水利工程混凝土滲漏原因分析及防治措施

□謝梅良

一、引言

由于混凝土本身為透水介質，因而在水利工程中發(fā)生滲漏的情況是不可避免的。長期的滲漏不僅會使得鋼筋銹蝕，而且還會引起混凝土的鈣化反應，進而導致混凝土強度降低、結構疏松、耐久性降低，嚴重的可能會使水利工程結構產(chǎn)生安全隱患或導致破壞。同時，由于滲漏的作用，使得有壓水滲入混凝土結構內部，對混凝土結構的穩(wěn)定性會產(chǎn)生不利影響。

二、滲漏產(chǎn)生的原因

當滲漏發(fā)生后，我們需要對滲漏產(chǎn)生的原因進行分析。針對具體的原因，制定有針對性的修補處理方案。原因分析是制定經(jīng)濟、合理的修補處理方案的基礎與前提。

(一)變形縫滲漏成因分析。變形縫為沉降縫、伸縮縫和抗震縫的統(tǒng)稱。因為變形縫為混凝土結構的薄弱環(huán)節(jié)，因而在水利工程中變形縫位置為滲漏水的主要位置。變形縫的止水設計防水等級高，因此止水材料要選用耐久性良好的材料。在實際工程中，大部分變形縫處都存在滲漏現(xiàn)象，其原因可以從設計、施工和材料三個方面去尋找。

在設計中，如果設計的密封止水材料的尺寸和變形縫尺寸不合理，將導致密封止水材料的伸縮率小于變形縫的長期變形量，導到外水通過接縫滲入混凝土結構內部。在施工中，如果不嚴格按照設計施工，將容易導致止水帶周圍混凝土有蜂窩孔洞、止水帶位置偏移、止水帶焊接不嚴密、密封材料嵌填質量差等現(xiàn)象發(fā)生。如果止水材料選用了劣質產(chǎn)品或未選用合適的止水材料(如在高腐蝕性環(huán)境中仍選用橡膠類止水材料)，均易造成止水材料的老化與腐爛，從而形成滲水通道。

(二)混凝土裂縫滲漏成因分析?；炷翞榇嘈圆牧希淇估瓘姸冗h小于其抗壓強度，當混凝土結構上拉應力超過混凝土的抗拉強度，在混凝土結構上將出現(xiàn)裂縫(裂縫多半為彎曲裂縫，而且是拉裂縫)。根據(jù)裂縫形成原因的不同，可分為溫度裂縫、凝縮裂縫、干縮裂縫、堿骨料反應裂縫、超載裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、地基不均勻沉降裂縫等。根據(jù)裂縫發(fā)展深度的不同，可以分為貫穿裂縫、深層裂縫和表層裂縫。對于裂縫成因的分析應從結構內力大小、混凝土材料性能、混凝土施工時的配合比、運營管理水平和運營環(huán)境等方面著手，一般混凝土裂縫產(chǎn)生的原因并非單方面的，而是由多種因素組合引起的。

三、滲漏處理的原則

滲漏處理是為了消除滲漏給水利工程建筑物帶來的危害，增強建筑物的耐久性和安全性，最終達到延長其使用壽命的目的。滲漏處理方案必須根據(jù)滲漏調查、滲漏原因分析并結合水利工程建筑物的環(huán)境條件和特點，綜合選擇適當且經(jīng)濟的修補方案。

滲漏處理一般采用防水堵漏的方法。為了能有效地止水和降低建筑物內部的水壓，防水堵漏應盡可能地靠近滲漏源頭，這樣有利于建筑物的穩(wěn)定。滲漏修補一般應選擇在無水期或枯水期進行。如果必須在有水狀態(tài)下進行修補，就應嚴格遵循“上載下排，先排后堵”的實施原則。

四、滲漏的防治措施

(一)變形縫滲漏的防治措施。水利工程建筑物若在變形縫位置出現(xiàn)滲漏，首先要考慮采用熱瀝青進行補灌。當補灌瀝青效果不明顯時，則應采用化學漿液灌漿。一般情況下，化學灌漿材料均選用聚氨酯和丙凝漿液。

(二)基礎滲漏的防治措施。對巖基滲漏，一般采用帷幕灌漿技術，通過加深加厚阻水帷幕來達到對基礎防滲的目的。帷幕灌漿是將具有膠凝性的漿液或化學溶液，按照規(guī)定的配比或濃度，利用機械(或漿液自重)對之施加壓力，通過鉆孔、埋管或其它方法把漿液壓送至巖體或其它物體(混凝土，砂、充填土等)的裂隙、孔隙或空洞內，形成一定寬度的阻水帷幕，以減少滲流量或降低揚壓力的工程措施。

帷幕灌漿的設計一般包括灌漿壓力、帷幕灌漿深度、帷幕灌漿的厚度和長度等4個方面。一般情況下，在地質條件、建筑物質量等條件的允許下，使用較高的灌漿壓力是有利于工程防滲的。但灌漿壓力不宜過高，太高的壓力容易產(chǎn)生地層的隆起，并且在遇到有較大孔隙、裂縫時，較高的壓力容易造成大量吸漿現(xiàn)象的發(fā)生，使?jié){液流到不需要防滲的遠處，造成不必要的浪費。帷幕灌漿的形式確定后，除了封閉式帷幕灌漿要深入基巖外，懸掛式帷幕灌漿則要計算其深度。懸掛式帷幕深度應根據(jù)地質條件、壩基揚壓力允許值、地層透水性、壩基排水措施等因素，結合大壩工程的實際需要，參照滲流計算成果及其它類似工程經(jīng)驗綜合考慮。防滲帷幕的厚度主要由工程地質條件、大壩基巖的防滲標準、幕體本身的密實性、穩(wěn)定性以及帷幕允許的水力坡降等來決定。帷幕深入岸坡內的長度同樣要根據(jù)水文地質條件來確定，且宜延伸到正常蓄水位與地下水位相交處或相對隔水層處，與河床部位的帷幕連成整體。

