基于UHPC板材的深水大坝渗漏病害封堵设备及其方法与流程

基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备及其方法
技术领域
1.本发明涉及大坝渗漏修复领域。更具体地说，本发明涉及一种基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备及其方法。


背景技术：

2.根据资料，世界上超200米的大坝共计51座，其中中国占23座，我国100米以上高坝、200米以上高坝数量均居世界第一。我国高坝建设水平世界领先，但是80％的大坝建于50-70年代，水下运维装备相对滞后，水下大坝渗漏病害突出。造成渗漏病害的主要原因是材料老化、地震、地质及洪涝灾害、质量缺陷等造成面板下部塌陷，从而在周边产生密集的贯穿裂缝、止水拉裂。
3.资料调研表明，以往渗漏修复方法均针对水深100米以内，孔洞和裂缝较小，已有处理渗漏对集中渗漏点采用灌注堵水料减渗、水下快速封闭材料嵌填裂缝、垫层料灌浆填充、面板表面柔性封闭等措施。
4.查阅相关资料，与大坝防渗补漏相关专利分别有“一种大坝混凝土防渗面板渗漏水下修复组合结构”(长沙普照生化科技有限公司；长沙理工大学)、“水库大坝渗漏水下无人封堵施工工艺(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司)、一种面板堆石坝水下堵漏结构系统(大连理工大学)、“一种碾压混凝土大坝贯穿性裂缝处理方法”(中电建十一局工程有限公司)、“一种混凝土坝防渗及补强加固用柔性纤维复合片材”(中国水利水电科学研究院)。以上专利有的是柔性板材封堵，有的是对裂缝注浆堵漏，未见适用于300米水深不同渗漏病害的快速修复方法。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
6.本发明还有一个目的是提供一种基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，其能够快速封堵300米水下大坝在灾后形成的严重渗漏病害，实现了在高水深高水压作用下对渗漏病害的快速修复。
7.本发明还有一个目的是通过基于uhpc板材单元的深水大坝渗漏病害封堵方法，提高了封堵的效率，能够获得最佳的封堵修复效果。
8.为了实现本发明的这些目的和其它优点，第一方面，本发明提供了一种基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，包括：
9.拼接uhpc板材，根据深水大坝渗漏点位的检测数据对多块uhpc板材单元进行拼接形成能够覆盖渗漏点位的拼接uhpc板材，形成的所述拼接uhpc板材为规则形状的拼接uhpc板材或者为不规则形状的拼接uhpc板材；将所述拼接uhpc板材送至所述渗漏点位并固定在坝面上，能够形成阻水面对所述渗漏点位进行封闭；
10.注浆装置，其通过所述拼接uhpc板材上的注浆孔对渗漏点位进行注浆填充，以实
现对渗漏点位的先封后堵。
11.优选的是，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，所述uhpc板材单元具体包括：角钢框架，其为四个角钢合围而成的方形框架，在所述角钢框架内设置有纵横钢筋网，并在所述钢筋网上浇筑uhpc超高性能混凝土；其中，在每块uhpc板材单元的周围均设置有横截面呈l型的方环形密封橡胶圈，将所述密封橡胶圈套装在所述uhpc板材单元上，在所述密封橡胶圈的底部设置有多圈微坑，以便于增加对所述渗漏点位坝面的吸附性；制作所述uhpc板材单元的材料包括质量百分比为20％的硫铝水泥、60％的普硅水泥、20％的磨细水泥和1％的钢纤维，且水胶比为0.18，胶集比为1:1.1。
