾十分內(nèi)可調(diào) 1.2 1.09 

 
3.5  主要施工設(shè)備
    CKY—HG(A1)化學灌漿泵(機泵)一臺;CKY—HG(B)腳踏泵二臺;手搖泵一臺；ZZH1—160型鉆機二臺；空壓機一臺；切割機一臺；電錘一套；鑿毛機二臺。
 
4下閘首裂縫灌漿處理施工
     灌漿施工工藝流程為：表面清理→灌漿孔布置及鉆孔→鑿槽→沖(洗)孔、縫→埋管→嵌縫→壓水、通風→灌漿。
4.1  表面清理
     用高壓水槍沖洗裂縫表面，將松散的表皮、泥沙、污垢等清洗干凈。
4.2  灌漿孔布置及鉆孔
      灌漿孔布置是沿縫兩側(cè)進行布置，孔距0.5m—1m不等，孔深40cm—180cm，對于孔深大于1米的斜孔中都插入了Φ25的螺紋鋼筋。它們經(jīng)環(huán)氧樹脂固化后，形成樹脂鋼筋錨桿，這樣將提高斷裂面的粘接力。
4.3  鑿槽
 沿裂縫兩側(cè)鑿“V”型槽，槽口寬5cm，深5cm。
4.4  沖孔
     用高壓水和高壓風輪換沖洗斜孔和騎縫孔以及縫面，將孔內(nèi)及縫面粉塵沖洗干凈，縫面吹干。
4.5  埋管與嵌縫
4.5.1  灌漿管埋設(shè)
 先在騎縫孔和斜孔口涂刷聚合物基液，待其發(fā)粘后，放入灌漿管，在孔口用聚合物砂漿將灌漿管固定、壓實。
4.5.2  嵌縫
    在淺槽內(nèi)涂刷聚合物基液，待其發(fā)粘后，再涂抹嵌縫材料，并抹壓密實、平整。
4.6  壓水、通風
    對縫面逐孔進行水、風輪換沖洗，風壓0.1MPa，查明管道、鉆孔、縫面串通及嵌縫外漏情況。若有外漏及時處理。風、水輪換沖洗時間每孔5min，當相鄰孔出清水后，再用水沖洗一次即完畢。壓水檢查設(shè)備為CKY—HB(B1)腳踏泵。
4.7  灌漿
 化學灌漿漿材為長科院開發(fā)研制的CW系列環(huán)氧化灌材料和聚氨酯灌漿材料；化學灌漿設(shè)備為CKY—HG(A1)化學灌漿泵(機泵)，CKY—HG(B)腳踏泵；灌漿步驟先采用兩邊和底板封堵，若灌漿量太大，采取間歇法灌漿。灌漿采用由里及表、由一端至另一端、先灌斜孔、后灌騎縫孔、以單孔和多孔并聯(lián)灌注進漿方式進行，灌漿結(jié)束標準為基本不吸漿，屏漿24小時，隨即壓力閉漿，封管結(jié)束灌漿。對串通不良或其他原因暫時擱置的灌漿孔，在相鄰孔灌漿結(jié)束后，及時清除孔內(nèi)漿、水、進行補灌，結(jié)束標準同上。每一條縫灌漿結(jié)束，漿材初凝后，及時拔出灌漿管，回填聚合物砂漿。本次灌漿從4月13日開始到4月29日結(jié)束，共灌入漿材1781.8Kg。
 
5        灌漿效果質(zhì)量檢查
5.1  灌后壓水檢查
灌漿施工完后7天，選擇部分孔進行壓水檢查，壓水設(shè)備采用CKY—HG(B)腳踏泵，壓水壓力0.2MPa，各孔吸水率為0ml/min。
5.2  灌后鉆孔取芯檢查及芯樣力學性能測試
 下閘首灌漿施工完成后21天，在裂縫局部位置打掉嵌縫，可見縫面漿材充填飽滿。且在下閘首閘室底板和下閘首下游底板多處鉆取芯樣檢查，裂縫中漿材充填密實。對所取芯樣進行抗拉強度(劈裂法)測試，試驗結(jié)果見表3。
表3 芯樣粘抗拉強度(劈裂法)試驗結(jié)果
Table 3 The result of tensile strength of core sample
樣品號 取樣部位 抗拉強度(MPa) 備注 
1 下閘首中門檻:距中門檻下游面4.04m,距北面墻6.70m 2.5 裂縫，非粘接面斷裂 
2 下閘首中門檻:距中門檻下游面2.23m距北面墻6.60m         1.7 裂縫，粘接面斷裂 
3 下閘首中門檻:距中門檻下游面6.42m,距北面墻4.38m 2.3 裂縫，非粘接面斷裂 
4 下閘首下游底板:距中門檻下游面4.80m,距北面墻6.46m 3.1 裂縫，非粘接面斷裂 
5 下閘首下游底板:距中門檻下游面0.56m,距北面墻7.07m 2.1 裂縫，粘接面斷裂 
 
6        結(jié)語
    在新城船閘指揮部、湖北交通規(guī)劃設(shè)計院、新城船閘監(jiān)理部的大力支持和幫助下，我公司從2000年元月3日起，到2000年5月18日，歷時4個半月，順利完成施工任務(wù)。、所有檢查孔在0.2MPa壓力下，壓水檢查吸水率為零；通過現(xiàn)場鉆孔取芯檢查，漿液在裂縫中充填飽滿，平均抗拉強度(劈裂法)為2.3MPa,由此可以認為此次化灌處理結(jié)果已達到業(yè)主和設(shè)計有關(guān)防滲和加固的要求。
 
參考文獻：
 
[1] 汪在芹，魏濤等.三峽工程F215斷層破碎帶灌漿材料實驗報告.長江科學院.院編號：99—033
[2] 汪在芹，魏濤等.三峽水利樞紐F215斷層破碎帶灌注長科院CW化學漿液現(xiàn)場實驗研究報告.長江科學院.院編號：200—26