南水北調(diào)天津干線箱涵局部伸縮縫滲漏化學(xué)灌漿處理技術(shù)

曹會利

摘 要：南水北調(diào)中線一期工程天津干線充水試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)箱涵4、5、6、7充水段滲漏偏大，根據(jù)排查和檢測情況分析，伸縮縫或施工縫是滲漏問題的重點(diǎn)部位。經(jīng)研究決定，對伸縮縫或施工縫陰濕部位和有析出物部位采用化學(xué)灌漿處理方案，不僅可以封閉滲漏通道還可以加固混凝土。經(jīng)過灌漿處理后，箱涵局部伸縮縫化學(xué)灌漿防滲、加固效果明顯。

關(guān)鍵詞：改性環(huán)氧樹脂；化學(xué)灌漿；施工技術(shù)

中圖分類號：TV698 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0141-02

1 工程簡介

南水北調(diào)中線一期工程天津干線西起河北省保定市徐水縣西黑山村，起點(diǎn)設(shè)計樁號為XW0+000，東至天津外環(huán)河西，終點(diǎn)設(shè)計樁號為XW155+206.667，全長155.352km，途徑河北省保定市、廊坊市和天津市。天津干線的設(shè)計流量為50m3/s，加大流量為60m3/s。主要建設(shè)內(nèi)容以鋼筋混凝土輸水箱涵為主，還包括檢修閘、保水堰、倒虹吸、公路涵、分水口、通氣孔等，箱涵工程全線采用3孔4.4×4.4m現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵自流有壓輸水。

在2014年3月天津干線充水試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，箱涵4、5、6、7段滲水量較大（自上游西黑山進(jìn)口閘至下游外環(huán)河出口閘共分為10個充水段）。因此為減少滲水量，保證箱涵長期運(yùn)行安全，降低對環(huán)境影響的風(fēng)險，進(jìn)行滲漏處理是必要的。箱涵排水后，根據(jù)箱涵內(nèi)、外部排查和檢測情況，發(fā)現(xiàn)伸縮縫或施工縫是滲漏問題的重點(diǎn)部位。經(jīng)方案論證，決定對伸縮縫或施工縫陰濕部位和有析出物部位進(jìn)行化學(xué)灌漿處理。

2 灌漿施工

2.1 灌漿材料

本工程采用PSI-530低粘度改性環(huán)氧灌漿漿液，環(huán)氧樹脂漿液分為A、B兩組份，按重量比A：B=6：1配制。PSI-530改性環(huán)氧灌漿材料特性如下：

（1）具良好的浸潤能力和高滲透性；漿液混合后初始粘度??；可灌性能好（能滲入0.01mm的裂縫）。

（2）漿材的配比可調(diào)，漿液可操作時間范圍大，能采用通用的單液泵灌漿。

（3）水下固化性能好；與混凝土粘接性能好；固結(jié)體收縮率低；耐久性長。

（4）潮濕面附著力強(qiáng)；能在水下、潮濕、干燥的工況環(huán)境中均可進(jìn)行施工。

（5）氣味低；固結(jié)體無毒；具環(huán)保性。

由于用于飲用水輸水箱涵，其環(huán)保性是首要的。經(jīng)材料檢驗(yàn)：樣品浸提液對雌雄小白鼠急性經(jīng)口LD50均大于20000mg/kg，屬無毒級。另其粘度低，可灌性好，抗壓強(qiáng)度高達(dá)40MPa以上，同混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度高，大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，并且有親水性，對潮濕面的親和力好，其主要性能指標(biāo)如表1所示。

2.2 配漿

配漿計量設(shè)備為感量0.005g的電子秤，分別稱取A、B兩組份，然后將B組份緩緩倒入A組份中，邊倒邊攪拌，直至攪拌均勻?yàn)橹?。配漿及儲漿容器不能與環(huán)氧樹脂兩組份及漿材發(fā)生反應(yīng)。配漿時兩組份稱量要準(zhǔn)確，稱量誤差不大于5%。

2.3 灌漿方案

根據(jù)設(shè)計通知，主要處理部位為伸縮縫或施工縫陰濕部位和有析出物部位，以及其他發(fā)現(xiàn)異常監(jiān)理認(rèn)為需要處理的部位。大多陰濕面為振搗不密實(shí)原因，采用灌漿處理，不僅可以封閉滲漏通道還可以加固混凝土。灌漿布孔，采用直孔方案，直孔垂直于混凝土面，距離伸縮縫不大于15cm，孔深至止水帶，孔距40cm。