12.优选的是，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，还包括裙带，若深水大坝渗漏点位的坝面不平整，则在所述拼接uhpc板材周围设置所述裙带，当将所述拼接uhpc板材被送至所述渗漏点位并进行固定时，所述裙带在负压的吸附作用下贴合在所述渗漏点位周围不平整的坝面上，以能够对渗漏点位进行完全封闭。
13.优选的是，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，所述对多块uhpc板材单元进行自由拼接形成能够覆盖渗漏点位的拼接uhpc板材具体设置方式为：在每块所述uhpc板材单元的角钢框架上均设置有螺栓孔，通过螺栓孔将相邻的两块uhpc板材单元进行固定连接，同时将密封橡胶圈竖直的部分夹在中间，其中，在每个uhpc板材单元上均设置有注浆孔和出浆孔，以便所述注浆装置可以通过一个uhpc板材单元上的注浆孔进行注浆填充，或通过多个uhpc板材单元上的多个注浆孔进行注浆填充，或通过全部uhpc板材单元上的全部注浆孔进行注浆填充。
14.优选的是，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，还设置有固定装置，其为在所述拼接uhpc板材周围设置的多个固定角钢，所述固定角钢的其中一钢板固定在所述拼接uhpc板材上，另一钢板固定在坝面上，若坝面不平整，则另一刚板的长度根据裙带与坝面接触的长度进行调整，以使另一钢板的端头超出设置的裙带的端头，然后通过长螺栓固定在坝面上。
15.优选的是，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，还包括水下机器人，其用于对渗漏点位进行检测，并根据检测数据来确定渗漏点位的深度，渗漏点类型和坝面平整度，其中，通过所述水下机器人将所述拼接uhpc板材送到渗漏点位，在每个所述uhpc板材单元中心均安装有铁块，所述铁块与所述uhpc板材单元中的钢筋固定连接并伸出所述uhpc板材单元表面，以便所述水下机器人磁吸抓拿安装。
16.优选的是，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，所述深水大坝的渗漏点类型包括单个渗漏通道，直径范围在0～30cm；长渗漏宽裂缝，缝宽范围为5～10cm；或者面积较大的多个集中渗漏点；其中，所述深水大坝渗漏点位处于300米深，3mpa水压力、2m/s流速条件下；所述坝面平整度包括基本平整和不平整，所述基本平整的凹凸度为2～3cm，所述不平整的凹凸度为7cm～8cm；所述注浆填充的材料为低温快速硬化固化的微膨胀灌浆材料，所述角钢框架的方形框架边长为50cm，高度为10cm，设置的纵横钢筋网的间距为10cm，所述uhpc板材单元浇筑的混凝土厚度为6cm。
17.优选的是，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，所述裙带的设置方式为：若使用的是单块uhpc板材单元，所述裙带为上小下大的筒状，套装在所述uhpc板材单元四周；若是多块拼接的拼接uhpc板材，所述裙带为多片单独的裙带合围拼接uhpc板材
而成。
18.优选的是，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，所述裙带与坝面的接触长度为20cm，所述裙带与坝面空隙处长度为5cm，所述裙带与所述拼接uhpc板材的粘贴长度为15cm，所述裙带的厚度为2mm；单片裙带剪切倾斜角度为55度，在两片裙带交叉重叠20度角的地方粘贴连接，所述裙带的材质为天然橡胶。
19.第二方面，本发明提供了一种基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵方法，应用于基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，包括下列步骤：
