尼那水電站滲水裂縫處理施工:流明渠廊道滲漏水處理

宮續(xù)豐

(南水北調(diào)中線干線建設(shè)管理局 河南直管建管局，鄭州 450046)

1 概述

尼那水電站屬于中型水電站，其導(dǎo)流明渠位于主河床偏左，緊臨電站廠房左側(cè)布置，左側(cè)與左岸副壩相接，其壩段總長(zhǎng)度72 m。尼那水電站導(dǎo)流明渠過(guò)水后，經(jīng)相關(guān)人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致的勘察后，發(fā)現(xiàn)在明渠底部的灌漿廊道以及排水廊道等多處出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。為保證水電站日后的安全運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)“建精品工程，爭(zhēng)創(chuàng)魯班獎(jiǎng)”的目標(biāo)，有關(guān)部門(mén)必須采取相關(guān)的措施對(duì)導(dǎo)流明渠工程混凝土滲水裂縫進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)水電站的正常、安全、有序運(yùn)行。滲水裂縫處理工作必須程序化、規(guī)范化，嚴(yán)格按照修建的管理?xiàng)l令和步驟來(lái)進(jìn)行施工，采用加固型材料，做到結(jié)構(gòu)上安全、牢固，而且外觀上美觀，并能與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)融合。

2 滲水裂縫的形式及滲漏原因

2.1 灌漿廊道出現(xiàn)滲水裂縫的表現(xiàn)形式

明渠底部灌漿廊道出現(xiàn)滲水裂縫主要表現(xiàn)為:①混凝土伸縮縫滲水;②混凝土施工縫滲水;③混凝土龜裂縫滲水。在3種滲水形式中，伸縮縫滲漏水量較大，應(yīng)該做重點(diǎn)防護(hù)。

2.2 灌漿廊道出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象的原因

1)在水電站的施工縫附近，通常會(huì)在混凝土施工過(guò)程中出現(xiàn)漏振現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土不密實(shí)，在長(zhǎng)期的截流過(guò)程中易導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

2)在水電站混凝土施工的過(guò)程中，由于止水接頭黏接不密實(shí)或者搭接長(zhǎng)度不滿足施工的規(guī)范要求。

3)施工過(guò)程中損壞了止水系統(tǒng)，或者止水材料本身質(zhì)量差。

4)溫度應(yīng)力或干縮應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度。

5)基礎(chǔ)約束力大。

6)施工出現(xiàn)間斷，最主要原因就是尼那水電站導(dǎo)流明渠工程施工持續(xù)時(shí)間達(dá)4 a之久，在施工期間由于經(jīng)費(fèi)、材料等各種問(wèn)題導(dǎo)致停工，并且這幾次停工的時(shí)間都中途有2次較長(zhǎng)時(shí)間的停工，造成前后期混凝土結(jié)合較差。

3 滲漏水處理

3.1 處理方法

3.1.1 混凝土龜裂縫及施工縫

在水電站混凝土施工的過(guò)程中，為有效做好混凝土龜裂縫及施工縫補(bǔ)救措施，常采用扣槽埋半合管后嵌縫，通過(guò)引出塑料管灌注化學(xué)漿液，漿液凝固后形成一道連續(xù)封閉的彈性防滲圈，凝固后的漿液始終保持與縫兩側(cè)的壓性接觸，能有效解決施工縫滲水漏水問(wèn)題。

3.1.2 混凝土伸縮縫

施工方法采用扣槽埋半合管后嵌縫通過(guò)在滲漏水最低處鉆斜孔灌注化學(xué)漿液，漿液凝固后形成一道連續(xù)封閉的彈性防滲圈，凝固后的漿液始終保持與縫兩側(cè)的壓性接觸。

3.2 原材料及設(shè)備

施工過(guò)程所需要的主要原材料包括:①力頓堵漏王;②水泥砂漿;③水;④丙酮;⑤LW聚胺脂;⑥乙酰氯;⑦灌漿管。主要設(shè)備包括:①計(jì)量泵;②手風(fēng)鉆;③空壓機(jī);④鋼絲刷;⑤磨光機(jī)。

4 施工工藝及要點(diǎn)

在尼那水電站滲水裂縫進(jìn)行灌漿施工的過(guò)程中采用扣槽嵌縫配合化學(xué)灌漿的方法。該工程總體施工流程為:扣槽→洗縫→埋管(半合管)→嵌縫→待凝48 h→壓丙酮→化學(xué)灌漿→表面封口處理。

4.1 施工工藝

4.1.1 扣槽

對(duì)滲漏縫進(jìn)行扣槽應(yīng)遵守以下原則:

1)扣槽必須找準(zhǔn)水源，只有這樣才能使得施工的準(zhǔn)確性更高，水源的判斷跡象一般表現(xiàn)為:滲水集中，且其周?chē)稍餆o(wú)滲漏。

