大伙房水庫輸水洞伸縮縫滲漏處理及分析

王秀紅

（遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧撫順113007）

大伙房水庫輸水洞伸縮縫滲漏處理及分析

王秀紅

（遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧撫順113007）

針對(duì)輸水洞在伸縮縫處出現(xiàn)的滲漏問題，分析產(chǎn)生缺陷成因，找出處理問題的方法，選取縫內(nèi)部采用化學(xué)灌漿，縫表面采用手刮聚脲封閉的方案進(jìn)行裂縫處理，有效地阻截了滲漏通道，確保了輸水洞內(nèi)混凝土的完整性，延長工程壽命。

伸縮縫滲漏；灌漿；處理方案

D OI：10.3969/j.i s s n.1008_1305.2015.06.029

1 工程概況及原因分析

大伙房水庫位于遼河最大支流渾河的中上游，坐落在撫順市東郊，是一座以防洪、灌溉和城市供水為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚、旅游等綜合利用的大型水利樞紐工程。1958年8月竣工，水庫樞紐主要由主壩、一副壩、二副壩、三副壩和主溢洪道、非常溢洪道和輸水洞組成，輸水洞位于主壩和一副壩之間的主壩左端，主要功能是排泄洪水、引水發(fā)電、灌溉，輸水洞主洞直徑6.5m，主洞長243.49m，最大泄量400m3/s，為圓形有壓隧洞。

輸水洞工程運(yùn)行50余年來，發(fā)揮了重要作用。但近年來，在伸縮縫處出現(xiàn)滲水、漏水，影響襯砌混凝土質(zhì)量和內(nèi)部鋼筋的防護(hù)。滲水易引起伸縮縫周邊混凝土破碎，影響工程的正常運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn)場勘查，輸水洞樁號(hào)0+219、0+228、0+243、0+ 258、0+264等5個(gè)斷面的伸縮縫滲漏嚴(yán)重。1968年和1989年水庫曾進(jìn)行過輸水洞裂縫處理，但因輸水洞長期在惡劣環(huán)境下運(yùn)行，導(dǎo)致洞內(nèi)伸縮縫處止水老化，止水效果降低，以致出現(xiàn)了伸縮縫處滲水、漏水等問題。在冬季反復(fù)凍融作用下，滲水已經(jīng)引起伸縮縫周邊混凝土破碎，且損傷有逐年加劇跡象，給輸水洞運(yùn)行帶來隱患。

2 伸縮縫滲漏處理目標(biāo)

（1）處理方案必須能夠適應(yīng)各種復(fù)雜工況，能夠適應(yīng)該地區(qū)的冷熱溫度變化，適應(yīng)凍脹、凍融環(huán)境。

（2）選擇的處理時(shí)間要結(jié)合水庫調(diào)度運(yùn)行進(jìn)行合理安排，不能影響輸水洞運(yùn)行，4月底～5月初輸水洞要放水進(jìn)行下游農(nóng)灌。

（3）對(duì)于結(jié)構(gòu)縫的處理，應(yīng)選取適應(yīng)較大變形的柔性材料進(jìn)行內(nèi)、外處理。處理前先做好查勘，對(duì)于有滲水的區(qū)域，先進(jìn)行止水灌漿處理，選取能夠適應(yīng)環(huán)境變化的柔性嵌填材料進(jìn)行嵌縫填充處理，伸縮縫經(jīng)過修補(bǔ)處理后，應(yīng)不影響其正常使用功能。

（5）考慮修補(bǔ)后表面的抗沖磨性能。

3 伸縮縫滲漏處理方案

在修補(bǔ)施工開展前以及在施工過程中進(jìn)行缺陷詳細(xì)勘察、檢測及探測。實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測、探測的項(xiàng)目包括滲水伸縮縫檢測（含測長度、寬度、位置分布），可能存在的裂縫檢測（含測長度、寬度、位置分布），運(yùn)行情況調(diào)查（包含隧洞混凝土狀況、施工情況等調(diào)查）。