20.水下机器人对渗漏点位进行检测，根据检测数据将多块uhpc板材单元进行拼接形成能够覆盖渗漏点位的拼接uhpc板材；
21.若坝面不平整，则在所述拼接uhpc板材周围设置裙带；
22.若渗漏面积大，流速快，则先使用抛石法用封堵材料对渗漏点位进行填充，降低流速，所述封堵材料与水容重相当，遇水膨胀，便于将拼接uhpc板材靠近渗漏点位；
23.水下机器人协助将拼接uhpc板材吸附在渗漏点位，进行固定，若设置有裙带，在将拼接uhpc板材下放过程中，裙带被卷起，当距离渗漏点位45～55cm时，所述水下机器人剪断卷起的挂绳，使裙带逐渐张开，在靠近坝面过程中吸附住坝面；
24.将注浆装置与所述拼接uhpc板材上的注浆孔进行对接，对渗漏点位进行注浆，当设置在拼接uhpc板材上的出浆孔出浆后，注浆完成，从而实现对渗漏点位的先封后堵。
25.本发明至少包括以下有益效果：
26.一、本发明对深水大坝渗漏点位采取的策略是先封后堵，首先将拼接uhpc板材送至渗漏点位并进行固定，即在大坝迎水面固定拼接uhpc板材，形成阻水面，降低渗漏点通道内部的水压、流速和流量，然后再往渗漏点通道内注浆加以密封，如此设置，既实现了在高水深高水压作用下对渗漏病害的快速修复，又保证了修复的效果，不仅坚固耐用，还延长了使用寿命。
27.二、本发明设置的uhpc板材单元，将uhpc混凝土与四周角钢相结合形成组合结构，在压力作用下，四周角钢对中心混凝土提供强有力的约束，混凝土横向变形得到角钢的有效限制。此外，双向纵横钢筋网与角钢固定为整体框架，充分发挥了组合结构的三种材料的性能，大大提高了板材的承载力。本发明所采用的拼接uhpc板材是根据深水大坝渗漏点位的检测数据进行拼接的，通过机器人采集的数据能够判断出渗漏点的渗漏类型，是渗漏点大的渗漏通道，还是面积较大的多个集中渗漏点，或者是区域较大的长渗漏宽裂缝，这样就可以根据检测的数据通过在角钢上设置的螺栓孔方便地将多块uhpc板材单元进行自由拼接，使其能够覆盖渗漏点，因此，本发明中的拼接uhpc板材能够适应于不用的渗漏病害场景。
28.三、本发明所设置的裙带，应用于坝面不平整的情况下。若坝面基本平整，则不需要设置裙带，uhpc板材单元上设置的橡胶密封条能够实现密封，且在所述密封橡胶圈底部设置的微坑，能够使uhpc板材单元在3mpa压力下与平整的坝面产生很大的吸附力。当坝面不平整，拼接uhpc板材上设置的橡胶密封条不足以将坝面进行完全密封，则需在拼接uhpc板材周围设置裙带，所述裙带在负压的吸附作用下贴合在渗漏点位周围不平整的坝面上，以能够对渗漏点位进行完全封闭。
29.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本
发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
30.图1为本发明的一个实施例中基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备的结构示意图；
31.图2为本发明的一个实施例中基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备的俯视结构示意图；
32.图3为本发明的一个实施例中uhpc板材单元的横截面示意图；
33.图4为本发明的一个实施例中拼接uhpc板材的拼接结构示意图；
34.图5为本发明的一个实施例中密封橡胶圈的结构示意图；
35.图6为本发明的一个实施例中密封橡胶圈的底部结构示意图；
36.图7为本发明的一个实施例中拼接uhpc板材的结构示意图；
37.图8为本发明的一个实施例中纵横钢筋网的结构示意图；
38.图9为本发明的一个实施例中uhpc板材单元的材料水胶比试验结果图；