2)槽的形狀應(yīng)該設(shè)計(jì)成“v”型，并保證滲漏點(diǎn)、縫位位于“v”型槽子正底部。

3)“v”型槽尺寸一般為頂寬20 m，深15 m，通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一系列勘察，從而計(jì)算出槽的準(zhǔn)確長(zhǎng)度。

4)若混凝土較松散，須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人士的處理，將其松散部分全部清除干凈，以排除安全隱患。

5)遇鋼筋時(shí)應(yīng)按鋼筋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行切除，若現(xiàn)場(chǎng)無(wú)條件，則加大其與混凝土接觸部分深度。

6)縫面須鑿毛成鋸齒狀，以保證混凝土面與混凝土砂漿結(jié)合密實(shí)，防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲水裂縫。

4.1.2 洗縫

1)為有效清理水電站導(dǎo)流明渠廊道裂縫，應(yīng)采用壓力水及鋼絲刷來(lái)清除裂縫內(nèi)的殘?jiān)半s物、積水，即通常所說(shuō)的洗縫。

2)在清洗裂縫的過(guò)程中若遇鋼筋，則將鋼筋表面的銹漬進(jìn)行清理，以保證縫面相對(duì)干凈。

4.1.3 埋設(shè)半合管

1)對(duì)于水電站導(dǎo)流明渠廊道的龜裂縫和混凝土施工縫，將1.2″塑料管劈成兩半，再將一半塑料管緊貼在漏水水源，即槽子正底部，然后每隔2.0 m用6'塑料管引出，用于排水及灌漿管。

對(duì)于混凝土伸縮縫滲漏水，應(yīng)該采取更為嚴(yán)密的措施，除了按上述要求進(jìn)行埋設(shè)半合管外，還要在滲漏水最低處，伸縮縫兩側(cè)的廊道邊墻上距縫80 cm處，用手風(fēng)鉆各造一個(gè)孔，這兩個(gè)孔間的間距應(yīng)該為30 cm，孔徑為￠42，與縫面所呈的夾角為45°，孔深以繞過(guò)止水打穿縫面10 cm控制，埋設(shè)1.2″鋼管作為進(jìn)漿管。造孔過(guò)程中要求相當(dāng)嚴(yán)格，要控制好孔斜和孔深，當(dāng)造孔至1.2 cm深(即過(guò)縫面)時(shí)，要密切注意造孔過(guò)程中是否出現(xiàn)的異常情況，并委派技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)盯面，若有異常情況出現(xiàn)，應(yīng)進(jìn)行及時(shí)處理。

縫面的判斷標(biāo)準(zhǔn)有以下幾點(diǎn):①孔內(nèi)有涌水現(xiàn)象;②對(duì)打出的巖芯進(jìn)行觀察，從所取巖芯的狀況判斷有明顯的施工面，并且施工面內(nèi)夾有黑色的塑料泡沫板條;③出現(xiàn)孔內(nèi)反水情況，并且孔內(nèi)返水中夾帶有黑色的泡沫塑料板條碎屑。

在鋪設(shè)半合管時(shí)，必須沿著縫面從一端往另一端依次用堵漏王壓抹在塑料管上，其具體操作步驟如下:將堵漏王按照(堵漏王:水=1 kg∶0.25～0.30 kg)的比例將其迅速拌和好，然后再將拌好的堵漏膠泥放在手上，感到膠泥燙手并且稍微發(fā)硬時(shí)，堵漏膠泥迅速壓于半合管上，持續(xù)一定時(shí)間即可。

2)縫面干燥后用水泥混合砂漿嵌縫，并將其抹平。

水泥砂漿配比為:

水泥∶水∶砂∶氧化鎂 =1∶0.45∶1∶0.03(重量比)

3)對(duì)于水泥砂漿須進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，防止其在外界條件下干裂形成二次缺陷，避免不必要的麻煩。

4)在進(jìn)行埋管處理時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁堵漏王及砂漿封堵管路，影響灌漿效果。

4.1.4 壓丙酮

由于水在LW聚胺脂化學(xué)漿材中是良好的固化劑，漿材遇水后能夠迅速固化，由于這種特性導(dǎo)致了其不能對(duì)整條縫子起到良好的封閉作用，因此在灌注LW漿材之前，必須保證裂縫內(nèi)沒(méi)有積水，一般情況下用丙酮將縫內(nèi)的滲漏水趕出。具體操作如下:

1)伸縮縫壓丙酮采用定量壓入和有壓壓入相結(jié)合的方法，壓力為0.6 MPa，具體操作要求如下:

施工人員必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行具體的勘察和分析，當(dāng)壓力升至0.6 MPa時(shí)，壓丙酮的注入率＜0.1 L/min時(shí)，則應(yīng)該保持灌漿壓力為0.6 MPa，持續(xù)灌注5 min即可結(jié)束。若此時(shí)孔內(nèi)的注入量仍然較大，可采用定量法對(duì)其進(jìn)行控制，每條縫壓入量按200 L控制。

2)混凝土施工縫和混凝土龜裂縫壓丙酮時(shí)，當(dāng)壓力升至0.6 MPa，注入率＜0.1 L/min時(shí)，則保持灌漿壓力0.6 MPa，持續(xù)灌注5 min即可結(jié)束。

