摘要本文介紹碾壓混凝土拱壩接縫重複灌漿研究試驗的模型設計、模型澆築、重複灌漿試驗和灌漿效果檢查等情況。模型試驗結果表明，研製的橡膠套閥重複灌漿盒能進行重複灌漿，該項成果填補了國內空白。水膠比1.
0的超細水泥復合漿材能灌入縫寬0.25mm左右的裂縫和接縫，灌漿效果令人滿意。
關鍵詞碾壓混凝土拱壩接縫重複灌漿超細水泥
混凝土壩接縫灌漿時，若壩體尚未達到穩定溫度，則隨著壩體溫度降低，混凝土收縮導致已灌接縫重新張開，需進行第二次，甚至第三次接縫灌漿，這就是所謂混凝土壩接縫重複灌漿。2023年我國建成世界上最高的普定碾壓混凝土拱壩（高75m），後來福建省溪柄碾壓混凝土薄拱壩（高63.5m）和河北省溫泉堡碾壓混凝土拱壩（高48.
5m）相繼建成。在建的沙牌碾壓混凝土拱壩（高132m）是當今世界上最高的碾壓混凝土拱壩。
碾壓混凝土拱壩不預埋冷卻水管，靠低水泥用量，低發熱量和薄層澆築散熱控制壩體溫公升。在水庫蓄水前封拱時壩體達不到穩定溫度就需對徑向縫或誘導縫進行灌漿。隨著壩體溫度降低，碾壓混凝土收縮會導致已灌漿的徑向縫或誘導縫重新張開，需進行重複灌漿。
「八五」期間（1991—2023年）我國建成普定，溪柄，溫泉堡等3座碾壓混凝土拱壩，因當時還未研製出重複灌漿出漿盒，普定、溫泉堡碾壓混凝土拱壩都埋設了二次灌漿系統。
為解決碾壓混凝土拱壩接縫重複灌漿，特別研製了橡膠套閥重複灌漿盒和能灌微細裂縫的超細水泥復合漿材，並進行了碾壓混凝土拱壩接縫重複灌漿模型試驗。試驗結果表明，橡膠套閥完全能進行重複灌漿，容易沖洗乾淨，用水膠比1.0的改性超細水泥漿材能灌入縫寬0.
25mm左右的接縫，從鑽孔取芯樣縫面水泥結石情況來看，重複灌漿效果令人滿意。
1 橡膠套閥重複出漿盒
橡膠套閥重複出漿盒由一根穿孔鋼管、乙個橡膠套和兩個管接頭組成，能夠通過管接頭方便快捷地串聯安裝在灌漿管路中。橡膠套由優質高彈和耐久性優良的橡膠硫化而成。該套包裹在穿孔管的外面借助收縮壓力能緊密覆蓋管壁上的出漿孔，只有當管內壓力達0.
06～0.2mpa時，水或漿材才能頂開橡膠套，從出漿孔流出而無論何種外壓也不會使外面的水或漿材回流。把埋有橡膠套閥灌漿管的混凝土塊〔尺寸45×45×45cm〕劈為兩半，然後用鋼夾具拼合成縫，保持縫寬大約0.
2～0.5mm，進行灌漿試驗。試驗結果表明，該橡膠套閥可在乙個月內重複灌漿2～3次。
2 小模型重複灌漿試驗
2.1形成混凝土裂縫小模型45×45×45cm混凝土立方體7d齡期後用壓力機沿預埋灌漿管路剖面劈開，然後仔細合上，立刻用鋼螺栓固定，形成模擬裂縫。裂縫寬度由設定在裂縫面上的金屬薄墊片來控制和調整，裂縫寬度用讀數顯微鏡在混凝土表面測量（見圖2）。
2.2縫口密封裂縫調整到所需寬度後，用聚合物水泥密封膏封閉裂縫四周。
2.3配製灌漿材料根據漿材試驗結果（見表1），水膠比0.6漿材粘度大，抗壓強度偏高，不宜做微細裂縫灌漿材料，因此小模型試驗配製了mc、mb兩類4種漿材，採用膠體磨攪拌，mc類為超細水泥+高效分散劑漿材，水灰比為0.
