化學(xué)灌漿及手刮聚脲在穿堤涵滲漏修補(bǔ)中的應(yīng)用

【摘要】遼河臺安縣通江子排灌站穿堤壓力箱、壓力洞伸縮縫破損漏水，汛期管涌現(xiàn)象非常嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅防洪安全。對滲漏及破損部位進(jìn)行修補(bǔ)處理，阻斷滲水通道，以保證工程安全運行。通過對險工的治理，論述采用化學(xué)灌漿及手刮聚脲對此類險工治理技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】穿堤險工；滲漏；化學(xué)灌漿及聚脲；技術(shù)應(yīng)用

1、工程概況

臺安縣通江子排灌站位于遼河右岸通江子村，始建于1976年，重建于1994年，排水流量6.4m3/s，總裝機(jī)800kw，除澇控制面積為16.8km2，灌溉面積為13.3km2。對于灌溉排水聯(lián)合站，排水是主要途徑，灌溉為輔。2016汛期，在低水位運行情況下，壓力箱所在背水堤腳側(cè)發(fā)生了管涌現(xiàn)象，汛期如在高水位運行管涌現(xiàn)象將非常嚴(yán)重，穿堤壓力箱、壓力洞基礎(chǔ)淘空將非常迅速，如不及時加以治理將會產(chǎn)生潰壩的危險。根據(jù)現(xiàn)場查勘及險工專家鑒定意見，穿堤壓力箱、壓力洞伸縮縫破損漏水，嚴(yán)重威脅防洪安全。因此，必須采取有效措施，及早進(jìn)行滲漏治理，阻斷滲水通道，排除險工，以保證工程安全運行。

2、修補(bǔ)方案設(shè)計

2.1.修補(bǔ)對象及范圍

通江子排灌站穿堤涵滲漏此次修補(bǔ)處理的重點是伸縮縫。由于發(fā)生管涌現(xiàn)象，在工程外部就可見明顯的滲漏缺陷，因此此次修補(bǔ)處理的重點首先著眼于豎井、壓力箱、連接段以及涵洞等結(jié)構(gòu)的伸縮縫的修補(bǔ)，其次兼顧混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷發(fā)生區(qū)域的處理，比如裂縫、集中滲漏、混凝土結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)（諸如鋼管道、鋼結(jié)構(gòu)）結(jié)合面的修補(bǔ)處理。一旦在普查中發(fā)現(xiàn)這些缺陷，采取適宜的方式進(jìn)行處理，以便提高工程運行的可靠性。

2.2.修補(bǔ)原則

（1）處理方案必須能適應(yīng)各種復(fù)雜條件，適應(yīng)區(qū)域內(nèi)冷、熱溫度的變化，適應(yīng)凍脹和凍融環(huán)境。

（2）選擇的處理時間要結(jié)合實際，合理安排，力求一次性修補(bǔ)完畢；

（3）應(yīng)選擇適合大變形柔性材料的內(nèi)外處理方法。在處理前應(yīng)做好勘察、防滲等方面，對滲漏區(qū)域先進(jìn)行止水處理，可選擇適應(yīng)變化環(huán)境的柔性充填材料充填止水。修復(fù)后，應(yīng)不影響其正常使用功能；

（4）修補(bǔ)后表面要具有抵抗沖刷的性能；

（5）伸縮縫表面防護(hù)材料應(yīng)當(dāng)具有較好的耐久性，尤其注意低溫工況下的延展性、扯斷伸長率等技術(shù)指標(biāo)。

2.3修補(bǔ)方案

根據(jù)裂縫成因分析及處理原則，結(jié)合裂縫處理經(jīng)驗和調(diào)研結(jié)果，針對國內(nèi)外現(xiàn)有修補(bǔ)材料的現(xiàn)狀，首先選用裂紋內(nèi)的化學(xué)灌漿。用手刮聚脲對裂紋表面進(jìn)行封閉，必須先進(jìn)行灌漿封堵處理。

2.3.1化學(xué)灌漿

高壓注漿設(shè)備是將柔性化學(xué)漿液注入狹縫內(nèi)部進(jìn)行封堵。化學(xué)漿具有一定的強(qiáng)度，能夠適應(yīng)裂紋的變形。化學(xué)漿是一種水膨脹型柔性聚氨酯柔性材料，固結(jié)后的彈性體能較好地填充裂縫內(nèi)部空間。

對施工準(zhǔn)備化學(xué)注漿的施工工藝過程中的關(guān)鍵步驟，檢查裂縫位置和布孔、鉆孔、清孔、噴嘴的安裝檢驗和水壓，壓縮機(jī)的安裝檢查，灌漿嘴及表面裂縫暫堵，漿料制備、注漿、質(zhì)量檢驗（水壓力檢測，核心檢測）。混凝土表面臨時堵漏磨光面的拆除及驗收。