39.图10为本发明的一个实施例中uhpc板材单元抗拉强度试验结果图；
40.图11为本发明的一个实施例中uhpc板材单元的材料水胶比试验结果图；
41.图12为本发明的一个实施例中uhpc板材单元的材料水胶比试验结果图。
具体实施方式
42.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
43.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
44.如图1～图7所示，本发明提供了一种基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，包括：拼接uhpc板材，根据深水大坝渗漏点位的检测数据对多块uhpc板材单元1进行拼接形成能够覆盖渗漏点位的拼接uhpc板材，如图7所示，形成的所述拼接uhpc板材为规则形状的拼接uhpc板材或者为不规则形状的拼接uhpc板材；当将所述拼接uhpc板材送至所述渗漏点位进行固定时，能够形成阻水面，并对渗漏点位进行封闭；注浆装置，其通过所述拼接uhpc板材上的注浆孔对渗漏点位进行注浆填充，以实现对渗漏点位的先封后堵。
45.其中，本发明实施例所述的深水大坝渗漏病害，为300米水深，低温、3mpa水压力、2m/s流速大的水下渗漏环境。
46.在上述实施例中，对深水大坝渗漏点位采取的策略是先封后堵，首先将拼接uhpc板材送至渗漏点位并进行固定，即在大坝迎水面固定拼接uhpc板材，形成阻水面，降低渗漏点通道内部的水压、流速和流量，然后再往渗漏点通道内注浆加以密封，如此设置，既实现了在高水深高水压作用下对渗漏病害的快速修复，又保证了修复的效果，不仅坚固耐用，还延长了使用寿命。需要说明的是，由于在高水深大坝，特别是针对300米水深的大坝，在3mpa高水压，2m/s高流速的条件下，采用现有技术中的柔性板材封堵，或者对裂缝注浆堵漏，已经完全不适合了。
47.其中，注浆装置采用岸上泵注，注浆装置的输送管道与拼接uhpc板材上的注浆孔
连接，将灌浆材料泵注至渗漏点通道内，在所述拼接uhpc板材上设置有出浆孔，若在渗漏点通道内注浆注满后，会通过出浆孔溢出，由水下机器人接溢出的灌浆材料。本发明实施例采用的灌浆材料为低温快速硬化固化微膨胀灌浆材料，优选为：灌浆材料是由a组合和b组合按质量比3～5:1构成，所述a组分是由水、水泥、缓凝剂、减水剂、絮凝剂、砂和石子构成；所述b组分是由水、石英砂、粉煤灰、硫酸铝、碳酸锂构成。
48.在其中一具体实施方式中，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，所述uhpc板材单元1具体包括：角钢框架2，其为四个角钢合围而成的方形框架，在所述角钢框架2内设置有纵横钢筋网7，如图8所示，并在所述钢筋网7上浇筑uhpc超高性能混凝土；其中，在每块uhpc板材单元1的周围均设置有横截面呈l型的方环形密封橡胶圈3，将所述密封橡胶圈3套装在所述uhpc板材单元1上，在所述密封橡胶圈3的底部设置有多圈微坑9，以便于增加对所述渗漏点位坝面的吸附性以及对所述渗漏点位的密封性，其中，制作所述uhpc板材单元1的材料优选包括质量百分比为20％的硫铝水泥、60％的普硅水泥、20％的磨细水泥和1％的钢纤维，且水胶比为0.18，胶集比为1:1.1。在所述uhpc板材单元1上预留有注浆孔和出浆孔。
49.其中，所述对多块uhpc板材单元1进行拼接形成能够覆盖渗漏点位的拼接uhpc板材具体设置方式为：在每块所述uhpc板材单元1的角钢框架2上均设置有螺栓孔6，相邻的两块uhpc板材单元拼接螺栓8进行固定连接，同时将密封橡胶圈3竖直的部分夹在中间，在每个uhpc板材单元上均设置有注浆孔和出浆孔，以便所述注浆装置可以通过一个uhpc板材单元上的注浆孔进行注浆填充，或通过多个uhpc板材单元上的多个注浆孔进行注浆填充，或通过全部uhpc板材单元上的全部注浆孔进行注浆填充。
