河床式水電站廠房混凝土滲漏處理與探討

李海波

摘 要：混凝土滲漏水裂縫影響著水電站建筑物的安全和正常運(yùn)行。文章以黃河干流上河床式電站河口水電站為例，通過對(duì)滲漏水裂縫化學(xué)灌漿技術(shù)及工程應(yīng)用實(shí)例的總結(jié)分析，肯定了使用HH-G3型水溶性聚氨酯灌漿液處理漏水裂縫的可行性。為探索漏水裂縫化學(xué)灌漿處理新工藝找到了可行的途徑。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；水電站；化灌

中圖分類號(hào)：TV698.2+33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）18-0150-02

河口水電站位于蘭州市西郊黃河干流上的一座中型水電站，距蘭州市區(qū)約45 km，是黃河龍～青段梯級(jí)第十七座水電站。電站是以發(fā)電為主，兼有一定的灌溉、旅游及改善環(huán)境等綜合利用效益的中型水電站，正常蓄水位為1 558.0 m，相應(yīng)庫容1 364萬m3，水庫總庫容1 638.4萬m3。電站裝機(jī)容量74 MW，多年平均發(fā)電量3.85億kW·h，水輪發(fā)電機(jī)采用4臺(tái)燈泡式貫流機(jī)組，單機(jī)容量18.5 MW，額定水頭5.3 m，水電站引用流量為 1 594.4 m3/s。

根據(jù)對(duì)河口水電站現(xiàn)場勘查，電站廠房交通廊道、灌漿廊道和樓梯間出現(xiàn)不同程度的滲水，主要表現(xiàn)形式為結(jié)構(gòu)縫、墻面施工縫、裂縫、蜂窩麻面等部位滲漏水。為了保證混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性、耐久性以及生產(chǎn)廠區(qū)的正常運(yùn)行，需要對(duì)出現(xiàn)滲漏水、表面缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行滲漏處理和加固修復(fù)處理。

1 總體處理原則與方案

根據(jù)發(fā)電廠房的構(gòu)造特點(diǎn)，滲漏水一般為有壓滲漏。針對(duì)這一特點(diǎn)以及結(jié)合水工混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，應(yīng)采用“以堵為主，堵排結(jié)合”的處理方案。

采用壓力灌漿法通過鉆孔將灌漿材料注入裂縫間。漿液固化后在裂縫間形成一個(gè)彈性聚合體與混凝土或止水片結(jié)成一體，以起到止水作用。

處理原則：結(jié)構(gòu)縫采用防水砂漿或水泥基堵漏劑進(jìn)行縫面封閉，漏水集中處鉆孔排水孔分流，止水片間化學(xué)灌漿的方法進(jìn)行處理。施工縫、裂縫滲水采用化學(xué)灌漿的方法進(jìn)行處理。滲水點(diǎn)及混凝土蜂窩麻面采用先灌漿后封面的方法處理。

2 滲漏調(diào)查

2.1 滲漏的原因分析

河床式水電站廠房存在滲漏水的隱患多。例如在發(fā)電運(yùn)行期間，運(yùn)行層地面容易因地基處理不到位而發(fā)生滲水，貫流式機(jī)組管型座施工縫容易因止水片損壞或搭接不夠而局部冒水，水下墻側(cè)壁容易因混凝土存在少量蜂窩而出現(xiàn)氫氧化鈣溶解物，甚至因某個(gè)預(yù)留孔洞周圍混凝土欠振而造成尾水管與排水廊道之間形成通道等，給水電站正常運(yùn)行帶來極大的危害。一般說來，廠房滲漏水主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)縫滲漏；墻面施工縫、混凝土蜂窩、麻面、孔洞滲漏；混凝土抗?jié)B性能較差滲漏等。水電站廠房出現(xiàn)滲漏水，很大程度上是由于施工質(zhì)量問題引起的。

2.2 滲漏狀況及性狀描述

河口水電站廠房滲漏水的調(diào)查中取得了大量的第一手資料，下面舉幾個(gè)典型例子供參考， 見表1。

3 材料選擇及性能指標(biāo)

