淺析水電站引水隧洞混凝土裂縫化學灌漿處理

李起叢

【摘 要】本文結(jié)合某水電站工程為例，首先分析了自然災(zāi)害造成的裂縫的成因以及現(xiàn)狀，然后闡述了裂縫的處理要求以及施工材料的選擇，最后論述了混凝土裂縫化學灌漿技術(shù)的施工要點以及施工工藝，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】化學灌漿；水電站；裂縫；灌漿

某水電站引水隧洞由于特大地震災(zāi)害的影響而受到重創(chuàng)，造成了隧道之中多處混凝土出現(xiàn)了垮塌現(xiàn)象，進而引起整個隧道頂部以及邊拱出現(xiàn)了連續(xù)性裂縫，與此同時還出現(xiàn)了混凝土裂縫后變形隱患，以致隧洞無法正常使用?；谶@種情況，在處理的過程中主要是針對隧道頂部垮塌、邊拱裂縫以及底板淘刷現(xiàn)象較為嚴重的部位進行處理。一般在處理工作中我們主要采用對垮塌的混凝土采用錨噴掛網(wǎng)支護、隧洞頂部脫空地帶進行回填灌漿和混凝土裂縫化學灌漿處理。本文就這些處理方法進行分析與探討，以供同行工作參考借鑒。

0.工程概述

隧洞進水口為開敞式，孔口寬度8.0m，進口底板高程1065.00m，進口頂高程1082.50m，設(shè)平板檢修門；無壓排礫洞段長353.71m，隧道口成城門洞型，全段鋼筋混凝土襯砌，斷面尺寸為8～10m×17.5～19.7m（寬×高），末端設(shè)4個0.8m×0.8m排礫孔和18m漸變段分別與排礫廊道和圓形壓力隧洞項鏈，圓形壓力隧洞全長10100.8m，洞徑9.0m，全段采用混凝土或鋼筋混凝土襯砌。在過去受到八級特大地震災(zāi)害的影響，該水電站隧洞遭受了嚴重的破壞，共垮塌23處，整個隧洞頂部基本上出現(xiàn)裂縫，一部分裂縫出現(xiàn)變形，以環(huán)形縫居多，裂縫的寬度在0.4mm～1.0cm不等。底板淘刷較為嚴重，多數(shù)存在露筋現(xiàn)象。

1.地震造成裂縫的現(xiàn)狀及成因

1.1裂縫的現(xiàn)狀

該水電站的引水隧道全場接近萬米，其中就其頂部的混凝土裂縫現(xiàn)象而言就有近8千米長，大多數(shù)的裂縫都分布在隧道頂拱之上，而縫寬一般也都在0.2～10mm之間，且多數(shù)都呈現(xiàn)出連續(xù)性特點。其中在這些裂縫隱患中垮塌現(xiàn)象多是由于混凝土環(huán)形裂縫轉(zhuǎn)變形成的，因此在工作中對這些裂縫的處理就顯得尤為重要。一般在施工之前都是通過聲波監(jiān)測的手段和方法來對裂縫存在問題進行分析，對施工處理較難的地帶進行前期總結(jié)和設(shè)計，從而確保隧道裂縫修復和處理能夠滿足于工程項目要求。經(jīng)過對這些裂縫采用聲波檢查得出，隧道裂縫多數(shù)都存在著較為嚴重的滲水現(xiàn)象，有些裂縫表面干燥但是內(nèi)部卻較為潮濕。

1.2裂縫出現(xiàn)的成因

在上述工程的引水隧道當中，通過對該裂縫的分析，其主要是由于外界地震災(zāi)害而造成的，在這些裂縫當中，有些很小的裂縫不足以使工程出現(xiàn)質(zhì)量問題，但是在隧道中，還存在著很多較大裂縫，這些裂縫極大的威脅到了整個引水隧道的安全使用。對此，相關(guān)研究者開始采用各種手段來對這些裂縫進行觀察與測定，分析結(jié)果表明，這些裂縫的出現(xiàn)主要是因為隧道頂部的混凝土出現(xiàn)脫空的現(xiàn)象。如果隧道頂部的混凝土沒有出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，那么其產(chǎn)生裂縫的危害也比較小。一般來說，隧道頂部出現(xiàn)脫空的現(xiàn)象主要是因為其頂部不能夠?qū)?yīng)力有效的傳遞，以致于混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

1.3裂縫處理要求

（1）如果裂縫的寬度沒有超過0.4mm，那么施工人員只需要對裂縫的表面進行處理，其主要施工步驟是：首先將裂縫中存在的各種雜物清除干凈；然后再在裂縫表面涂抹一層防水性能較好的材料，這樣就能夠有效的修護該裂縫，使其達到防水的效果，在一定程度上保證了隧道的質(zhì)量，使其能夠正常使用。

