分析高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補

【摘要】在水利工程中，高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌應(yīng)用非常普遍，是一種經(jīng)濟有效的結(jié)構(gòu)形式，且在不良地質(zhì)環(huán)境中，鋼筋混凝土襯砌的應(yīng)用價值越發(fā)明顯。但在實際應(yīng)用中，卻往往因設(shè)備故障或地質(zhì)條件限制而出現(xiàn)一系列缺陷。據(jù)此，本案筆者結(jié)合實際案例，淺析高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補方案。

【關(guān)鍵詞】高壓引水隧洞；鋼筋混凝土襯砌；缺陷修補；施工縫

引言

高壓引水隧洞是抽水蓄能電站或水電站的重要引水建筑物，其工作水頭壓力>100m。其中，對于抽水蓄能電站，高壓引水隧洞具有引水線路長、承壓水頭高及結(jié)構(gòu)形式多樣等特點。高壓引水隧洞的襯砌通常包括鋼管回填混凝土襯砌、鋼筋混凝土襯砌兩種結(jié)構(gòu)形式，其中后者的應(yīng)用更為普遍，且隨著我國水利水電工程施工技術(shù)的深入發(fā)展，鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)在不良地質(zhì)環(huán)境中的應(yīng)用已成一種趨勢。但由于高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌常因吊裝設(shè)備故障、停電或地質(zhì)條件限制等因素的影響而出現(xiàn)缺陷，如蜂窩、施工縫夾砂及新舊混凝土接觸不好等。因此，為了消除上述水利水電工程施工中產(chǎn)生的隱患，應(yīng)積極探索高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補方案。對此，本案結(jié)合實際案例，并針對其中存在的蜂窩麻面、施工縫缺陷，提出行之有效的修補方案。

一、工程案例

某水庫是一項具有灌溉供水、防洪和發(fā)電等功能的水利建設(shè)項目，其在水中230m高程處建了一條直徑3.5m、長980m的引水隧洞用于引水發(fā)電及其尾部是平洞、高斜洞。據(jù)資料顯示，該水庫的正常蓄水位高程是270m，發(fā)電水頭的最大值是79.5m及平均值是66m。由于吊裝設(shè)備故障、停電等因素的影響，高壓引水隧洞調(diào)壓井三通段與平洞段的鋼筋混凝土襯砌在施工中出現(xiàn)局部蜂窩、施工縫夾砂及新舊混凝土接觸不好等缺陷，同時竣工驗收發(fā)現(xiàn)山體因地質(zhì)條件較差而出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

二、高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補

針對案例工程高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌存在的缺陷，可選用苯丙細(xì)骨料混凝土或砂漿、環(huán)氧漿液或砂漿為防滲補強材料。通過在細(xì)骨料混凝土或砂漿中按比例摻入苯丙乳液，可增強修補材料的抗彎、抗拉、抗?jié)B性能及粘接強度；環(huán)氧砂漿由砂、灰、環(huán)氧及固化劑組成，環(huán)氧漿液由環(huán)氧、固化劑及糠醛丙酮組成，兩者都是具有粘接力好、強度高等優(yōu)點的環(huán)氧樹脂，常用在重要缺陷處修補環(huán)氧材料。表1所示為上述修補材料的力學(xué)性能。

在高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補中，主要涉及蜂窩麻面、施工縫等的修補，具體如下：

（一）蜂窩麻面修補工藝

在案例工程中，下平洞、斜洞及調(diào)壓井的局部都存在程度不一的蜂窩麻面現(xiàn)象。針對蜂窩麻面的修補，操作步驟如下：首先，先鑿除疏松的混凝土，再用清水清洗，并在干燥后，再在修補面涂刷潮濕的固化環(huán)氧漿液；其次，先回填苯丙砂漿或苯丙細(xì)骨料混凝土，再通過壓實抹平來增強混凝土面與修補材料的粘結(jié)效果，然后再用模板支撐養(yǎng)護7d。對此，驗收結(jié)果如下：在下平洞、斜洞及調(diào)壓井局部的蜂窩麻面處，修補后的新舊結(jié)合面粘結(jié)效果好，且外觀、強度及修補質(zhì)量都與預(yù)期要求相符；調(diào)壓井三通段混凝土的外觀、強度與設(shè)計要求相符，表明高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌的蜂窩麻面修補質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

（二）施工縫修補工藝

在引水隧洞三通段存在斜向施工縫，局部存在滲水現(xiàn)象。針對這一缺陷，具體的修補工藝如下：首先，先順縫鑿一道深5cm、寬7cm的“V”型槽及鑿除疏松的混凝土，再用清水清洗干凈，最后再采用抽條法封縫及將灌漿嘴埋設(shè)其中；其次，先將環(huán)氧漿液涂刷在“V”型槽壁上，再用環(huán)氧砂漿嵌填其中，并在壓實抹平后，用模板支撐，以保證混凝土修補面與環(huán)氧砂漿的粘結(jié)效果；第三，在養(yǎng)護2d后，通過壓實試驗來查驗封縫效果，并預(yù)測灌漿量；第四，從下到上交叉開展環(huán)氧漿液灌漿，灌漿壓力取0.15MPa，同時漸增灌漿壓力，并將屏漿壓力調(diào)控在0.3MPa及屏漿時間調(diào)控在10-15min；第五，在漿液膠凝后，整修修補處的外觀及鑿除不必要的環(huán)氧砂漿，并將環(huán)氧漿液涂刷在凹陷處，最后再用環(huán)氧膩子進行壓實刮平處理。對此，通過開展鉆孔壓水試驗來檢查灌漿質(zhì)量，w值與設(shè)計要求相符，表明高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌的施工縫修補質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

三、討論

針對案例工程，在高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷修補后，電廠隨即投入高水位發(fā)電，并嚴(yán)格開展水工日常巡視工作。在機組檢修期，通過對引水隧洞放空檢查發(fā)現(xiàn)，修補處理面外觀平整、粘接牢固，且無任何異常現(xiàn)象?？傊?，文中針對高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷談及的修補工藝，其處理效果可保證工程的外觀與總體質(zhì)量，從而消除了工程隱患，因此值得在類似工程中推廣應(yīng)用。

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