3.1 內(nèi)部處理

裂縫及結(jié)構(gòu)縫的內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)灌漿，封口處布設(shè)柔性止水材料，縫口最外端設(shè)置燕尾槽型特種砂漿，打磨砂漿表面，使修補(bǔ)后外表面平整。

具體工藝為導(dǎo)流→布孔→化學(xué)灌漿→清理灌漿后表面→在裂縫、結(jié)構(gòu)縫的開口部位開設(shè)開口寬度為5～6c m、深度為3～5c m的燕尾型溝槽→清理結(jié)構(gòu)縫→深度修槽→嵌填柔性材料→布置橡膠棒→嵌填外層柔性材料→砂漿封閉→處理外表面→拆除導(dǎo)流管→二次化學(xué)灌漿止水→養(yǎng)護(hù)。

其中燕尾型溝槽的開鑿需要根據(jù)現(xiàn)場的具體環(huán)境和缺陷狀況來擬定，開鑿的梯形截面的尺寸需要經(jīng)過初步估算。封閉砂漿為特種砂漿，根據(jù)工程的需求首先進(jìn)行試驗(yàn)室配比試驗(yàn)，在工程進(jìn)行期間，配合比以及其他輔助填料根據(jù)現(xiàn)場需求進(jìn)行微調(diào)。特種砂漿具有抗沖磨性，持久高強(qiáng)度，較好的早期強(qiáng)度，具有補(bǔ)償收縮功能，具有抵抗微裂紋，較好的抗折性，使用后整體性好，施工中具有較好的保水性、防水性、易粘接等特點(diǎn)。

3.2 細(xì)部處理

要去除結(jié)構(gòu)縫中失效的填充材料，用柔性填料重新填好。伸縮縫頂口與原基面齊平，結(jié)構(gòu)縫止水失效的部位進(jìn)行必要的灌漿和導(dǎo)流。對(duì)于結(jié)構(gòu)縫與裂縫以及結(jié)構(gòu)縫與其他缺陷交匯的部位，進(jìn)行交匯處細(xì)部處理，同時(shí)在結(jié)構(gòu)縫和裂縫的表面處理之前進(jìn)行其他缺陷的預(yù)處理，等到處理過的部位具備相應(yīng)施工條件再進(jìn)行表面處理。

(2)在相同的監(jiān)測點(diǎn)處5葉片攪拌槳的混合時(shí)間相比其他幾種葉片數(shù)的攪拌槳更小，混合速率更大，3葉片攪拌槳的混合時(shí)間最長。

3.3 裂縫封閉

裂縫經(jīng)過內(nèi)部化學(xué)灌漿后，表面粘貼手刮聚脲材料進(jìn)行封閉，封閉層位于特種封閉砂漿的外部。最后在修補(bǔ)好的裂縫表面進(jìn)行劃線、打磨、缺陷填補(bǔ)、涂刷界面劑等工作，為表面粘貼做準(zhǔn)備。

4 化學(xué)灌漿

4.1 主要技術(shù)參數(shù)

孔徑：14m m；鉆孔深度：30～50c m；鉆孔角度：最小30°，最大45°；鉆孔間距：20～60c m，現(xiàn)場根據(jù)注水效果在20～60c m范圍內(nèi)選取合適間距；灌漿壓力：最低0.3 MP a，最高0.5MP a（裂縫內(nèi)部壓力）；穩(wěn)壓時(shí)間：不少于10m i n，個(gè)別部位需要不少于30m i n。

4.2 結(jié)構(gòu)縫化學(xué)灌漿工藝要點(diǎn)

嵌縫材料為鋼板等材料，需要在結(jié)構(gòu)縫兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行布孔，嵌縫材料為木板等軟質(zhì)材料，在單側(cè)布孔，鉆孔應(yīng)穿透軟質(zhì)材料。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)縫的嵌縫材料一般為防滲材料，因此灌漿孔的布置采用結(jié)構(gòu)縫兩側(cè)均勻布置的原則，其鉆孔布置如圖1所示。

