碾压混凝土拱坝接缝重复灌浆几个问题的探讨

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1、碾压混凝土拱坝接缝重复灌浆几个问题的探讨摘要合理分缝和重复灌浆是碾压混凝土高拱坝的关键技术。本文介绍适合碾压混凝土快速施工工艺的单回路重复灌浆系统，通过理论分析探讨单回路重复灌浆系统的灌浆压力、浆材在接缝中的扩散半径和管道冲洗压力等几个问题，希望能对重复灌浆施工有所启发。关键词碾压混凝土拱坝，重复灌浆，灌浆压力高掺粉煤灰、低VC值、通仓薄层浇筑、短间歇均匀上升已成为我国碾压混凝土施工的工艺特色。近十年来述创新和发展了全断而碾压、变态混凝土、斜层碾压等施工新工艺。用碾压混凝土施工法修建了包括普定、沙牌在内的数座碾压混凝土拱坝。碾压混凝

2、土拱坝结合了碾压混凝土快速施工和拱坝方量小、运行安全度高等的多方面优势，以建设周期短、节省投资、运行安全性良好等显著优点受到关注，逐渐成为富冇竞争力的对比设计方案Z—。碾压混凝土拱坝的丿施丄方法和常态混凝土拱坝的柱状浇筑法有根本的区别。常态混凝土拱坝成熟的分缝技术，如接缝设计、造缝、灌浆管路布置和埋设、坝体冷却、封拱灌浆等不完全适川于碾压混凝土拱坝。而碾压混凝土重力坝的分缝技术乂满足不了拱坝在结构设计上的封拱灌浆要求。因此，接缝设计、施工和重复灌浆便成为碾压混凝土拱坝，特别时高拱坝的关键技术。“九五”期间，国电公司成都勘测设计研究院

3、，中国水利水电科学研究院和水电八局在总结普定、温泉堡碾压混凝土拱坝接缝设计、施工和重复灌浆技术的基础上，结合沙牌工程的设计和就工，联合攻关，初步形成了一套能适应碾压混凝土拱坝快速施工的造缝和接缝重复灌浆新技术，已在沙牌碾压混凝土拱坝的施工屮应用。本文通过理论分析探讨单回路重复灌浆系统的灌浆压力、浆材在接缝屮的扩散半径和管道冲洗压力等儿个问题，希望能对接缝重复灌浆施工有所启发。1.单回路灌浆管路系统有两种灌浆管路系统布宜方案可实现重复灌浆。第一种是在坝体接缝处预埋两套灌浆管路系统，其中一套用于第一次封拱灌浆，另一套留作二次重复灌浆时备

4、用，例如普定和温泉堡碾压混凝土拱坝即是如此。第二种布置方案是预埋一套可重复利用的灌浆管路系统。第二种方案的管路安装工作量小，对仓面干扰小，更适合于碾压混凝土的快速施工工艺。沙牌碾压混凝土拱坝就采用了第二种方案，首次使用了单回路灌浆管路系统布置和橡胶套阀重复出浆盒。止水尺止浆片、诱导空腔'止浆片图1碾床混凝土拱坝诱导缝单冋路灌浆管路系统布咼示意浆片排气管进水管回浆管■进浆管可浆管进浆管浆片回浆管•进浆管橡胶套阀灌浆图1所示为碾压混凝土拱坝诱导缝的单回路灌浆管路系统布置方案示意图。每个灌浆分区高约6m,其中预埋有3条相耳独立的单回路灌浆

5、管道，与诱导板的布置相一致。诱导板由一对预制混凝土件组成，其在碾压混凝土坝体的诱导缝处形成不连续弱而，促使坝体裂缝发生在预定位置。在浇筑碾压混凝土时，单凹路灌浆管道与诱导板同时预埋安装，串联在灌浆管道上的重复出浆盒位于两块诱导板之间。诱导板的数量和间距（径向水平方向、竖肓高度方向）由分缝设计和应力分析成果确定。诱导板通过锚筋与碾压混凝土体牢固连接，以确保接缝在两块诱导板Z间张开。单凹路灌浆管道没有分叉子管,灌后容易冲洗T净，重复使用。灌浆分区内的3条灌浆管道相互独立，可单独施灌，乂互为备用。灌浆区顶部设有排气槽，以排出在灌浆过程屮上

6、升到灌浆区顶部的空气、水或稀浆。排气槽两端接有排气管和给水管，以便在第一次灌浆结束后冲洗排气槽。成勘院在沙牌碾压混凝土拱坝设计屮将诱导板改为预制混凝土重力墩式，使诱导板的女装定位在碾压混凝土摊铺碾用前完成，简化了施工程序，方便易行。沙牌的施工实践证明，此项设计创新使诱导缝灌浆管路系统的埋设更加简便，成功率高，更适应碾压混凝土的快速施工工艺。1.橡胶套阀重复出浆盒橡胶套阀重复出浆盒由一根穿孔钢管、一个橡胶套和两个管接头组成，能够通过管接头方便快捷地串联安装在灌浆管路中，其细部结构如图2所示。橡胶套由优质高弹、耐久性优良的耐酸碱橡胶硫化

7、1何成。胶套包裹在穿孔管的外而借助收缩斥力紧密覆盖管壁上的岀浆孔，只有当管内压力达某定值吋，水或浆材才能顶开橡胶套，从出浆孔流出,而无论何种外压也不会使外面的水或浆材冋流。假设橡胶套的长度为L,血径为DP壁厚为t。将橡胶套套在外径为D（D>DJ的穿孔钢管上，橡胶套被撑开，玄径变为D2,产生弹性变形及对钢竹外壁的收缩压力p,该收缩压力即为穿孔管橡胶套阀的开环压力。设橡胶材料的弹性模量为E,则有：穿礼铁管橡胶套接头则开环压力P=(1)图2橡胶仓阀出浆盒的结构示意由该公式可知，选定穿孔管、橡胶套的尺寸后，橡胶套阀的开环压力主要与橡胶的弹性

8、模量成正比。对4种材质，5种尺寸的橡胶套组合及5种穿孔管类型的橡胶套阀的开坏压力进行的试验验证了公式（2）的正确性，橡胶弹性模量对橡胶套阀开环压力的影响见图3。橡胶套阀的开环压力与橡胶材料的弹性模量密切相关，通过调整橡胶材料的弹性(p