水利水电施工组织设计专项方案模块310混凝土接缝灌浆.docx

1、水利水电施工组织设计专项方案模块310混凝土接缝灌浆 混凝土接缝灌浆第1节 接缝灌浆布置要求采用常规混凝土的坝一般均分成若干坝段或将各坝段再分为若干柱状块分别浇筑，由此形成的纵横缝视结构要求，在坝体上升至一定高度和承受水压力荷载前需将纵缝或横缝用水泥浆液充填胶结，以形成整体。接缝灌浆的质量好坏，关系到大坝的安全，是混凝土坝施工的重要组成部分，应给予充分的重视。由于接缝灌浆施工属于隐蔽工程，在施工过程中，必须严格控制每一道工序的质量。1.接缝灌浆分缝分区的一般要求接缝灌浆分缝间距、灌浆层分层高度、灌浆面积的一般要求见表1011。表1011 分缝与灌浆分区的一般要求项目纵缝横缝一般要求备注分缝间距

2、(m)15301520纵横缝间距应协调特殊坝块可放宽灌区高度(m)915915应考虑边缘坝块应力状况灌区面积(m2)200300200300应考虑灌浆设备能力特殊灌区面积可适当放宽。2.灌浆系统布置原则(1) 浆液应能自下而上均匀地灌注到整个灌区缝面；(2) 灌浆管路和出浆设施与缝面应畅通；(3) 灌浆管路应顺直，少设弯头；(4) 同一灌区的进、回浆管和排气管管口应尽量集中布置，并应有明显的管口标志以资区别；(5) 所有的管路和出浆设施要便于施工。3.键槽形式和灌浆系统3.1键槽形式接缝的键槽有三角形（卧式）、梯形，（立式、卧式）、圆弧形、球形等形式。纵缝一般均采用卧式三角形键槽,其高度304

3、0cm 而横缝可灵活采用多种形式：立式和卧式的梯形键槽，其高度2030cm；立式圆弧形键槽、球形键槽适用于纵缝和横缝其高度1520cm。一般形式尺寸如图1011。 b)横缝键槽 a)纵缝键槽 C）圆弧形键槽 d）球形键槽图1011 键槽形式 单位：cm a-底宽，b-下底宽，c-间距，h-高度3.2灌浆系统从出浆方式来看，灌浆系统可分为在支管上预埋出浆盒（槽）的点出浆方式、拔管形成管孔的线出浆方式及底部进浆槽的面出浆方式等三大类。各工程可根据具体情况选用合适的键槽形式和灌浆系统。3.2.1预埋灌浆管路的点出浆系统 传统的预埋灌浆管（钢管或硬塑料管）和出浆盒的方式形成的点出浆灌浆系统，由循环式进

4、回浆管路、出浆盒、排气槽、排气管和止浆片组成，灌浆时由下向上升浆。图10-1-2为纵缝卧式三角形键槽管路布置，图10-1-3为横缝立式梯形键槽管路布置，图10-1-4为横缝卧式梯形键槽管路布置。这种灌浆系统因出浆盒的封闭方法不理想，容易造成堵塞或封闭过牢而较难出浆，且管路和出浆盒的安装施工较为复杂，钢材耗用量较大。 图10-1-3 横缝立式梯形键槽埋管典型布置1止浆片；2排气槽；3排气管； 4进浆管； 5回浆管； 6支管； 7出浆盒； 8立式梯形键槽1止浆片；2排气槽、管；3回浆管；4进浆管；5升浆管； 6卧式三角形键槽；7支管；8出浆盒； 9备用回浆管； 10备用进浆管； 11沉污管图10-

5、1-2纵缝卧式三角形键槽埋管典型布置轩置 图1014 立式梯形键槽拔管典型布置1止浆片；2排气槽；3排气管；4开浆拔管；5预埋铁钉；6立式梯形键槽 图1015 纵缝卧式三角形键槽拔管典型布置 1止浆片；2排气槽；3排气管；4进浆管； 5回浆管；6卧式三角形键槽；7支管图1016 横缝立式圆弧形键槽拔管典型布置 图1017 纵横缝球形键槽面出浆系统典布置1止浆片；2排气槽；3排气管；4进浆管； 1止浆片；2底部进浆管；3底部回浆管；46立式圆弧形键槽;7支管；8灌浆廊道； 底部进浆槽；5排气管；6排气管； 7顶部排气槽；8球 3.2.2采用拔管形式的线出浆系统 如图10-1-4、10-1-5和图