結(jié)構(gòu)縫由下至上1次灌漿，灌漿壓力由底向高逐漸上升，先灌深孔，從下層進(jìn)漿開始灌漿，待上層回漿管排出孔內(nèi)水、氣后，封閉回漿管。根據(jù)吸漿量情況逐步升至設(shè)計(jì)壓力，當(dāng)吸漿率小于1m L/ m i n時(shí)，保持壓力延續(xù)灌注3～5m i n即可結(jié)束灌漿，4～5h后檢查灌漿效果，對(duì)管口不飽滿的膠管進(jìn)行2次灌漿直至飽滿。根據(jù)灌漿設(shè)備、混凝土厚度及灌漿工藝，選擇伸縮縫兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行單孔灌漿。每側(cè)單孔從下向上灌漿，灌漿順序?yàn)橛上孪蛏蠁慰字鹨贿B續(xù)進(jìn)行，當(dāng)相鄰灌漿孔開始出漿，并且壓力達(dá)到0.5MP a后，保持壓力12～15m i n，即可停止該灌漿孔灌漿，移至相鄰灌漿孔灌漿，直至最上部位兩側(cè)灌漿孔同時(shí)灌漿完成。結(jié)構(gòu)縫化學(xué)灌漿工藝如圖2所示。

圖1 結(jié)構(gòu)縫化學(xué)灌漿布孔示意圖

4.3 鋼筋除銹、阻銹，植筋加固

因?yàn)榛炷涟l(fā)生缺陷損壞的部位同時(shí)伴有鋼筋等金屬材料的銹蝕和污損，因此需要對(duì)這些鋼筋等材料進(jìn)行除銹、阻銹，同時(shí)對(duì)缺損嚴(yán)重的部位進(jìn)行補(bǔ)筋和密植鋼筋。一般先對(duì)產(chǎn)生銹蝕的部位進(jìn)行物理打磨，然后采用涂裝除銹劑（阻銹劑）的方法來做金屬保護(hù)層。

處理措施有以下幾點(diǎn)。

（1）用鋼絲刷清除出露鋼筋的銹跡，恢復(fù)被截?cái)嗟匿摻睿阡摻畋砻嫱克⒆桎P劑。

（2）按原結(jié)構(gòu)尺寸采用改性環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。必要時(shí)加設(shè)錨筋加強(qiáng)修補(bǔ)體與原結(jié)構(gòu)的聯(lián)系。

（3）處理部位及周圍3～5m范圍內(nèi)的裸露面，涂刷改性環(huán)氧樹脂涂料。

4.4 手刮聚脲表面修補(bǔ)

使用手刮聚脲材料進(jìn)行裂縫表面粘貼，刮涂SK手刮聚脲要在2遍以上，固化后的涂膜平均厚度不小于2m m，一般性裂縫開口部位表面涂膜厚度在3～4m m，涂刮寬度不小于20c m，涂層邊緣與裂縫縫口距離不小于10c m。

涂刮SK手刮聚脲的混凝土區(qū)域同時(shí)存在凍融、剝蝕、蜂窩、麻面、脫空、孔洞、鋼筋銹蝕及鼓脹、凍脹破壞、局部缺失、局部振搗不實(shí)的，先進(jìn)行這些缺陷的預(yù)處理，然后進(jìn)行打磨，要求打磨平均深度為2～2.5m m，打磨后表面保持平整。

圖2 化學(xué)灌漿處理工藝示意圖

5 結(jié)語

2014年4月初開始的輸水洞伸縮縫滲漏處理，工程歷時(shí)1個(gè)月，5月初輸水洞農(nóng)灌供水運(yùn)行，9月6日農(nóng)灌結(jié)束，關(guān)閘后進(jìn)洞檢查，發(fā)現(xiàn)處理過的伸縮縫處已沒有滲水現(xiàn)象，成功的封堵了滲漏通道。從工程實(shí)踐來看，輸水洞伸縮縫滲漏采用縫內(nèi)部化學(xué)灌漿，縫表面手刮聚脲封閉的方案效果明顯，通過處理有效地阻截了滲漏通道，確保了輸水洞內(nèi)混凝土的完整性，有利于延長工程使用壽命。

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王秀紅（1969年—），女，高級(jí)工程師。