（2）如果裂縫的寬度超過0.4mm，則需要施工人員采用灌漿法來進行處理，其主要措施是：1）采用相應(yīng)的工具將裂縫的兩側(cè)設(shè)置斜孔，在設(shè)置過程中，施工人員必須要保證斜孔的距離與裂縫的寬度一致；2）當設(shè)置好斜孔之后再采用壓縫檢查的方式來進行測試，從而保證施工人員在灌注混凝土的過程中不會出現(xiàn)漏漿等現(xiàn)象。在采用灌漿法進行施工的過程中，施工人員一般會采用奧多為環(huán)氧漿等施工材料，而這些材料一般都是根據(jù)普通的環(huán)氧施工材料來進行施工的。在處理裂縫表面的過程中，要求漿材的強度大于1.0MPa，在水泥漿灌注的過程中，將其壓力嚴格控制在0.4MPa以內(nèi)，并且施工人員在灌注過程中，一定要從最下端的斜孔開始，依次向上灌注。在灌注過程中一定要注意的是從最深的斜孔開始灌壓。等到灌注的混凝土凝固之后，一定要對其進行養(yǎng)護，使其強度達到設(shè)計的要求。

2.裂縫化學灌漿材料選擇

目前，由于裂縫是工程中最常見的質(zhì)量通病，通過施工人員對其進行分析與探索，結(jié)果表明，當前處理裂縫最常見的方法也就是化學灌漿，這種技術(shù)由于需要采用大量的施工材料，性能差異也相對較大，所以施工人員采用該技術(shù)時一定要認真選擇材料，通常情況下，要想達到設(shè)計要求，就需要選用的材料具有以下幾點要求：（1）需要水泥漿液具有較高的穩(wěn)定性，使其長期在常溫下不會有任何反應(yīng)，基本結(jié)構(gòu)不能夠改變；（2）需要保證水泥漿液是真溶液，并且要求該溶液具有粘度小、灌注性能高等優(yōu)點；（3）需要保證施工材料具有耐久性，并對其加以控制，并且要求其不受到外界環(huán)境的影響，從而有效的防止各種有害物質(zhì)的入侵；（4）在使用水泥漿液的過程中，盡量將其收縮率降到最低，而且需要固結(jié)體具有較高的粘結(jié)性，這樣才能夠在灌注水泥漿的過程中不受到其他因素的限制；（5）水泥漿液必須是高強度、無毒無害、對環(huán)境污染小的物質(zhì)，這樣才能夠符合人們的要求。

3.施工要點

3.1漿材的選擇

在本水電站工程施工過程中，施工人員必須要選擇符合設(shè)計要求的材料，這樣才不會使工程再次出現(xiàn)裂縫。在選擇材料的過程中，施工人員該應(yīng)該將裂縫出現(xiàn)的時間、產(chǎn)生的原因、分布特點等諸多方面進行綜合考慮，然后通過設(shè)計師與工程師共同協(xié)作與探討，總結(jié)出滿足要求的施工措施。通過對上述水電站出現(xiàn)的裂縫和結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀來分析，施工人員往往會采用環(huán)氧漿材來進行施工，并且采用CH-40型號的潮濕型灌封膠來進行施工，我們將這兩種材料運用于施工中，其中環(huán)氧漿材主要用于主要的結(jié)構(gòu)材料，而潮濕型灌封膠則用于一種輔助材料，在施工過程中，將這種輔助材料的壓力嚴格控制在6MPa之內(nèi)，這樣就能夠達到修補與加固的效果。

3.2施工工藝

（1）表面清理。采用角磨機及鋼絲刷，對施工縫的兩邊打磨50mm的寬度，除掉混凝土表面的雜物，并用水清理干凈。

（2）鉆孔。為了減少孔內(nèi)的占漿量，選用Φ16mm的鉆桿進行鉆孔，深度為裂縫縫深，封孔的鉆騎縫孔，縫窄的鉆斜孔。

（3）嵌縫。對于縫寬的裂縫應(yīng)先進行嵌縫，防止?jié){液神羅。選用CH-3B封縫膠進行裂縫封閉。

（4）灌漿。灌漿順序是：斜縫要由里向外，由下而上灌漿；水平縫要由里向外、由一端向另一端灌漿。

4.結(jié)束語

該水電站引水隧洞裂縫處理歷時60d，在施工、設(shè)計、監(jiān)理的共同配合下，圓滿地完成地震災(zāi)害處理，為災(zāi)區(qū)的重建貢獻一份力量，本次裂縫灌漿處理，取得很好的效果，通過竣工驗收，發(fā)電運行至今，工作情況良好。

【參考文獻】

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