6、10-1-6所示，纵横缝灌浆系统除进回浆管路和排气管仍使用预埋钢管或硬塑料管，以及引出坝体外的明管部分需用钢管外，采用软塑料拔管形成骑缝的管孔来替代升浆管、支管（配浆管）、出浆盒及排气槽。这种线出浆灌浆系统不仅施工简便，节省劳动力，而且有利于提高灌浆系统的畅通率，提高接缝灌浆质量，还可节约大量的钢材，降低成本，在乌江渡等工程中已成功使用，技术较为成熟，各工程宜优先选用。3.2.3面出浆系统 如图10-1-7所示的面出浆系统，由分别与进回浆管相连的灌浆区底部进浆槽和顶部排气槽，以及相应的键槽构成。这种灌浆系统结构较为简单，施工简便，节省材料，可在接缝错台处增加灌浆槽解决浆液受阻的问题，也可灵活倒

7、块，且利用面出浆改善了出浆方式，灌浆质量稳定可靠，已在国外许多工程和我国的二滩拱坝横缝灌浆中成功采用，是一种值得推广的新技术。为减小缝面阻力，可辅以拔管形成骑缝管孔。表10-1-2 各类出浆方式的优缺点比较出浆形式出浆部位主要优缺点点出浆出浆盒1、出浆盒应布置在先浇块键槽的倒坡面上；2、出浆可靠性差，易堵塞管路；3、工序多，与混凝土浇筑干扰大，不利快速浇筑；4、成本较高，劳动强度大;5、灌浆系统受坝块混凝土先后浇筑的次序限制线出浆 拔管孔洞1、升浆管宜垂直布置；2、出浆阻力较小，管路通畅性较好；3、工序较点出浆少，受浇筑干扰较小；4、成本较点出浆低；5、灌浆系统受坝块混凝土先后浇筑次序的限制面

8、出浆出浆槽1、升浆均匀，扩散好，畅通性好；2、施工干扰小，有利于快速施工；3、安装最简易，劳动强度低，成本最低；4、灌浆时缝面阻力较前两种大324二次灌浆 对已灌浆又被拉开的接缝，需要进行第二次灌浆（或称重复灌浆），国内曾有工程采用，其灌浆系统属专门设置，其典型布置如图1019。图1019 二次灌浆系统典型布置4.接缝灌浆必备的工作条件为了方便安全施工、处理事故以及灌浆质量检查，应在适当的部位设置廊道或工作平台，尽可能利用坝后桥；为方便各工作面之间及时联系，应备有足够可靠的通讯设施，如对讲机、电话等；准备应急堵漏的材料和设备。第2节 接缝灌浆施工准备1. 灌浆系统埋件的加工和安装 止浆片、出浆

9、盒及其盖板、排气槽及其盖板的材质、规格、加工、安装均应符合设计的要求。1.1止浆片的加工和安装要求每个灌区的周围都由止浆片封闭，因此要求止浆片在灌浆压力作用下不损坏，不漏浆。止浆片可采用厂家生产的专门塑料带，也可采用镀锌铁片或黑铁片，宽度约2530cm，厚度11.5mm（镀锌铁片）,不应小于1mm（黑铁片），并应作防锈处理。由于塑料止浆带不会锈蚀，成本较低，目前各工程优先采用。止浆片安装时，搭接长度不得小于4cm，并搭接牢固，不得漏焊，两翼用铁丝和模板拉直固定。混凝土浇筑时，止浆片周边混凝土应由人工将大骨料散开（最好使用小骨料混凝土），宜采用软管人工振捣棒振捣密实，尤其是水平止浆片的翼下混凝土

