震损修复简介

1. 四川岷江紫坪铺水利枢纽工程 震损修复简介 四川省紫坪铺开发有限责任公司 二○一二年三月

2. 紫坪铺水利枢纽工程位于四川省成都市西北60余km的岷江上游，是一座以灌溉和供水为主，兼有发电、防洪、环境保护、旅游等综合效益的一等大（1）型水利枢纽工程，是都江堰灌区和成都市的水源调节工程。全国人大九届三次会议将其列为国家实施西部大开发的十大标志性工程之一，国家计委、四川省计委也相继将其列为国家和四川省“十·五”期间基础设施建设重点项目。

3. 一 、工程布置 紫坪铺工程为一等大(1)型工程，按1000年一遇洪水设计（流量为8300m3/s），可能最大洪水校核（流量为 12700m3/s）。电站厂房为2级建筑物，总装机容量76万KW，按100年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。

4. ——大 坝：为钢筋混凝土面板堆石坝，大坝坝顶高程为884.00m，防浪墙高程885.40m，趾板建基高程728.00m，最大坝高156 m，坝顶长663.77m，坝顶宽12.00m，最大坝底宽417.79m。

5. ——1#～4#引水洞及其进水塔：引水系统布置在右岸条形山脊，采用单机单洞布置。四条洞轴线平行，轴线间距22m。1#、2#、3＃、4＃引水隧洞洞身由上平段、斜管段、下平段三部分组成，洞径8m。——1#～4#引水洞及其进水塔：引水系统布置在右岸条形山脊，采用单机单洞布置。四条洞轴线平行，轴线间距22m。1#、2#、3＃、4＃引水隧洞洞身由上平段、斜管段、下平段三部分组成，洞径8m。

6. ——冲沙放空洞：全长767.76m，由进口明渠段、洞身有压段、无压洞段及挑流鼻坎等四部分组成。冲沙放空洞的主要任务为汛期冲砂兼放空水库。

7. ——1#、2#泄洪排沙洞： 1＃、2#泄洪排沙洞为枢纽工程的主要泄洪建筑物，设计使用条件是在各种洪水位时工作闸门可以启闭，设计洪水位871.20m时，最大泄流量1530m3/s，校核洪水位883.10m时，最大泄流量1667 m3/s，最大流速45m/s。

8. ——发电厂房：地面式厂房，位于条形山脊下游岷江右岸，在大坝坝足与溢洪道挑流段之间的三角地块上。主厂房长125.08m，宽25.26m，位于大坝后右下角的河床右岸。主厂房安装四台单机190MW／水轮发电机组。安装间位于主厂房左侧，长33m。主厂房发电机层高程为752.6m。距主厂房左端墙6m，与坝平行的位置布置副厂房，副厂房共分三层，呈“一”形，长56m，宽13.8m，副厂房底层高程为752.7m。——发电厂房：地面式厂房，位于条形山脊下游岷江右岸，在大坝坝足与溢洪道挑流段之间的三角地块上。主厂房长125.08m，宽25.26m，位于大坝后右下角的河床右岸。主厂房安装四台单机190MW／水轮发电机组。安装间位于主厂房左侧，长33m。主厂房发电机层高程为752.6m。距主厂房左端墙6m，与坝平行的位置布置副厂房，副厂房共分三层，呈“一”形，长56m，宽13.8m，副厂房底层高程为752.7m。

9. 二、大坝受损情况及砼面板修措施介绍 1、 主要震损情况： 　　大坝内震陷最大量为744mm，坝坡向下游水平位移300mm；845m高程二、三期混凝土面板施工缝错开，最大错台17cm，EL745米以混凝土面板与垫层脱空；下游坡面干砌石块松动并伴有向下得滑移，面板与河谷接缝（周边缝）发生较大位移，部分面板间得结构缝发生错台，并发生挤压破坏。后坝坡干砌石护坡大面积隆起；坝顶公路整体沉降，最大值81cm，青石栏杆全部损坏，需整体返修；