3.1 灌漿材料

灌漿材料選用新型的HH-G3型水溶性聚氨酯灌漿液，各項(xiàng)性能指標(biāo)，見表2。

3.2 表面和臨時(shí)封縫材料

結(jié)構(gòu)縫封縫和小的滲水點(diǎn)封堵采用堵漏寶進(jìn)行施工，堵漏寶粉末為無毒、無味、抗老化的無機(jī)材料，其主要技術(shù)指標(biāo)如下：

初凝時(shí)間3～45 min可調(diào)；

終凝時(shí)間≤5 h；

粘結(jié)力≥2.2 MPa；

抗折強(qiáng)度≥7.2 MPa（28 d）；

抗壓強(qiáng)度≥25 MPa；

抗?jié)B強(qiáng)度≥2.0 MPa（28 d）。

3.3 表面修補(bǔ)材料

表面修補(bǔ)材料采用環(huán)氧樹脂砂漿或改性砂漿進(jìn)行施工，主要性能指標(biāo)，見表3：

改性砂漿技術(shù)指標(biāo)：

高粘結(jié)強(qiáng)度：粘結(jié)強(qiáng)度>1.2 MPa；

抗?jié)B性能好：抗?jié)B強(qiáng)度>2.0 MPa，吸水率降低90%以上，氯離子滲透能力提高8倍以上；

抗裂性能好，與普通水泥砂漿相比提高6倍以上，極限延伸率提高6倍，收縮率降低60%；

密實(shí)性好，抗凍性能大幅提高，耐磨性提高2～3倍；

環(huán)保產(chǎn)品，無毒無污染，施工工藝簡便，防滲漏已有15年的應(yīng)用實(shí)例；無機(jī)防水，與結(jié)構(gòu)同壽命。

4 滲漏處理的基本步驟

4.1 結(jié)構(gòu)縫

結(jié)構(gòu)縫滲水一般為壓力型滲水，其滲水原因是原施工設(shè)置的止水帶施工缺陷。此部位的化學(xué)灌漿采用打斜孔至橡膠止水帶和銅止水帶之間，在此區(qū)域進(jìn)行彈性聚合物化學(xué)漿液灌注的施工方法。兩道止水帶能起到止?jié){屏障的作用，使灌入的漿液在止水帶間固化后形成彈性止水體，起到堵漏的作用。

4.2 施工縫、裂縫

施工縫和裂縫滲漏水的特點(diǎn)為：壓力不大，滲漏水分布不規(guī)則，縫隙寬度和長度均不大，多發(fā)生于上游邊墻受力復(fù)雜的部位。針對(duì)施工縫和裂縫的特性，擬采用灌注低粘度、灌注性能好的水溶性漏劑，在縫隙內(nèi)部形成止水體。

4.3 滲水點(diǎn)及混凝土蜂窩麻面

點(diǎn)、面滲漏主要有混凝土澆筑時(shí)形成的蜂窩、麻面，殘留的鋼筋頭等原因引起。對(duì)于進(jìn)行過表面裝修的廠房，這類滲漏對(duì)外觀影響較大。點(diǎn)滲漏采取單點(diǎn)封堵處理；面滲漏根據(jù)嚴(yán)重程度內(nèi)部采用化學(xué)堵漏灌漿，混凝土表層缺陷采用改性砂漿或環(huán)氧砂漿封面的方法進(jìn)行施工。

4.4 引排水處理

引排水施工適用于：受變動(dòng)載荷頻繁，受力復(fù)雜的滲漏水部位；水壓過大，采用堵漏施工可能引起結(jié)構(gòu)件安全或其它部位出現(xiàn)滲漏水的部位；不具備化學(xué)灌漿施工的條件，且設(shè)有排水溝的滲漏水部位。

引排水施工主要是通過在混凝土表面鑿槽，槽內(nèi)鋪設(shè)PVC波紋管，將結(jié)構(gòu)部位的滲漏水通過PVC波紋管引至排水溝的施工方法。表面鑿除的混凝土用防水砂漿填平，亦可以起到封堵內(nèi)部水的作用。

5 河口水電站滲漏處理施工過程及質(zhì)量控制

5.1 結(jié)構(gòu)縫施工過程

現(xiàn)場調(diào)查→施工準(zhǔn)備→安全防護(hù)→表層清理、縫清理→布孔、鉆孔→清孔→封閉裂縫表面→安裝灌漿塞、連接灌漿泵→灌漿→清理墻面殘余漿液→灌漿孔封堵→沿縫鑿矩形槽→縫中部鑿V型槽→清洗槽面→安置半圓形波紋管→水泥基堵漏劑封堵→安置聚乙烯閉孔泡沫板→填筑改性防水砂漿→表面養(yǎng)護(hù)→驗(yàn)收