10、要特别细心振捣填实。1.2灌浆管路的加工和安装要求1.2.1软塑料拔管加工 软塑料拔管一般为聚氯乙烯或聚乙烯等透明材料制成，外径约25mm，内径19mm。一端为封头，宜采用热压模具加工成圆锥形，另一端为气门芯装置的压紧连接方式充气接头。塑料拔管与气门嘴连接要牢固，软（硬）管的接头均采用焊接，用0.20.3MPa压力进行通气检查。低温时，塑料软管可在不高于50的温水中浸泡后再充气检查。1.2.2升浆管拔管的安装 在先浇块的模板上安升浆管的部位先钉上竖向30mm的半圆木条，使之在先浇块浇筑后形成半圆槽，槽两边每隔50cm高程预埋固定管路的铁钉。拆模后，预埋形成的半圆槽应在上下浇筑层间保持光滑、顺直

11、、连续。灌浆区起始层（底层）的，后浇块浇筑前，拆除半圆木条，形成半圆槽。安装好进、回浆管后，把经充气24h的检查无漏气现象的塑料软管放掉空气，然后将封头插入进浆管的三通内（如图10-2-1），顺次把塑料软管由低到高放入半圆槽内，理直，并利用铅丝及预埋铁钉固定好。塑料软管埋设完毕，于混凝土浇筑前再充气加压膨胀，使软管外径从25mm扩大到28mm左右，以插入三通部分无松动现象为准。混凝土浇筑完后1624h把气放掉，拔出塑料软管，形成管孔。图10-2-1底层拔管构造1进浆管； 三通； 软塑料拔管；锥形封头 灌浆区中间层，把塑料软管的封头直接插入下层拔管孔内，插入深度约30cm，其工序与灌浆起始层相同

12、，个别拔管堵塞时，在下一层浇筑时利用三通连通处理管与相邻通畅孔相连，其构造如图10-2-2所示。 图10-2-3 顶层拔管构造1接缝缝面；2软塑料拔管； 3先浇块混凝土 图10-2-2 中间层拔管及串通处理构造1软塑料管；2锥形封头；3拔管内堵塞物； 4串通处理管；5拔管成孔灌浆结束层（即灌区顶层）工序与灌浆中间层基本相同，但距排气槽85100cm时，需把半圆槽内埋设的塑料软管倾斜，使管口离缝面0.5m，混凝土浇筑收仓后，待混凝土达一定强度即放气拔出塑料管，并及时加木塞保护管口，构造如图10-2-3所示。 图1024 拔管排气槽安装图 1.2.3排气槽、管的安装 灌区顶部的排气槽由两根水平拔管

13、骑缝造孔构成，具体安装如图10-2-4所示。先浇块分缝模板上钉水平半圆木条（30mm）两条（坝块两端各留100cm不钉），拆模后形成槽子，槽子两侧相隔50cm预埋铁钉。后浇块浇筑前在先浇块上预留的槽内安装塑料软管，充气理直，并用铁丝将充气软管固定到预埋的铁钉上。为减小拔管长度，在水平拔管中部，用长约20cm，25mm的套管相连，水平拔管分两段分别从两侧通过旁通四通与排气管连通后，缓变引出混凝土面拔出。拔出条件及保护措施与升浆管安装相同。1.2.4预埋钢管或硬塑料管 接缝灌浆管路系统除了可用软管拔管造孔替代升浆管、排气槽等外，其它管路，如进浆管、回浆管、弯头，以及采用出浆盒方式的升浆管、水平支管

14、等，均宜采用钢管或硬塑料管，这些钢管、硬塑料管永久埋设在坝体内。进、回浆管一般为3240mm，用作升浆管或水平支管一般为2025mm。采用预埋钢管时，进、回浆管转弯处应用弯管机加工或用弯管接头连接，进浆管与升浆管或水平支管的连接应用三通，均不得焊接。管上开孔应用电钻，钻后应将管内的渣屑清除干净。采用预埋塑料管方式时，埋管应用聚乙烯硬管，外露管口段应换用钢管。塑料硬管间连接可用焊接法，连接后应进行受力和漏水检查。管上开孔应用电钻，钻后应将管内的渣屑清除干净。1.2.5采用预埋管和出浆盒的点出浆系统的安装 安装灌浆管路、出浆盒、排气槽、止浆片等，应在模板架立之后，先浇块浇筑前完成，出浆盒盖板、排气