12. 2、面板下脱空的修复 　震后，我们对18块面板分5个高程（即高程833.00m、843.00m、高程847.00m、高程860.00m和高程878.00m或高程879.00m）进行钻孔检测其脱空情况。检查发现高程845.00m以上， 1#～23#面板均有脱空， 24#～49#面板在面板顶部有部份面板脱空。 　对面板脱空区采用水泥粉煤灰稳定浆液，注浆法进行处理。钻孔后注浆，原则由孔口自流注入，不起压。浆液采用重量比为水泥：粉煤灰：水为1：9：5（或10）。 　每块面板沿坡向布置钻孔10排，孔排距4米。从面板下部开始往上逐级注浆。

13. 3、高程845.00m错台缝修复 5#～23#面板采取在高程845.00m错台缝以下打除砼80cm，其上打除砼100cm；35#～38#面板采取在高程845.00m错台缝以下打除砼60cm，其上打除砼80cm（见高程EL845m错台处理图B）；将变形钢筋割除后，补用Φ16钢筋错缝焊接，恢复为原设计配筋型形式，再将上下层钢筋用Φ16竖向钢筋进行连接，形成钢筋网后浇筑R28天C25砼（原面板砼）。

15. 4、面板纵缝修复 5#～6#面板板间及23#～24#面板板纵缝在地震中损坏。处理方法：先打开表面止水设施，在面板纵缝两边各开40cm口，按1:0.1坡比打除砼（见面板纵缝处理图），更换损坏的紫铜片止水，恢复钢筋，浇筑C25砼（原面板砼标准）；5#与6#面板间纵缝用12mm三元乙丙复合橡胶板嵌填， 23#与24#面板间纵缝用24mm三元乙丙复合橡胶板嵌填。表面止水按原施工图设计实施。

17. 5、面板裂缝 对于面板上的小裂缝采取如下措施处理： (1)对于缝宽小于0.2mm，直接在表面涂刷增韧环氧涂料。 (2)对于缝宽大于0.2mm、小于0.5mm的非贯穿性裂缝，首先对裂缝化灌处理，然后进行表面处理。 (3)对于缝宽大于0.5mm，首先化灌处理，然后沿缝面凿槽，嵌填柔性止水材料，最后进行缝面封闭处理

19. 6、面板与防浪墙间的顶水平缝 打开表面止水设施，在面板顶部打除50cm宽的面板砼（见下图），并打除防浪墙保护层砼，露出钢筋，修复底层紫铜片止水，浇筑C25砼（原面板砼标准），表面止水按原设计恢复。

21. 7、水下部位面板混凝土裂缝的修补 经水下检查，23#、24#面板间存在受损情况：▽819～▽791高程，23#～24#坝段间伸缩缝左侧（23#面板）0.2～1.8m处起坝面混凝土中间隆起（高度10～15cm）形成裂缝，周围混凝土破损，破损范围宽1.0～1.5m，长48 m（详见下图）。

23. （1）破损混凝土和钢筋的凿（切）除 由潜水员采用液压镐、液压锯、水下风镐等水下作业设备对破损的混凝土进行凿（切）除，将面板表层翘起和剥落的混凝土凿除，凿除深度至第二层钢筋层以下3cm（约25～35cm深）。 在凿除完成后，由潜水员水下将原先因隆起变形的第一层钢筋采用水下割刀切除，重新绑扎钢筋形成钢筋网。 （2）混凝土面的清洗 为了确保新老水下混凝土结合密实，使修复后的面板整体性能良好，因此必须对基面进行清理。施工时由潜水员采用8Mpa高压水枪将表面凿除形成的松散卵石和浮渣进行清理，使相关的表面清洁，无松动块粒，以确保新老混凝土的足够粘结面积和牢度。 （3）模板施工 模板采用竹胶板。以修复部位面层为基准面，由潜水员将陆上拼装好的模板覆盖在浇筑面，上下及周边采用膨胀螺栓固定模板，模板上口预留浇筑砼导管位置。每块模板尺寸为2.4*1.2米不等，具体按大于修复部位宽度10cm为准调整尺寸，实际施工中立一块模板（1.2米高），即浇筑一仓PBM混凝土（立模见下图）。