50.需要说明的是，设置的密封橡胶圈由于呈l状，因此，位于底端的部分厚度一般大于竖直部分的厚度。水下机器人辅助注浆装置对渗漏点位进行注浆时，当拼接uhpc板材中的每个uhpc板材单元均与坝面密贴后，相邻的两个uhpc板材单元与渗漏的裂缝形成的空间可能连通，也可能不连通，因此，注浆时，可根据病害情况选择性地对部分uhpc板材单元上的注浆孔进行注浆，也可以对全部uhpc板材单元上的注浆孔进行注浆，以保证对所有的缝隙都能够进行注浆填充。
51.在上述实施方式中，将uhpc混凝土与四周角钢相结合形成组合结构，在压力作用下，四周角钢对中心混凝土提供强有力的约束，混凝土横向变形得到角钢的有效限制。此外，双向纵横钢筋网与角钢固定为整体框架，充分发挥了组合结构的三种材料的性能，大大提高了板材的承载力。具体实施时，选用不等边角钢q235，尺寸为100
×
63
×
7mm，预留尽可能多的扁平型拼接孔螺栓实现自由拼接，按照构造要求进行螺栓孔设置，并对板材拼接吊装时螺栓剪力进行了计算，具有2.5的安全系数。经试验测试和有限元计算表明，角钢的设置能有效的限制中心uhpc混凝土的变形，提升了2倍的抗压承载力。本实施例中制作所述uhpc板材单元的材料中，配合比试验如表一所示，水胶比试验结果如图9所示，钢纤维的掺量为1％是合适的，且是优选的，28天抗压强度达到了122.3mpa，劈拉强度为10.8mpa，抗拉强度试验结果如图10所示，均达到了板材要求的uhpc设计要求。
52.表一
[0053][0054]
在其中一具体实施方式中，如图1所示，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，还包括裙带4，若深水大坝渗漏点位的坝面不平整，则在所述拼接uhpc板材周围设置所述裙带4，当将所述拼接uhpc板材被送至所述渗漏点位并进行固定时，所述裙带在负压的吸附作用下贴合在所述渗漏点位周围不平整的坝面上，以能够对渗漏点位进行完全封闭。
[0055]
其中，所述裙带4的设置方式为：若使用的是单块uhpc板材单元1，所述裙带为上小下大的筒状，套装在所述uhpc板材单元四周；若是多块拼接的拼接uhpc板材，所述裙带4为多片单独的裙带合围拼接uhpc板材而成。所述裙带与坝面的接触长度为20cm，所述裙带与坝面空隙处长度为5cm，所述裙带与所述拼接uhpc板材的粘贴固定长度为15cm，所述裙带的厚度为2mm；单片裙带剪切倾斜角度为55度，在两片裙带交叉重叠20度角的地方粘贴连接，并通过螺栓进行固定，所述裙带的材质为天然橡胶。
[0056]
在上述实施方式中，设置裙带时，若裙带为多片单独的裙带合围拼接uhpc板材而成，在转角处，两片裙带必然会有交叉重叠，单片裙带正常45度，若考虑两片之间的交叉重叠，单片裙带的剪切角度优选为55度，多出10度的倾斜角，在交叉重叠部分的20度角位置进行粘贴。上述实施方式中，给出的数据均为优选，但并不限于本发明实施例所给出的数值。
[0057]
需要说明的是，图1和图2给出的均是单块uhpc板材单元周围设置裙带时的结构示意图，对于单块板材，采用上小下大的筒状裙带或者是四片裙带合围而成均可。若是多块板材拼接形成的拼接uhpc板材，如图7所示，一般采用多片裙带合围而成。
[0058]
在其中一具体实施方式中，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，还设置有固定装置5，其为在所述拼接uhpc板材周围设置的多个固定角钢，所述固定角钢的其中一钢板固定在所述拼接uhpc板材上，另一钢板固定在坝面上，若坝面不平整，则另一刚板的长度根据裙带与坝面接触的长度进行调整，以使另一钢板的端头超出设置的裙带的端头，然后通过长螺栓7固定在坝面上。
[0059]