8，1.0；mb類為超細水泥+復合礦粉+高效分散劑漿材，水膠比為0.8，1.
0。從表1可以看出，mb-10改性超細水泥漿材的粘度較小，但其強度仍較高。
2.4灌漿試驗第一次灌漿：漿材mc-8和mb-8能順利灌入縫寬為0.
30ｍｍ以上的裂縫，開環壓力為０.2mpa～0.30mpa，最大灌漿壓力0.
4mpa～0.5mpa；漿材mb-10和mc-10能順利灌入0.25mm～0.
3mm的裂縫，開環壓力為0.2mpa～0.3mpa,最大灌漿壓力為0.
3mpa～0.6mpa。
第二次灌漿：第一次灌漿7天後，沿原縫處劈開形成模擬裂縫寬度0.2mm～0.
25mm.。採用水膠比為1.0的mb-10超細水泥復合漿材,橡膠套閥開環壓力為0.
2mpa～0.3mpa，最大灌漿壓力為0.4mpa～0.
6mpa。
第三次灌漿：為了驗證橡膠套閥能多次重複灌漿，在第二次灌漿7天後進行了第三次灌漿（即第二次重複灌漿）試驗，裂縫寬度仍為0.2mm～0.
25mm，採用水膠比為1.0的mb-10漿材(淺紅色)，橡膠套閥開環壓力仍為0.2mpa～0.
3mpa，最大灌漿壓力為0.3mpa～0.6mpa，灌漿進行得很順利。
表1 mc、mb灌漿材料效能試驗結果
2.5重複灌漿效果檢查每次灌漿後，待水泥漿材凝結硬化達到一定強度，就沿原縫處劈開，觀察灌漿效果，發現漿材在縫面充填飽滿。為了便於區別第一次和第二次重複灌漿效果，第一次重複灌漿漿材採用原色，第二次則染為淺紅色，當沿原縫處劈開後，剝下一塊水泥結石就能清楚看到第一次與第二次重複灌漿的分界線，這說明採用水膠比1.
0的超細水泥復合漿材能灌入縫寬為0.2mm～0.25mm的裂縫，且灌漿效果令人滿意。
3 大比尺模型重複灌漿試驗
3.1模型設計
⑴模型尺寸根據沙牌碾壓混凝土拱壩灌漿系統布置，確定模型尺寸為2×1.4×1m(長×寬×高)，由固定塊和移動塊組成，固定塊尺寸為2×0.8×1m，移動塊尺寸為2×0.6×1m。
⑵模擬誘導縫模擬誘導縫由固定塊與移動塊之間的接縫形成，接縫兩側埋有尺寸與實際工程相類似的預製混凝土誘導板，尺寸100×30×6cm（長×寬×厚），並埋入帶有橡膠套閥的1吋灌漿管。為了減小縫面粘結力，便於拉開成縫，在接縫面上刷有介面隔離劑。
⑶接縫寬度量測接縫寬度由預埋的2支cf-15型電阻式測縫計量測，1支位於模型中心位置，另一支位於距側面45cm的中部。
⑷接縫寬度控制在固定塊和移動塊中心位置預埋有鋼支承梁，模型兩側設傳力絲槓和螺母，每根絲槓上設4隻大螺母。通過螺母旋動和絲槓傳力精確控制接縫寬度。
⑸接縫周邊密封模型底部採用銅片止水（厚0.2mm），兩側和頂部採用聚合物水泥密封膏封閉止水。
⑹排氣措施在模型頂部設φ20排氣槽，排氣槽兩頭預埋長15cm1吋管，管上設閥門，可作排氣、沖洗管路和並漿之用。
⑺減小移動推力的措施縫面塗刷介面隔離劑減小粘結力。移動塊體下設8根2吋鋼管，起滾動減阻作用，降低移動推力。
⑻灌漿裝置採用膠體磨製漿，手掀幫浦灌漿。
大比尺模型重複灌漿縫面設計圖見圖3。
3.2模型澆築
大比尺模型由固定塊和移動塊組成，分兩次澆築，即先澆築固定塊，後澆築移動塊。
3.3第一次灌漿試驗
第一次成縫時，由於人造縫面塗有介面隔離劑，移動塊底部設有滾動減阻裝置，因此推開移動塊很容易。只要鬆開絲槓外側螺母，用大扳手擰內側螺母就能將縫拉開。同時觀測測縫計電阻比變化值，縫張開0.