25. （4）PBM混凝土施工 我们采用的PBM混凝土对混凝土受损部位进行处理。PBM混凝土是种新型的水下材料，该材料主要以HK—PBM---3树脂为粘结剂，将其与骨料（石子、砂、水泥）固结而成的混凝土。可对水下混凝土缺陷进行薄层、厚层和快速的修补。根据这种特殊混凝土的施工特点，现场施工时，我们将在现场进行试配，将终凝时间调整至180min左右，配合比（重量比）为： 石子 ： 砂 ：水泥 ：PBM-3树脂：促进剂 ：引发剂 0.31 ：0.40 ：0.11 ： 0.18 ： 0.003 ：0.003 每仓拌制（Kg）配合比（重量比）为： 石子 ： 砂 ：水泥 ：PBM-3树脂 ：促进剂 ：引发剂 7.57 ： 9.77 ：2.60 : 4.4 ： 0.011 ：0.011 施工时采用桶装法将拌合物传递给潜水员，潜水员在水下根据需要定点倾倒，让其自动流平，自己密实。 新浇PBM聚合物混凝土在水下养护24小时后，由潜水员进行拆模板和修补表面处理，成型后由潜水员使用水下摄象机进行检查。

26. 2、锚筋施工 在施工过程中，▽810米至▽796米间（平面长24米）凿除完破损混凝土后没有发现钢筋，为保证浇筑后的PBM混凝土与原坝面混凝土粘结牢靠，对没有钢筋的范围进行植筋，绑扎钢筋网片。主要采用液压钻钻出锚筋孔，然后埋入Φ20mm螺纹钢筋作为锚筋，锚筋底部开锲口，塞入塞铁，锤击紧密使之固定（原理与膨胀螺栓同）。完成后，在锚筋上绑扎钢筋形成网片，再浇筑PBM混凝土。具体见下图示意：

27. 3、表面止水修复 根据现场情况，原伸缩缝施工的鼓包在高程819m以下斜坡20m范围内需拆除后重新修复，采取华东院的SR系列水下修补材料进行修复。 (1)修复前将鼓包分段拆除，对伸缩缝两侧30cm范围内的砼表面进行水下打磨清洗，直至清理干净。之后，将调制好的专用粘接剂由潜水员在修复作业面进行涂刷，要求均匀涂刷底胶；待底胶表干后，即可进行鼓包修复施工。 根据设计要求，将防渗盖片、不锈钢扁钢压条及止水材料嵌填料组合，制作成一个整体；制作完成后，在水上对盖片粘结部位再次涂刷水下粘合剂；待塑性盖片表干后，小心覆盖防渗盖片。粘贴时按“由上而下，由中间向两边”的顺序粘贴在伸缩缝缝面上并打压密实。 塑性盖片粘贴到坝面上以后，先用扁铁压住盖片，然后用膨胀螺栓固定住扁铁，将塑性盖片紧紧压在坝面上。

28. 从2008年6月5日至2008年9月14日，近100天的时间完成了23#－24#垂直缝的修复工作，修复裂缝48米。现场共累计潜水作业320人次（最大作业深度52米），水下作业时间共计419小时（水下减压时间不计），完成混凝土凿除约46.4ｍ3，浇筑PBM混凝土浇筑46ｍ3。从2008年6月5日至2008年9月14日，近100天的时间完成了23#－24#垂直缝的修复工作，修复裂缝48米。现场共累计潜水作业320人次（最大作业深度52米），水下作业时间共计419小时（水下减压时间不计），完成混凝土凿除约46.4ｍ3，浇筑PBM混凝土浇筑46ｍ3。

30. 三、泄洪设施损坏情况及修复措施 1、冲砂放空洞损坏情况： 1）工作闸门下游至出口段混凝土衬砌表面有局部损坏脱落坑槽，面积约80m2，主要集中在施工缝、结构缝周边。其中洞身段0+581施工缝左右侧墙均出现同向错台，左侧墙施工缝周边混凝土损坏较为严重，形成深20cm，宽30cm的坑槽，并在顶部放大，破坏范围近200cm；右侧墙施工缝错台5cm，周边混凝土损坏较轻。 2） 出口挑流鼻坎侧墙、底板局部被边坡飞石砸击坑槽，中部有一条贯穿性裂缝，宽度1cm，缝内混凝土骨料新鲜。 3）工作闸门至检修闸门间的洞身段每块砼均有数条细微裂缝。