15、槽盖板应在后浇块内安设。出浆盒和排气槽的四周应同模板紧贴，安装牢固。盒盖与盒，槽盖与槽应完全吻合，并加以固定，四周应封闭。出浆盒盖常用预制专门的砂浆块，排气槽盖一般用1mm左右的铁皮加工做成。进浆管与备用回浆管和回浆管与备用进浆管需在灌区底部连接时，宜采用沉污管形式。在碾压混凝土坝中，可将预制的混凝土模板或木模直接预埋在诱导缝或横缝内形成出浆系统。1.2.6面出浆系统的管路安装 面出浆系统的进、回浆管路和灌浆槽在灌区的底部和顶部可采用同样的布置方式。对于缝面积较大的接缝宜布置双套进、回浆管以利填满全缝，见图10-2-5二滩拱坝横缝灌浆管路图。图10-2-5 二滩拱坝横缝灌浆管路图 进、回浆管和

16、灌浆槽（包括顶部兼排气槽、管）预埋在先浇块内 ，管路一般采用3240mm钢管或硬塑料管，沿管每隔5m距离，设置带有丝扣的三通插入灌浆槽内，三通的出口应先封 ，灌浆槽在灌区的底部和顶部，用三角木条预钉在先浇块模板上形成。 如图1026所示，灌浆槽（排气槽）盖板，可采用06mm厚的镀锌铁片，在后浇块浇筑前拆除预钉在先浇块的三角木条形成槽，拔去三通出口的封塞物，用水泥枪钉将盖板钉在灌浆槽面上，封好盖板，以防后浇块浇筑时，水泥浆渗入堵塞灌浆槽管。2灌浆系统的检查和维护2.1专职人员的全过程检查维护图10-2-6 灌浆槽埋设图 对灌浆系统制作安装全过程，都应有专门的检查和维护人员，应该是专职队伍，负责对

17、灌浆系统的管路、止浆片、排气槽等安装好后进行检查，如发现不合要求，立即进行纠正。在混凝土浇筑过程中应有专人值班检查管路是否被损坏或移位，一经发现立即修复和纠正，并作记录。2.2通水检查2.2.1拔管后通水检查 采用塑料拔管方式时，每加高一层，必须对拔管形成的管孔进行通水检查，并冲洗干净。2.2.2埋管后通水检查 采用预埋管方式时，在先浇块混凝土拆模后，应对预埋的灌浆系统进行通水检查，如发现问题应及时处理，并应作记录。2.2.3整个灌区形成后全面通水检查 整个灌区形成后，应再次对灌浆系统进行通水复查，发现问题及时处理，直至畅通合格，通水复查应作记录。2.2.4灌前通水检查 灌浆前应再次对灌区进行

18、通水检查，通水压力一般在灌浆压力的80%的情况下，宜达到以下要求： 1）灌区至少应有一套灌浆管路畅通，其流量宜大于30L/min； 2）采用“单开通水检查方法”，查明缝面通畅情况，两个排气管的单开出水量均宜大于25L/min；3）发现外漏，需立即进行嵌堵处理，处理后缝面漏水量宜小于15L/min。2.3缝面表面检查 后浇块浇筑前，对纵横缝面宜用风砂枪打毛玉露砂，并应将先浇块的缝面用清水冲洗干净，在清洗仓面时，应防止污水流入下层接缝内。2.4管口保护和检查灌浆系统的管路形成后，外露管口和拔管孔洞均应堵盖严密，有明显识别标牌，妥善保护，并经常检查，发现破损立即更换。3灌浆前准备3.1蓄水前后的灌浆

19、要求 1）蓄水前应完成蓄水初期最低水位以下各灌区的接缝灌浆及验收工作；2）各灌区的接缝灌浆宜在库水位低于灌区底部高程时进行，特殊情况下，经论证后，允许库水位低于灌区顶部高程时进行。3.2接缝灌浆时混凝土的龄期和强度混凝土的龄期 灌浆时，灌区两侧坝块混凝土的龄期一般不宜少于4到6个月，否则需进行专门论证。如混凝土自生体积变形性能属于微膨胀型时，混凝土的灌缝龄期允许不少于2个月；如混凝土自生体积变形不属微膨型时，应采取超冷措施且灌浆时混凝土的龄期不宜少于4个月。3.3灌浆区混凝土温度 灌浆前，灌区的坝块混凝土温度应达到设计要求的灌浆温度，灌浆区混凝土温度观测方法和具体要求见表10-2-1。表10-