河口電站結(jié)構(gòu)縫處理主要針對(duì)高程1526.5、1532.5、1541、1543處已出現(xiàn)滲水的結(jié)構(gòu)縫。

5.2 施工縫和裂縫施工過程

施工準(zhǔn)備→布孔、鉆孔→清孔→安裝灌漿塞、連接灌漿泵→灌漿→封孔清理→驗(yàn)收

施工縫、裂縫為常規(guī)滲水，如高程1728廠房墻面、高程1704-1728樓梯、高程1704上下游墻角。表面大多為陰濕現(xiàn)象，具體施工同結(jié)構(gòu)縫相似，鉆孔用電錘沿縫兩側(cè)20～25 cm左右的位置打孔徑為φ20的斜交孔，控制孔與縫隙的交角大于30度，孔至少穿過縫5 cm，鉆孔間距30～60 cm。灌漿安裝灌漿塞、連接灌漿泵，具體施工同上。完成后封孔清面。

5.3 滲水點(diǎn)施工過程

施工準(zhǔn)備→鉆孔→灌漿→鑿毛→表面封閉→驗(yàn)收（同上）。

5.4 質(zhì)量控制措施

5.4.1 主控項(xiàng)目

調(diào)查裂縫類型，檢查裂縫屬于靜止裂縫還是活動(dòng)裂縫，以及裂縫的長度、寬度、數(shù)量尚在發(fā)展的裂縫。檢驗(yàn)方法：肉眼觀察法。

①化學(xué)灌漿裂縫處理對(duì)灌漿材料的選擇。

②檢驗(yàn)方法：所購材料到貨后要經(jīng)驗(yàn)貨后方可入庫；聚氨酯類材料，要進(jìn)行凝膠試驗(yàn)。

③灌漿施工的基本原則。

④灌漿施工質(zhì)量控制。

5.4.2 一般控制項(xiàng)目

①堵水灌漿應(yīng)進(jìn)行必要的裂縫表面封閉和壓風(fēng)、壓水試驗(yàn)。

②現(xiàn)場混合、配制漿液，無論是重量比還是體積比，一定要按操作規(guī)程辦。一定要保證稱量器具干凈、靈敏，稱量準(zhǔn)確，以確保漿液配比準(zhǔn)確無誤，確保漿液最終固化完全。

③在灌漿過程中，如果出現(xiàn)輕微漏漿，可以進(jìn)行臨時(shí)堵漏后繼續(xù)進(jìn)行灌漿。

④在灌漿過程中，出現(xiàn)稍大的漏漿，可采用灌灌停停，也可采用較濃漿液進(jìn)行灌注。

⑤如遇漏漿嚴(yán)重?zé)o法繼續(xù)進(jìn)行灌漿，可采取停灌，之后設(shè)法復(fù)灌，必要時(shí)可補(bǔ)孔進(jìn)行灌漿。

河口水電站廠房混凝土滲漏水處理工作于2012年3月全部結(jié)束，經(jīng)灌漿廊道量水堰測值顯示，全廠滲漏水量由未施工前的180 L/min，減少到80 L/min以下。

通過對(duì)混凝土滲漏水裂縫化學(xué)灌漿技術(shù)的總結(jié)、分析和探討表明，采取上述施工技術(shù)，很好地控制了結(jié)構(gòu)的滲漏水現(xiàn)象，為同類廠房工程結(jié)構(gòu)的滲漏水處理積累了一些經(jīng)驗(yàn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，施工前防水工程的施工質(zhì)量及混凝土的澆筑質(zhì)量是關(guān)鍵，最大可能地做好防止?jié)B漏水施工的關(guān)鍵工序。當(dāng)然沒有一種材料是百分之百的可靠，沒有一種施工方法是盡善盡美的， 只有在正確選材、合理施工，才能達(dá)到徹底防滲漏水的目的。今后河床式電站廠房建設(shè)，需要一套可靠的滲漏水裂縫整體解決方案。

參考文獻(xiàn)：

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