5mm時停止擰內側螺母，將絲槓外側螺母上緊即可。模型設計成功地達到了預期目的。
第一次灌漿採用磨細水泥+矽粉復合漿材，水膠比1.0，用手掀幫浦施灌。灌前需封閉縫口，壓水，使縫面混凝土吸水飽和。
橡膠套閥的開環壓力為0.18mpa，漿液公升達排氣槽後從排氣管排出，說明縫面已灌滿漿液，關閉排氣管閥門並漿10min，排氣管壓力表讀數為0.05mpa灌漿結束。
灌漿結束後，即用壓力水沖洗灌漿管路，直到排出清水為止，保證管路中不殘留水泥漿液，便於第二次灌漿時能順利開環。排氣管沖洗可在漿材初凝前進行，為了便於沖洗，最好在2/3初凝時間前完成。
3.4第二次灌漿試驗
第二次灌漿試驗的成縫寬度為0.35mm，灌前先封閉縫口，做壓水試驗。灌漿採用mb-10超細水泥復合漿材，水膠比為1.
0。在壓水試驗約30min後開始灌漿，開環壓力為0.18mpa，但灌漿壓力高達2mpa仍不進漿。
分析其原因是灌前壓水時間較短，縫面混凝土吸水未達到飽的狀態，水膠比1.0的漿材灌到縫面，水被縫面混凝土吸收，使漿材失去流動性，沉積在縫中阻塞灌漿通道。當時果斷決定停止灌漿，立刻壓水沖洗縫面，使縫面暢通，然後再進行灌漿，灌漿壓力為0.
3mpa～0.4mpa。伺頂部排氣管出漿，關上排氣管閥門，使排氣管壓力達0.
05mpa，5min後順利結束灌漿。
第二次灌漿結束後，經觀測，發現測縫計電阻比增大，即在灌漿壓力（0.3mpa～0.4mpa）作用下，接縫開度增大（0.
3mm）。因此灌漿時實際漿材充填厚度達0.7mm。
3.5第三次灌漿試驗
在第二次灌漿64d後，進行第三次灌漿。第三次灌漿試驗的縫寬為0.26mm，灌漿步驟與第
一、二次灌漿相同。漿材為mb-10，為了便於檢查（鑽芯樣）灌漿效果，這次將漿材染為紅色。施灌過程中還觀測了裂縫寬度變化，當灌漿壓力達0.
9mpa，排氣管壓力為0.02mpa時，縫寬增加0.30mm左右。
灌前壓水試驗時間較長，縫面混凝土吸水飽和，因此沒有發生堵塞灌不進現象。
從以上灌漿試驗結果可以看出：在實際工程中，灌前壓水試驗時間宜長，或分幾次壓水，確保縫面混凝土充分吸水飽和，以避免因漿材失水而發生堵塞事故。保持排氣管內有一定壓力（0.
02mpa～0.05mpa），在灌漿壓力作用下，使接縫產生附加開度，增加漿材的可灌性，保證灌漿質量。
3.6重複灌漿效果檢查
為了檢查重複灌漿效果，用hzq-100型鑽機在試驗模型上騎縫鑽取2個混凝土芯樣（直徑為100mm），其中乙個位於接縫中部（1號芯樣），另乙個位於接縫靠邊35cm處（2號芯樣）。
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