20、2-1 坝块温度观测和要求测 温 方 法测 点 布 置观 测 要 求预埋热电耦温度计、电阻温度计或其他测温仪器同高程的坝块里，可每隔一个坝段矩形网络布置测温仪器，仪器埋设在坝块的中心断面，并用电缆线引到坝体外定期测读温度，一般每隔714d观测1次,灌浆前适当加密观测次数测温管在坝块某高程预埋黑铁管或钻孔，将电阻温度计插入孔内，回填干砂，封闭孔口定期测读温度，一般每隔714d观测1次冷却水管通水闷温对灌区两侧混凝土每一浇筑层的冷却水管都进行通水，然后关闭进出水阀门，闷温45d，使混凝土与管内的水充分进行热交换测读时将闷温的水放入保温杯或绝热材料作的小水桶内，立即用温度计测定水温，连测三次，取其平

21、均值作为该层冷却管的闷温资料，再取各浇筑层温度的平均值为坝块的温度其它方法可以参照其散热条件相似的相邻坝块温度，或用由监理工程师批准的其它方法估算混凝土温度3.4灌缝张开度的测定 接缝张开度是检验接缝缝面可灌性的重要指标。灌浆前，张开度应该满足灌浆要求，每一灌区都应有张开度实测资料。张开度的观测方法和要求如表10-2-2。表10-2-2 接缝张开度观测方法和要求观 测 方 法布 置 要 求观 测 要 求预埋电子测缝计测缝计一般相隔30m左右高程布置一层，同一高程相距23个坝段布置以浇筑时的读数(或混凝土温度最高时的读数)作为0点，7d一次定期观测接缝张开度安设表面测缝计接缝的两侧表面或廊道中接

22、缝两侧安装定期观测，一般7d一次定期观测接缝张开度直接测量法 在接缝表面的上部、中部、或下部及廊道中预先布置固定测点用游标卡尺或千分表定期测读，也可用厚薄规和刻度放大镜测度，47d测读一次注水法估算选择典型灌区注水 注水前先用气将缝面内的积水吹干，然后在缝内注入清水，用注入缝内的水的体积（不计入渗漏量）除以缝面的净面积，即可得接缝的平均张开度。此法还可用来校核灌浆量3.5缝面预润湿和冲洗 灌浆前应对缝面充水浸泡24h，使缝面内沉积的泥浆、水垢等污物软化，然后通入压力空气和水轮换冲洗（冲洗压力小于0.2MPa），排出缝内污物，直至缝面洁净，回水完全清洁为止。3.6灌浆设备和浆液检查3.6.1中心

23、制浆站 为保证制浆速度和制浆质量，宜建立中心制浆站。制浆站应配备水泥储罐、外加剂桶、配料称量设施和制浆机。制浆机由搅拌机和储浆桶构成，搅拌机转速宜达12001500r/min，最大制浆浓度为0.45:1，制浆速度500L/min以上。浆液制好后，经检查合格，由输浆泵经高压输浆管送至灌浆泵站。制浆站还应配备相应的压力表、控制阀。为了较为准确的记录灌浆压力，灌浆量、灌浆流量以及灌浆时间等，宜配置自动记录仪对灌浆过程进行自动记录。3.6.2灌浆泵站 从中心制浆站送来的浆液储存在储浆桶中，储浆桶配备一台慢速搅拌机（转速100L/min)，最大压力可达10MPa，可灌注最小水灰比0.45:1浆液的灌浆泵

24、，以及相应的稳压器、压力表、控制阀。为了较为准确的记录灌浆压力，灌浆量、灌浆流量以及灌浆时间等，宜配置自动记录仪对灌浆过程进行自动记录。灌浆常用机械设备见表10-2-3。3.6.3浆液检查设备 在制浆站、灌浆泵站和接缝回浆管路出口都应有测温计、检测浆液比重的浆液天平和检测粘度的仪器（如马氏漏斗等），以便随时检查浆液性能。表10-2-3 灌浆常用机械设备表名称规格流量(L/min)压力(MPa)最小水灰比功率(kW)备注灌浆泵BW-150型1504.00.40三缸BW-200型2005.00.4020三缸SGB6-10型18010.030高压灌浆制浆站NG 300/6000.4 m3210双桶立