在上述实施方式中，对于设置裙带和不设置裙带，固定装置虽说都采用的是角钢，但是设置裙带时，角钢的长度是不一样，需要根据实际情况来进行具体限定，因此，角钢的长度大小也是需要定制的。对于设置的固定角钢的数量，本发明实施例并不做具体限定，可以根据实际需要进行限定。
[0060]
在其中一具体实施方式中，所述的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，还包括水下机器人，其用于对渗漏点位进行检测，并根据检测数据来确定渗漏点位的深度，渗漏点类型和坝面平整度，其中，通过所述水下机器人将所述拼接uhpc板材送到渗漏点位，在每个所述uhpc板材单元中心均安装有铁块，所述铁块与所述uhpc板材单元中的钢筋固定连接并伸出所述uhpc板材单元表面，以便所述水下机器人磁吸抓拿安装。
[0061]
其中，所述深水大坝的渗漏点类型包括单个渗漏通道，直径范围在0～30cm；长渗
漏宽裂缝，缝宽范围为5～10cm；或者面积较大的多个集中渗漏点；所述深水大坝渗漏点位处于300米深，3mpa水压力、2m/s流速条件下；所述坝面平整度包括基本平整和不平整，所述基本平整的凹凸度为2～3cm，所述不平整的凹凸度为7cm～8cm，所述角钢框架的方形框架边长为50cm，高度为10cm，设置的纵横钢筋网的间距为10cm，所述uhpc板材单元浇筑的混凝土厚度为6cm。
[0062]
在上述实施方式中，水下机器人不仅对修补前的渗漏点进行数据检测，还将拼接好的uhpc板材单元送至渗漏点位，利用负压吸附原理，拼接uhpc板材被吸附在渗漏点位，然后进行固定安装，水下机器人还能够辅助注浆装置的输送管与板材上的注浆孔进行连接。也就是说，在水下的操作，都是通过水下机器人来辅助完成的。
[0063]
本发明又一实施例提供了一种基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵方法，应用于基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备，包括下列步骤：
[0064]
水下机器人对渗漏点位进行检测，根据检测数据将多块uhpc板材单元进行拼接形成能够覆盖渗漏点位的拼接uhpc板材；
[0065]
若坝面不平整，则在所述拼接uhpc板材周围设置裙带；
[0066]
若渗漏面积大，流速快，则先使用抛石法用封堵材料对渗漏点位进行填充，降低流速，所述封堵材料与水容重相当，遇水膨胀，便于将拼接uhpc板材靠近渗漏点位；
[0067]
水下机器人协助将拼接uhpc板材吸附在渗漏点位，进行固定，若设置有裙带，在将拼接uhpc板材下放过程中，裙带被卷起，当距离渗漏点位45～55cm时，所述水下机器人剪断卷起的挂绳，使裙带逐渐张开，在靠近坝面过程中吸附住坝面；
[0068]
将注浆装置与所述拼接uhpc板材上的注浆孔进行对接，对渗漏点位进行注浆，当设置在拼接uhpc板材上的出浆孔出浆后，注浆完成，从而实现对渗漏点位的先封后堵。
[0069]
在上述实施例中，为了防止拼接uhpc板材下放过程中裙带被破坏，在下放前，需将橡胶裙带卷起，通过挂绳将裙带挂于板材上，由水下机器人剪断挂绳，裙带张开，由渗漏病害部位产生的负压(外侧3mpa，内侧0.1mpa)，达到将板材负压吸附固定的效果。还需要说明的是，如果需要使用抛石法用封堵材料对渗漏点位进行填充时，是通过水下机器人将封堵材料抛投在渗漏点通道内，等流速降下来之后，再将拼接板材靠近渗漏点位进行固定。
[0070]
