水工建筑物的维修
(一)土坝的维修
土坝常见的破坏主要是土坝的裂缝、渗漏、滑坡等,由于产生的原理和危害程度不同,所采取的处理方法也不同。

图9-14 海南万泉河大坝开裂
土坝裂缝(图9-14),按其部位可分为表面裂缝、内部裂缝;按产生的原因可分为干缩裂缝、冻融裂缝、横向裂缝和纵向裂缝。一般的处理方法是:①对于细小的干裂缝(龟裂缝)可只进行翻松夯实处理;②将发生裂缝部分的土料全部挖出重新回填处理,适用于缝深度在2m之内而且已停止发展的裂缝;③裂缝部位较深的非滑坡性裂缝,可采取充填灌浆处理。
土坝渗漏(图9-15),在允许的正常范围是难以避免的。对于可能引起土体渗透破坏和正常蓄水的异常渗漏应及时处理。按渗漏的部位,可分为坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏;按渗漏的现象,可分为坝体散浸和集中渗漏两种。在查出渗漏的原因后,可按“上截、下排”的原则进行处理。“上截”是指在上游(坝轴线以上)封堵渗漏入口,截断渗漏途径,防止渗入,主要采取抛土和放淤,重做黏土铺盖、黏土斜墙或截水墙、灌浆等垂直和水平防渗措施;“下排”是指在下游采用导渗和滤水措施,使渗水在不带走土颗粒的前提下,迅速排出,以达到渗透稳定的目的。

图9-15 湘江大堤管涌和散浸图
土坝的滑坡(图9-16)是指坝坡局部失去稳定,发生滑动,上部坍塌,下部隆起外移。土坝滑坡,有些是突然发生的,有的则是由裂缝开始。滑坡多是由于滑动体的滑动力超过了滑裂面上的抗滑力所致,或由于坝基上的抗剪强度不足因而连同坝基一起滑动。滑坡的产生有勘测设计、施工和运行管理等方面的原因。在管理工作中,首先应预防和消除形成滑坡的因素,防止滑坡发生;当发现有滑坡先兆时,应及时抢护和处理,防止险情恶化;一旦发生滑坡,则应采取可靠措施,恢复并补强坝坡,提高抗滑能力。滑坡的彻底处理方法有开挖回填、放缓坝坡、增设防滑体(如抛石压脚、砌石固脚、设镇压台)等。

图9-16 广东省河源新坑水库大坝滑坡剖面示意图
(二)混凝土、砌石及钢筋混凝土建筑物的维修
1.表面损坏的维修
水工混凝土、砌石及钢筋混凝土建筑物表面,由于设计考虑不周,施工质量差或管理运用不善和其他因素的影响,会引起不同的损坏,如混凝土表面出现蜂窝、麻面、接缝不平、磨损,冰融和风化引起疏松脱壳(脱落),砌石表面出现的缺损、破裂,以及灰缝和勾缝开裂与剥落等。(https://www.daowen.com)
表面损坏的原因是多方面的,处理措施也不完全一样。对于因水流边界条件不好引起的表面损坏,主要应采取改善水流边界条件的措施补救,并对已损坏部位进行修补。
对于钢筋混凝土或混凝土建筑物表面损坏,清除损坏部分后,根据不同情况采用不同的修补方法。
(1)当修补面积较大,深度大于20cm时,可用普通混凝土、喷混凝土、压浆混凝土或真空作业混凝土回填;深度为5~20cm,可用喷混凝土或普通混凝土回填;深度为5~10cm,可用普通砂浆、喷浆或挂网喷浆填补;深度小于5cm,用预缩砂浆、环氧砂浆或喷浆填补。
(2)当修补面积较小,深度大于10cm,也可用普通混凝土回填;深度小于10cm,可用预缩砂浆或环氧砂浆填补;深度在5mm左右的小缺陷,可用环氧石膏填补。修补的混凝土强度不得低于原混凝土的强度,水灰比应尽量小。对于砌石表面勾缝剥落,可清除缝内松动的原砂浆体,用水冲洗干净,使之露出砌石,再用高标号水泥砂浆填塞压实,表面抹光。
2.裂缝的处理
裂缝产生的原因很多,对于表面裂缝,采取的处理方法如下。
(1)表面涂抹,即用水泥浆、水泥砂浆、防水快凝砂浆、环氧基液及环氧砂浆等涂抹在裂缝部位的混凝土(砌石)表面。表面涂抹处理只能用于非溢流表面的堵缝截漏。
(2)表面粘补,即用胶粘剂把橡皮或其他材料粘贴在裂缝部位的混凝土(砌石)表面上,达到封闭裂缝、防渗堵漏的目的。表面粘补主要用于修理裂缝尚未稳定,且对建筑物强度没有影响,尤其用在修补伸缩缝及温度缝时。
(3)凿槽嵌补,即沿裂缝凿一条深槽,槽内嵌填各种防水材料,如环氧砂浆及沥青油膏、干硬性砂浆、聚氯乙烯胶泥、预缩砂浆等,以防止内水外渗或外水内渗。凿槽嵌补主要用于对结构强度没有影响的裂缝。
(4)喷浆修补,即在裂缝部位并已凿毛处理的混凝土表面,喷射一层密实且强度高的水泥砂浆保护层,达到封闭裂缝,防渗堵漏或提高混凝土表面抗冲耐蚀能力的目的。根据裂缝的部位、性质和修理要求等,可采用无筋素喷浆、挂网喷浆、挂网喷浆与凿槽嵌补结合的方法。对于裂缝的内部处理,一般采用钻孔灌浆方法。对于浅缝和某些仅需防渗堵漏的裂缝,可采用骑缝灌浆方法。灌浆材料常用的有水泥和化学材料,视裂缝的性质、开度和施工条件等具体情况而定。对开度大于0.3mm的裂缝,一般用水泥灌浆;开度小于0.3mm的裂缝,宜采用化学灌浆;渗透流速较大(大于600m/d)的裂缝或受温度变化影响的裂缝(如伸缩缝),无论开度如何,都宜采用化学灌浆。化学灌浆的材料,视裂缝的性质、开度和干燥情况,有水玻璃、铬木素、丙凝、甲凝、环氧树脂等。其中甲凝多用于较干燥或经处理后无渗水的裂缝补强,能灌细微裂缝,并可在低温下进行灌浆;环氧树脂也多用于较干燥或处理后无渗水裂缝的补强,能灌注0.3mm左右的细裂缝。其他材料用于渗水裂缝的堵水止漏。
(三)堤防的维修
堤防是挡水的土工建筑物,它的安全条件与土坝一样,一般的养护和修理的方法也与土坝大致相同。但堤防工程主要是防御流动的洪水,且江、湖、河的水位涨落不易控制,堤身很长,所以堤防的维修有其特殊的一面。
堤防的隐患主要是渗漏(堤身渗漏、接触渗漏和堤基渗漏)及其引起的管涌、岸坡崩塌、堤坡损坏、蚁穴和兽洞等。近年来,在处理堤防的隐患方面应用了许多新的技术和新的材料。堤防的堤基管涌处理方法有垂直防渗技术(包括薄抓斗成槽造墙技术、射水法成槽造墙技术、锯槽造墙技术等)、“后压法”(即在堤后用吹填技术设盖重)、“导渗”等。堤防崩岸的治理主要有抛石护脚、铰链混凝土块防护、土工模袋防护、土工织物软体排防护、四面六边透水框架防护等技术。堤身除险加固方法有垂直铺塑(用土工防渗膜作为防渗材料)和劈裂灌浆等。