32. 2、1#、2#泄洪排沙洞 1#、2＃泄洪洞洞内损坏结构缝28条，边顶和底板均有损坏，为结构缝开裂和周边混凝土破坏，橡胶止水外露并伴有渗漏水情况；洞导泄结合段环氧砂浆损坏共18处，面积约420.0m2,主要集中在环形掺气设施下游侧边墙结构缝周边区域，为震动挤压导致环氧砂浆局部脱空破坏。和地面工程比较起来，地下工程损坏相对较轻。

36. 3、洞内裂缝处理措施 针对震损破坏情况，采用以下修复方案进行处理： • （1）深层表干裂缝采用环氧树脂化学灌浆 • 对宽度≥0.2mm的深层无水裂缝采用NE-Ⅳ环氧灌浆材料进行化学灌浆补强，缝面采用环氧砂浆封缝。环氧灌浆材料性能要求 • 抗压强度： ≥50MPa抗拉强度: ≥10MPa • 粘结强度： ≥3.0MPa或大于混凝土的本体抗拉强度 • 黏度/25℃： 100—200mpa·s • （2） 渗漏水裂缝采用聚氨酯化学灌浆 • 对渗漏水裂缝采用聚氨酯浆材料进行化学灌浆。 • 聚氨酯灌浆材料性能要求 • 湿粘结强度： ≥1.0MPa • 遇水膨胀率： ≥100% • 伸长率＞100%。

38. 4、隧洞内局部损坏修复措施 对于洞内的局部破坏，处理措施为：首先清除混凝土基面的污染物、薄弱层、松散颗粒。对于损坏面积大于1m2，深度大于5cm的损坏坑槽，安装间距为20m×20cm，孔深为40cm的φ14环氧树脂锚杆，回填NE-Ⅱ环氧砂浆。对于损坏面积较小，深度小于5cm的损坏坑槽，将损坏坑槽混凝土破损表面清理干净后，直接回填NE-Ⅱ环氧砂浆。 。

40. 5、混凝土面的修复措施 根据这几年的运行情况发现，用环氧砂浆做过抗冲磨处理的部位，运行效果都比较理想，而没有进行环氧砂浆保护的部位，部分部位出现了冲磨蚀现象。设计单位根据运行情况结合中国水力电力科学研究院的《紫坪铺工程泄洪洞体优化试验研究报告》对1#、2#泄洪排沙洞进行了灾后恢复重建修复处理，对龙抬头段边墙底板、导泄结合段边墙未进行环氧砂浆保护部分、出口挑坎底板等部位分别新增7~15mm环氧砂浆保护层。 　对泄洪洞顶拱环氧砂浆以上的部位采用水泥基渗透结晶材料进行防渗处理。

41. 砼基面处理 砼基面处理 基面洁净干燥 基面洁净干燥 底层基液涂刷 底层基液涂刷 配制底层基液 配制底层基液 配制环氧砂浆 配制环氧砂浆 环氧砂浆涂刷 环氧砂浆涂刷 压实找平 压实找平 不合格 不合格 厚度检测 厚度检测 收光、养护 收光、养护 （1）、施工工艺措施

42. （2）设计对修复材料的性能要求： 抗压强度80.0MPa 抗拉强度12.0MPa 抗冲磨强度7.0 h/kg/ m2 线性热膨胀系数≤15×10-6/℃ 无毒无污染、符合环保要求。

43. 1、处理基面 2、拌制材料 3、涂刷基液 4、施工砂浆 17/68

44. 1#泄洪洞龙抬头段震损采用环氧砂浆、水泥基修复前后对比照片1#泄洪洞龙抬头段震损采用环氧砂浆、水泥基修复前后对比照片

45. 八、结语 2008年5月12日汶川发生里氏8.0级大地震对紫 坪铺工程造成了严重，的损坏。自地震发生以来， 紫坪铺开发公司组织了专业技术人员对工程大坝、 引水和泄水建筑物、电站厂房、边坡进行了全面检查 和修复。 　　灾后建工作已于2011年9月全部结束，恢复了原设 计的所有功能。 。

46. 汇报结束。谢谢！