为了证明本发明实施例所述的uhpc板材单元能够适用于3mpa的压力环境下，对uhpc板材单元进行了板材强度试验，模拟了uhpc板材单元在30cm直径的孔道、3mpa的压力环境下受力状况。如图11所示，10为支撑钢板。压力试验时对板材预加载后，实施分级加载1～10mpa，每次加载完卸载查看板材开裂情况。试验结果表明，uhpc板材单元能够承受10mpa以上的压应力，卸载后观测板材肉眼未见任何裂缝。理论计算表明，不考虑外包钢板时，在30cm孔径、3mpa压力作用下，uhpc板材单元底部中心最大拉应力25mpa，使用ansys软件模拟外包钢板真实情况下，计算得到底板最大拉应力13mpa，uhpc材料经材性试验，uhpc混凝土材料的抗拉强度在7～10mpa之间。
[0071]
由上而知，理论计算表明uhpc板材单元在3mpa作用下底板最大拉应力13mpa,高于uhpc混凝土抗拉强度，说明板材有可能在压力作用下开裂，而压力试验表明，10mpa作用下卸载未见裂缝，猜测卸载后由于四周钢板的约束作用，裂缝闭合，肉眼无法见到。因钢筋混凝土构件是允许开裂的，虽然在一定压力作用下产生了细微的裂缝，压力试验仍表明uhpc板材单元满足3mpa水压力作用下的强度要求，不影响实现封堵功能。
[0072]
密封试验：设计加工了uhpc板材单元在平整面下测试密封性的试验装置，如图12所示，11为方形钢板，对uhpc板材单元密封测试试验装置进行了内部空腔注满水压力密封试验和常压浸水试验。模拟平整坝面的是一块2cm厚、70cm边长的方形钢板，已提前对钢板完成压力试验测试，试验表明在30cm孔径、3mpa均布压力作用下，持荷30分钟平整钢板几乎无任何变形。
[0073]
uhpc板材单元密封试验装置的设计原理为：板材外侧套上密封橡胶圈，橡胶圈外侧四周安装固定角钢，整个装置安装在上述平整钢板上，固定角钢靠紧橡胶圈用螺栓与平整钢板固定好，由于需要试验机加压装置产生一定压缩，固定角钢上部与板材角钢之间不用固定连接。安装完毕后，将板材下部与橡胶圈之间空腔内注满水，此装置装满水需要0.36*0.36*0.04*1000＝5.2l。在试验装置上放置45cm边长的方形支座，开始加压试验，压力试验机分级加载，预加载后加载力分别增长到20t、40t、60t(除去支座重量)，使得板材分级承受1、2、3mpa的压力。
[0074]
试验过程中观测发现，随着压力增大，密封橡胶圈底部被压缩，到3mpa压力时，橡胶圈底部压缩1cm(原4cm厚)，由于橡胶圈底部外侧有固定钢板约束，内侧有水压力约束，橡胶底部无法实现变形，由于上方未施加约束，橡胶圈侧部上抬2cm。加载完毕后，测试板材渗水情况，板材上方存在渗水(高度4mm)，渗水量0.5*0.5*0.004*1000＝1l，排除侧面流入原因后，分析是由于30cm渗漏孔径、3mpa压力下板材产生了细微裂缝，导致水从底部向板材上方渗出，整个试验持续1个小时，板材渗水率20％，这也印证了上述强度试验的说法。另外，由于角钢上方与橡胶圈未连接固定，水从橡胶圈侧面渗出，渗出量10％；由此得知uhpc板材单元在3mpa水压下具有70％密封性，基本满足封堵要求。通过此试验还得出一个结论，橡胶圈底部由于设置了微坑细部构造，在进行压力试验过程中微坑排空空气形成真空，产生的负压吸力很大，板材与模拟平整坝面的钢板间无法分开，使用约10kn的推力强行分开。常压浸水试验将uhpc板材单元试验装置浸泡在水池中2个小时，然后拿出拆开，查看空腔内提前放置海绵的浸水情况，试验结果表明海绵几乎是干的，表明板材密封性良好。
[0075]
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的基于uhpc板材的深水大坝渗漏病害封堵设备及其方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
[0076]
如上所述，本发明实施例能够快速封堵300米水下大坝在灾后形成的严重渗漏病害，实现了在高水头高水压作用下对渗漏病害的快速修复。
[0077]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。