水工隧洞襯砌混凝土施工縫滲水問題的防治及處理

胡林林

廈門紫金工程設(shè)計(jì)有限公司（361000）

水工隧洞襯砌混凝土施工縫滲水問題的防治及處理

胡林林

廈門紫金工程設(shè)計(jì)有限公司（361000）

結(jié)合某水工隧洞工程實(shí)例，圍繞襯砌混凝土施工縫滲水問題展開分析與闡述，對施工縫滲水的防治方案以及處理方案進(jìn)行研究與概述，望能夠?yàn)橥惞こ虒κ┕たp面滲水問題的防治提供參考。

水工隧洞；襯砌混凝土；施工縫；滲水

全斷面襯砌混凝土結(jié)構(gòu)形式水工隧洞是目前水工隧洞廣泛采用的形式之一。結(jié)合既往工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，混凝土結(jié)構(gòu)澆筑作業(yè)完成后，山體內(nèi)地下水滲流通道被堵塞，會(huì)產(chǎn)生較高外水壓力，施工縫作為襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱部位，極易發(fā)生滲水問題。若對滲水問題不進(jìn)行有效防治與及時(shí)處理，滲水面進(jìn)一步擴(kuò)大，滲水量不斷增加，將會(huì)對水工隧洞襯砌混凝土結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量產(chǎn)生極為不良的影響。

1 工程概況

某水工隧洞采用洞形+矩形襯砌混凝土結(jié)構(gòu)形式，隧洞整體長度為1 920.0 m，標(biāo)準(zhǔn)段過水?dāng)嗝鏋?.0 m×7.0 m，襯砌混凝土結(jié)構(gòu)厚度為0.8～1.3 m。前期地質(zhì)勘探資料顯示，本工程施工場地以淺灰色中粗粒閃長斜云花崗巖為主,沿洞向陡傾裂隙較為發(fā)育,裂隙面平直稍粗。

水工隧洞襯砌混凝土結(jié)構(gòu)施工縫面是新、舊混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)合部。由于施工縫面所處位置偏低，因此多會(huì)在施工縫面的處理中采用鑿毛或沖毛處理工藝。但受到施工現(xiàn)場條件的限制與影響，在施工縫的處理上還存在一定的問題，例如邊拱、頂拱混凝土結(jié)構(gòu)開倉前以及沖倉后均會(huì)殘留一定細(xì)渣以及積水,難以徹底清除。混凝土結(jié)構(gòu)入倉前砂漿攤鋪難以完全覆蓋舊混凝土結(jié)構(gòu)面，并且新、舊混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合面的振搗不夠密實(shí)，均對施工縫部位的性能產(chǎn)生了不良影響。這樣一來，在邊拱、頂拱混凝土結(jié)構(gòu)澆筑作業(yè)結(jié)束后及強(qiáng)度增長的過程中，受到外部水壓力增加的影響,施工縫常?？梢姖B水問題。

2 施工縫滲水防治方案

為預(yù)防水工隧洞襯砌混凝土施工縫出現(xiàn)滲水問題，在施工過程中采取引導(dǎo)與排水相結(jié)合的處理方案。即在二次混凝土結(jié)構(gòu)澆筑前預(yù)先設(shè)置導(dǎo)水孔，為外水導(dǎo)排減壓創(chuàng)造有利條件。在此基礎(chǔ)之上，二次混凝土結(jié)構(gòu)澆筑作業(yè)完成后，通過引水管將無規(guī)律的滲漏水轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸?guī)律的卸壓排水導(dǎo)流。兩項(xiàng)措施相互配合，能夠?yàn)橐r砌混凝土結(jié)構(gòu)的二次澆筑提供充足的強(qiáng)度增長時(shí)間，保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量[1]。在施工縫滲水防治方案中，技術(shù)方案的關(guān)鍵處理流程如下：

第一步,在對襯砌混凝土結(jié)構(gòu)底板進(jìn)行澆筑時(shí)，針對邊拱、頂拱巖壁有滲水水工隧洞段,底板混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)可以在施工縫面預(yù)留縱向槽（如圖1所示），并配合預(yù)留厚度為6.0 cm的鋼筋保護(hù)層?？v向槽底部與模板間應(yīng)埋設(shè)PVC管作為導(dǎo)排水使用。在邊拱、頂拱澆筑時(shí)將碎石材料填充于縱向槽內(nèi)，用鍍鋅鐵皮封蓋表面。當(dāng)澆筑作業(yè)完畢且鋼模臺(tái)車拆除后及時(shí)通開PVC管，以恢復(fù)正常導(dǎo)排水。

圖1 縱向槽預(yù)留方案示意圖

第二步，針對裂隙性或集中性滲水區(qū)域，應(yīng)打排水管孔，并在孔內(nèi)插管進(jìn)行排水。排水孔位應(yīng)當(dāng)沿裂隙走向鉆進(jìn)，排水孔孔深宜控制為1.0 m，孔徑按照42.0 mm標(biāo)準(zhǔn)控制，間距控制為2.0～3.0 m。本工程中排水導(dǎo)管選型為PVC管，孔口用砂漿進(jìn)行堵塞。