當工程地基為非巖性地基時，一般可在建筑物上游采用粘土截水墻、粘土鋪蓋或粘土灌漿、化學灌漿等措施，以改善下游的排水條件。

(三)裂縫滲漏的防治措施。在裂縫滲漏處理之前，應先根據(jù)裂縫發(fā)生滲漏的原因、滲漏量的大小、滲漏范圍以及對建筑物的影響程度等情況，分別采用以下幾種處理措施。

1.表面處理。在裂縫產(chǎn)生的部位，用水泥砂漿(適用于較寬縫隙的裂縫)、環(huán)氧樹脂(適用于微裂縫)對裂縫部位表面進行粘補、涂抹和嵌補等。這種方法一般適用于表面裂縫。對于裂縫滲漏量較大，但對建筑物影響較小的裂縫，可采用鉆孔導滲或埋管導滲。鉆孔導滲一般采用風鉆在漏水裂縫位置一側鉆斜孔，穿過裂縫面，使漏水從鉆孔中導出，然后封閉裂縫。埋管導滲即沿漏水裂縫在混凝土的表面鑿若干個上小下大的槽形，并在滲漏集中的部位埋設引水鐵管，然后用棉絮沿裂縫填塞，使漏水集中從引水鐵管中排出，再采用防水快凝砂漿或快凝灰漿快速回填封閉槽口，最后把引水管封堵。

2.結構內部處理。對于只需要防滲堵漏的裂縫或淺縫，可采用水泥灌漿；但對于滲透流速較大、裂縫開度較小(小于0.2 mm)以及受溫度變化影響的裂縫，則應采用化學灌漿處理。

3.內部處理與表面處理相結合。對于影響建筑物結構強度的裂縫，除了要采取內部處理外，還需要進行表面修補，以達到防滲、結構補強的效果。

(四)散流或集中滲漏的防治措施。當混凝土結構存在空洞、蜂窩、抗?jié)B標號低和不密實等缺陷時，易造成水利工程建筑物出現(xiàn)散滲或集中滲漏的現(xiàn)象。對于大面積的細微散滲及水頭較小的部位，一般宜采用表面涂抹抒法；如流速較大，可先用麻絲或棉絮楔入孔洞，以降低流速、減少漏水量，然后再進行堵塞；對于大面積散滲，可修筑防滲導水；對于建筑物內部混凝土密實性差、裂縫孔隙比較集中的部位，可進行水泥灌漿和化學灌漿；對于涵洞壁很薄、漏水范圍大、且縮小洞徑不影響用水要求的，可采用內襯鋼板、鋼筋混凝土或預制鋼筋混凝土塊等措施。套管可采用鑄鐵管、鋼管或鋼筋混凝土管等；對于集中射流的孔洞，流速不大的可將孔洞鑿毛后用快凝膠泥堵塞。

(五)繞滲的防治措施。其防治措施一般為開鉆孔灌漿、開挖回填和加深齒墻等。在選擇處理方案之前要先了解滲漏部位和地層的水文地質條件。

(六)點漏的處理。灌漿堵漏法對于孔洞較大、水壓較大且漏水量大的孔洞封堵非常適用，也可用于內部蜂窩孔隙較大、密實性差的混凝土滲漏和回填。灌漿堵漏法要先將漏水孔口鑿成喇叭形，然后用快凝灰漿把灌漿嘴埋入，并封閉灌漿管四周，使漏水沿管集中排出，然后再用高強度砂漿回填至原混凝土面。必要時可以立模養(yǎng)護，待高強砂漿達到一定強度后，再沿灌漿嘴頂灌漿。

當漏水孔較小且水壓不大時可采用直接堵漏法。先將漏水孔鑿毛，并把孔壁鑿成與混凝土表面接近垂直的形狀，用水沖洗凈槽壁，然后使用快凝止水灰漿捻成與槽直徑相近的圓錐體，待灰漿開始凝固時，迅速用力堵塞于槽內，并向孔壁四周擠壓使灰漿與孔壁緊密結合，封住漏水，外面再涂抹防水砂漿保護層。

在漏水孔洞較大且水壓較大的情況下，一般應采用間接堵堵漏法。首先清除漏水孔壁的松動混凝土，并將孔洞區(qū)域鑿成適合下管的孔洞，孔洞深度根據(jù)漏水情況確定。然后將膠管或塑料管插入孔中，使得滲漏水能沿管流出。然后采用快凝灰漿將管四周緊密封閉，待凝固后，拔出導水管，采用與直接堵漏法一樣的方法將孔洞封死；也可采用木楔堵塞法，即先把漏水處鑿成孔洞，再將一根比孔洞深度短的鐵管插入孔中，使水順管子排出，用快速灰漿封堵鐵管四周。待灰漿凝固后，將一根外徑和鐵管內徑相當且襄有棉絲的木楔打入鐵管，將水堵住。最后用防水砂漿層覆蓋保護。

五、結語

水利工程的混凝土施工往往具有體積大的特點，因而在混凝土施工中存在著一些安全隱患，再加上水利工程建筑物常年處于有水環(huán)境中，出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象是不可避免的。了解水利工程混凝土滲漏的原因和防治措施是解決水利工程建筑物滲漏問題的關鍵。