4.1.5 化學(xué)灌漿

采用化學(xué)灌漿方法對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，通常有2種形式的灌漿方式:①對(duì)于水平裂縫，灌漿時(shí)從一端往另一端依次趕排氣進(jìn)行;②而對(duì)于垂直裂縫和環(huán)縫，則按自下而上的順序依次趕排氣進(jìn)行灌漿，一般采用的化學(xué)灌漿材料的具體指標(biāo)、詳細(xì)配方及在尼那水電站的滲水縫采用的具體灌漿參數(shù)見(jiàn)表1—表2。

表2 詳細(xì)配方:環(huán)氧加固材料的配比常數(shù)(重量比)

該工程中的灌漿參數(shù):

1)漿液配置:灌漿材料定為L(zhǎng)W聚胺脂，漿液按IV期配制。

2)灌漿壓力:最大壓力控制在0.6 MPa。

3)灌漿設(shè)備:手壓泵、計(jì)量泵。

4)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):①龜裂縫和混凝土施工縫待回漿管出漿時(shí)，將其扎死，在設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)注入量＜0.1 L/min時(shí)，持續(xù)5 min即可結(jié)束灌漿;②伸縮縫灌漿采用定量灌漿和有壓灌漿相結(jié)合的方法，最大灌漿壓力0.6 MPa，具體操作要求:

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，當(dāng)灌漿壓力升至0.6 MPa，若此時(shí)孔內(nèi)基本不吃漿，即注入量 ＜0.1 L/min時(shí)，則保持灌漿壓力0.6 MPa，持續(xù)灌注5 min即可結(jié)束。若此時(shí)孔內(nèi)吃漿仍然較大，可采用定量法進(jìn)行控制，每條縫灌注漿材按1 000 L控制。

5)待凝48 h后，割除灌漿管，進(jìn)行二次抹面，并灑水養(yǎng)護(hù)。

5 質(zhì)量保證措施

1)建立健全質(zhì)量保證體系和質(zhì)檢機(jī)構(gòu)，對(duì)工程進(jìn)行嚴(yán)格地監(jiān)控，隨時(shí)掌握工程進(jìn)度，確定整個(gè)過(guò)程在受控狀態(tài)下進(jìn)行，以確保其安全性。

2)在工程開(kāi)工前，對(duì)施工地進(jìn)行細(xì)致地考察，結(jié)合工程情況及施工技術(shù)要求，對(duì)施工人員進(jìn)行全面的技術(shù)交底，選用技術(shù)合格的員工。

3)在工程中期或者后期，嚴(yán)格實(shí)行“三檢一驗(yàn)”制度，對(duì)工程的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，以達(dá)到預(yù)期的目的。

4)建立嚴(yán)格的質(zhì)量管理制度，實(shí)行質(zhì)量目標(biāo)管理，并將質(zhì)量目標(biāo)分解到各級(jí)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)，落實(shí)責(zé)任和權(quán)限，確保工程的質(zhì)量。

6 安全保證措施

1)現(xiàn)場(chǎng)需設(shè)專(zhuān)職安全員，對(duì)架子搭設(shè)及人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督。施工腳手架必須搭設(shè)穩(wěn)定，確保安全可靠。

2)加強(qiáng)化學(xué)灌漿材料的保管，按化管材料的性質(zhì)不同，采取不同的儲(chǔ)存方法，防爆曬、防潮、防泄漏。

3)施工現(xiàn)場(chǎng)必須配備足夠的防火設(shè)施，不得在現(xiàn)場(chǎng)大量存放易燃品，施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙和使用明火，嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

4)按環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，施工中的廢漿、廢料及清洗設(shè)備、管路的廢液應(yīng)集中妥善處理，不得隨意排放。

5)進(jìn)行化學(xué)灌漿施工人員，應(yīng)穿防護(hù)工作服。根據(jù)漿材的不同，酌情配戴橡膠手套、眼鏡、防毒口罩等，以保證施工過(guò)程中的安全。

7 結(jié)論

尼那水電站的滲水裂縫問(wèn)題引起了人們的高度重視，并對(duì)其進(jìn)行了修護(hù)處理，采用以上混凝土滲水裂縫處理施工工藝既確保了工程進(jìn)度，又保證尼那導(dǎo)流明渠工程的整體質(zhì)量。該施工技術(shù)在尼那水電站導(dǎo)流明渠裂縫處理中的成功運(yùn)用，表明該技術(shù)是可行的。

［1］徐榮年，徐欣磊.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

［2］周坤.迎龍湖水利工程大壩防滲措施研究［D］.成都:四川大學(xué)，2006.

［3］彭海波，林躍群.來(lái)峽水利樞紐水機(jī)廊道滲漏處理技術(shù)［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2005(7):57－59.

［4］黃靜美.巖溶地區(qū)水庫(kù)滲漏問(wèn)題及壩基防滲措施研究［J］成都:四川大學(xué)，2006.