25、式搅拌机，高速JJS-2B型2 m30.405低速自动记录仪GY-1V 型自动打印时间、压力、流量、水灰比、Q/P值、V值、累计灌浆量 、历时等参数图象和数字记录VOPI（法国）J31 D型多路灌浆监测系统自动记录灌浆全过程数据。一台计算机可同时监测416台灌浆机器转运情况3.7灌浆材料和浆液配比试验3.7.1对灌浆材料的要求1）水泥 水泥应采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，其品质必须符合GB175-1999标准，水泥强度等级不低于42.5即标号不低于52.5Mpa，比表面积不小于3500cm2/g。其细度要求通过80m方孔筛的筛余量小于10%，且100%通过0.3mm的方孔筛。灌浆需要采用超细

26、水泥时，其细度要求通过71m方孔筛的筛余量小于2%。灌浆水泥应保持新鲜，受潮结块的水泥不得使用。水泥在使用前必须对其进行鉴定，符合质量要求后方可使用。并准备充足的水泥等灌浆材料。2）水 灌浆用水应符合拌和混凝土用水的要求。3）外加剂 根据接缝的张开度、气温条件和不同稠度浆液的要求，可选用合适的外加剂（减水剂），增加浆液的流动性，使浆液的粘度值控制在可灌性的范围内（马氏漏斗测定值40秒），外加剂的品质必须满足技术规范的要求。3.7.2浆液试验的内容 浆液试验包括不同浓度水灰比浆液在掺入不同比例的外加剂时的密度、黏滞度、浆液温度、2h析水率、初凝时间、终凝时间、水泥结石体积，以及不同龄期水泥结石的

27、抗拉、抗压强度等。二滩拱坝接缝灌浆浆液性能见表10-2-4。表10-2-4 二滩拱坝接缝灌浆浆液性能表减水剂品种水灰比密度(g/m3)漏斗黏滞度(S)2h析水率（%）初凝时间(h:min)28d抗压强度(MPa)ZB-10.45:11.893739239:203637RH 561(液态)1:11.5128160.6:11.74341.067350.45:11.89450.55637383.7.3浆液配制方法 不同的水灰比中，每升浆液的含灰量、含水量及水泥浆液调浓、调稀的计算方法分别列于表10-2-5、表10-2-6、表10-2-7中。3.7.4水泥浆的使用要求 水泥浆从制备到用完时间不宜超过4

28、h（超细水泥浆不超过2h），浆液使用前应过筛，浆液温度保持在540之间。表1025 水泥浆液配制计算方法水泥浆水泥（kg）水（L）水灰比（设计）W/C （重量比）每L浆含水泥量：每L含水量：浆液配制加水泥量：加水量： 由稀变浓或由浓变稀由稀变浓应加水泥量：由浓变稀应加水量：注：表中K1为调浓系数，K2为调稀系数。表1026 不同水灰比每L液含灰量和含水量设计水灰比（W/C）4:13:12:11:10.6:10.5:10.45:152.5硅酸盐大坝水泥（水泥密度3.22）浆液密度每L浆含水泥量（kg）每L浆含水量（L）1.1600.2320.9281.2080.3020.9061.2980.43

29、30.8661.5260.7630.7631.7571.0980.6591.8511.2340.6171.9061.3140.59152.5普通硅酸盐水泥（水泥密度3.16）浆液密度每L浆含水泥量（kg） 每L浆含水量（L）1.1580.2320.9271.206 0.302 0.9041.2950.4320.8631.5190.7600.7601.7461.091 0.6551.8371.2250.6121.8931.3050.58842.5普通硅酸盐水泥（水泥密度3.10）浆液密度 每L浆含水泥量（kg）每L浆含水量（L）1.157 0.231 0.9251.204 0.301 0.9031.292 0.431 0.8611.512 0.756 0.7561.734 1.084 0.6501.824 1.216 0.6081.876 1.294 0.582注 水灰比与浆液密度的关系： 表1027 水泥（密度为3.22）浆液调浓和调稀的系数设计水灰比（W/C）4:13:12:11:10.6:10.5:10.45:1浆液密度1.1601.2081.2981.5261.7571.8511.906调浓系数K11.563