第三步，在邊拱、頂拱襯砌混凝土結(jié)構(gòu)澆筑作業(yè)完畢且拆除模板后，應(yīng)由專人負(fù)責(zé)立即清除頂部預(yù)埋回填注漿孔，以幫助排水減壓。

3 施工縫滲水處理方案

本工程設(shè)計(jì)方案中對施工縫滲漏問題的處理要求為：層面縫以及裂縫灌漿后黏結(jié)強(qiáng)度應(yīng)滿足0.3～0.5 MPa（帷幕線以上）以及0.7～1.0 MPa（帷幕線以下）標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，表面施工縫縫口回填材料混凝土黏結(jié)強(qiáng)度應(yīng)在1.0 MPa以上?？紤]到本工程中水工隧洞內(nèi)襯砌在0.8～1.2 m，較地下工程厚度大，且周邊圍巖結(jié)構(gòu)裂隙水分布豐富、構(gòu)成復(fù)雜。如在無防水措施條件下進(jìn)行混凝土澆筑施工，圍巖結(jié)構(gòu)與襯砌混凝土結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生連通性空隙。

3.1 處理材料

本工程中選用EAA環(huán)氧材料用于對施工縫滲水問題的處理。EAA型環(huán)氧材料加入有一定比例復(fù)合ENA改性劑以及表處劑，配比方案為：EAA主劑（100）+EAA固化劑（6）+EAA促進(jìn)劑（0.8），材料綜合力學(xué)性能強(qiáng)度高，耐老化程度好，無毒性，濕潤性強(qiáng)，黏度低，親水性好，黏結(jié)能力佳。相關(guān)物理性能為：比重為0.873～1.063，25.0℃/2.0 h條件下黏度為1.3～37.4，抗壓強(qiáng)度為36.2～85.7 MPa，抗剪強(qiáng)度為10.0～32.7 MPa，抗拉強(qiáng)度為9.9～17.3 MPa，彈性模量為300.0～2 154.0 MPa，抗沖擊強(qiáng)度為4.1～4.2 MPa。

3.2 處理方法

第一步，沿滲水施工縫開設(shè)“V”字型槽，開槽尺寸為4.0 cm×4.0 cm～4.5 cm×4.5 cm。第二步，沿施工縫鉆騎縫孔，孔距按照40.0 cm標(biāo)準(zhǔn)布置，標(biāo)準(zhǔn)孔孔徑為25.0～28.0 mm，標(biāo)準(zhǔn)孔孔深為55.0 cm。鉆孔后對孔內(nèi)雜物以及施工縫內(nèi)碎渣、泥垢進(jìn)行徹底清理。第三步，孔內(nèi)布設(shè)注漿管以及排氣管。其中，注漿管管徑為18.0 mm，管長為45.0 cm；排氣管管徑為8.0 mm,管長為10.0 cm。第四步,用速凝水泥進(jìn)行嵌縫并埋管，要求嵌入原料均勻，孔內(nèi)壓貼平整且密實(shí)，不得有滲漏問題。第五步，注入丙酮漿液，對注漿量以及注漿壓力進(jìn)行記錄。第六步，注入預(yù)先調(diào)配好的EAA環(huán)氧漿液,首次注漿壓力為0.8 MPa,二次注漿壓力為1.0 MPa，逐級升壓施灌。達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后以結(jié)束壓力恒壓維持10.0～15.0 min，觀察無進(jìn)漿即可。第七步，注漿完成5.0 h后由專人負(fù)責(zé)對注漿孔孔口進(jìn)行檢查，以孔口漿液飽滿為佳。若不飽滿，需進(jìn)行重復(fù)注漿，直至孔口漿液飽滿為止[2]。

3.3 處理效果

經(jīng)上述方案處理后對施工縫進(jìn)行現(xiàn)場抽芯試件檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果顯示帷幕線以上黏結(jié)強(qiáng)度為0.42 MPa，帷幕線以下黏結(jié)強(qiáng)度為0.89 MPa。同時(shí)，表面施工縫縫口回填材料混凝土黏結(jié)強(qiáng)度應(yīng)為1.5 MPa，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，滲水問題得到有效處置，整體效果良好。

4 結(jié)語

在富水區(qū)圍巖結(jié)構(gòu)中進(jìn)行水工隧洞建設(shè)施工作業(yè)時(shí)必須高度重視水利因素對工程建設(shè)的影響。針對水工隧洞施工中極易出現(xiàn)的襯砌混凝土施工縫滲水問題，本文中例舉某水工隧洞工程實(shí)例，圍繞襯砌砼施工縫滲水問題的產(chǎn)生原因、防治方法以及處理措施展開研究與探討，望能夠有效處置施工縫滲水問題，確保水工隧洞工程建設(shè)的整體質(zhì)量與水平。

[1]楊美清,張尹耀.糯扎渡水電站隧洞襯砌混凝土滲水裂縫處理[J].人民長江,2008,39(9)：3-4,20.

[2]滿紅山.淺析處理水工地下隧洞襯砌混凝土滲水裂縫[J].中國科技縱橫,2011,(21)：207-207.