2.3.2手刮聚脲

手刮聚脲具有優(yōu)異的抗老化、抗?jié)B、抗磨損、防腐蝕等功能。適用于混凝土的開裂。結(jié)構(gòu)縫、凍融破壞等部位的修補(bǔ)。由于其優(yōu)良的力學(xué)性能和施工方便，不需要特殊設(shè)備的許多特點，在水利水電工程中具有廣泛的應(yīng)用前景，如防滲、耐磨等。

（1）主要物理力學(xué)性能

（2）低溫柔性、低溫工作性

手刮聚脲抗凍性能試驗結(jié)果表明，在-45℃的情況下仍具有較高的柔性，斷裂伸長率大于100%，抗拉強(qiáng)度增大。聚脲能適應(yīng)高寒地區(qū)的低溫環(huán)境，特別是混凝土在低溫下的開裂變形。斷裂伸長率在低溫下下降。但低溫工作性能基本不受影響。

（3）抗沖磨性

研究表明，無論防滲型還是抗沖磨型手刮聚脲，都具有良好的抗沖磨性，而且性能優(yōu)于二級配的高強(qiáng)混凝土。

（4）施工工藝

手刮聚脲施工為人工涂刷，通過涂刷遍數(shù)，可以很好的控制涂刷厚度及均勻性。壓力箱以及涵洞內(nèi)壁缺陷集中的部位應(yīng)采用手刮聚脲進(jìn)行表面局部全封閉，封閉材料涂刷厚度為2mm。

手刮聚脲施工的工藝流程的關(guān)鍵步驟為：施工準(zhǔn)備→混凝土表面打磨→混凝土缺陷修復(fù)→混凝土清洗→涂刷界面劑→手刮聚脲一遍→布置胎基布→手刮聚脲二遍以上→表面質(zhì)量檢查和驗收。

（5）手刮聚脲工序技術(shù)要點

1）鋼筋頭割除，混凝土鑿毛

對于影響裂縫修補(bǔ)施工的鋼筋等埋件，需向業(yè)主請示，經(jīng)同意后進(jìn)行割除，對風(fēng)化嚴(yán)重風(fēng)化混凝土表面鑿深度根據(jù)現(xiàn)場混凝土試驗結(jié)果確定，一般20mm ～ 30mm，并鑿適合露出新鮮混凝土面。鑿后用高壓風(fēng)槍清洗表面，再用聚合物砂漿回填養(yǎng)護(hù)。

2）混凝土凍融剝蝕等缺陷的修補(bǔ)

對混凝土凍融破壞（剝蝕或基坑深度大于30mm），用聚丙烯混凝土回填和養(yǎng)護(hù)，鋼筋錨固鋼筋網(wǎng)加固，以進(jìn)一步提高新老混凝土之間的黏結(jié)強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度；

3）混凝土表面打磨、開收邊槽

手刮聚脲的混凝土區(qū)域同時存在混凝土蜂窩、脫空、凍融、剝蝕的，先進(jìn)行混凝土蜂窩、脫空、凍融、剝蝕等缺陷預(yù)處理，然后磨削區(qū)域擴(kuò)展到100mm邊緣外預(yù)處理。磨削深度取決于現(xiàn)場混凝土的質(zhì)量，混凝土表面和凍融表面應(yīng)磨掉，打磨后表面保持平整；

4）刷涂界面劑

界面劑要求涂刷均勻，無滲漏為薄涂層，涂層界面應(yīng)保持干燥無水分；

5）布置胎基布

在界面劑干燥但未完全固化前，刮第一遍聚脲，在一小時內(nèi)，將胎基布輕按在聚脲表面，并保持表面平整；

6）手刮聚脲二遍以上

在第一遍聚脲表干后，再涂刷二～ 四遍聚脲，涂層固化后厚度要求達(dá)到3mm ～ 4mm，聚脲與混凝土外邊緣保持平滑過渡。

3、結(jié)束語

化學(xué)灌漿及手刮聚脲在遼河臺安縣通江子排灌站穿堤涵滲漏險工修補(bǔ)工程中得以成功應(yīng)用，顯示了獨特優(yōu)勢。實踐證明：化學(xué)灌漿及手刮聚脲修補(bǔ)技術(shù)達(dá)到了滲漏險工治理的質(zhì)量要求，確保了遼河堤防安全度汛。該項技術(shù)具有對原混凝土結(jié)構(gòu)破壞性小、施工進(jìn)度快、造價低的特點。

作者簡介：張為然（1993-），男，遼寧鞍山人，漢族，畢業(yè)于遼寧科技大學(xué)土木工程專業(yè)，現(xiàn)工作在臺安縣水利局從事水利勘測設(shè)計工作，技術(shù)職稱——助理工程師。