2.3.1 伸縮縫陰濕面處理

布孔范圍為底板以上2.0m高范圍及底板進(jìn)行灌漿，陰濕面超出該范圍時，增加灌漿范圍。同時，施工縫向兩側(cè)增加兩排加強(qiáng)的灌漿孔。陰濕伸縮縫灌漿孔沿伸縮縫兩側(cè)單排布置，孔位距伸縮縫間距15cm，每側(cè)孔間距40cm，沿縫兩側(cè)呈三角形布置。

2.3.2 析出物部位處理

析出物部位進(jìn)行單獨(dú)灌漿，灌漿范圍為析出物沿伸縮縫兩側(cè)0.5m范圍內(nèi)，孔位距伸縮縫間距15cm，每側(cè)孔間距40cm。

2.4 化學(xué)灌漿技術(shù)

2.4.1 鉆孔

采用電錘鉆孔，垂直混凝土墻鉆孔，孔徑不小于Φ14mm，鉆孔深度以鉆至橡膠止水帶為止。

2.4.2 清孔

鉆孔達(dá)到深度后，采用空壓機(jī)吹凈孔內(nèi)鉆碴及粉塵；底板部位清孔，采用現(xiàn)場埋管后打水清洗；清理至孔內(nèi)清潔無碴、無浮塵。

2.4.3 埋管

清孔結(jié)束后，下入灌漿嘴，預(yù)埋進(jìn)漿管和排氣管，管徑為內(nèi)徑5mm的塑料管，采用快硬水泥將灌漿嘴壓實(shí)固定、待凝。

預(yù)埋頂部灌漿孔時，排氣管應(yīng)深入孔底，灌漿管靠近孔口；預(yù)埋側(cè)墻和底板灌漿孔時，灌漿管應(yīng)伸入孔底，排氣管靠近孔口。

2.4.4 埋管檢查

灌漿管埋設(shè)后，灌漿前應(yīng)對進(jìn)漿管和排氣管進(jìn)行壓風(fēng)檢查，如果發(fā)現(xiàn)進(jìn)漿管或排氣管有堵塞的情況，應(yīng)鉆開封孔快硬水泥，取出預(yù)埋灌漿管和排氣管，重新清孔、預(yù)埋灌漿管和排氣管。

2.4.5 灌漿

（1）灌漿順序。灌漿采用純壓式，豎向伸縮縫灌漿應(yīng)遵循由低孔向高孔的灌漿順序，水平向伸縮縫灌漿遵循由一邊向另一邊推進(jìn)的灌漿順序。

（2）灌漿壓力。灌漿壓力采用0.3MPa，施工中應(yīng)隨時觀察修正，最終壓力的控制紀(jì)要保證漿液的灌入，又要防止由于過大導(dǎo)致川漿引起的聚硫膠大量開裂的漏漿現(xiàn)象。灌漿過程中應(yīng)逐級提升灌漿壓力。

（3）灌漿過程控制。將儲漿桶放在電子秤上，記錄下漿液重量，開泵，當(dāng)漿液流至灌漿孔口時，記錄漿液重量，前值減后值即是管路占漿；繼續(xù)灌注，當(dāng)漿液從排氣孔出漿至純漿時，記錄漿液重量，減去前重，即為管路占漿，繼續(xù)灌漿直到結(jié)束。

灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)排氣管不排氣（漿），應(yīng)拔除重新安裝灌漿管和排氣管，重新封孔；灌漿過程中，A：B=6：1的漿液操作時間應(yīng)控制在8h，超過8h，如果漿液明顯變稠，應(yīng)更換新漿繼續(xù)灌漿。

灌漿結(jié)束，用綁絲將灌漿管綁死，然后再卸壓拆管，嚴(yán)禁先卸壓后綁管。發(fā)現(xiàn)灌漿管捆綁不嚴(yán)產(chǎn)生滲漿時，應(yīng)及時補(bǔ)漿。

（4）結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)計要求，灌漿過程中達(dá)到設(shè)計灌漿壓力，注入量小于0.01kg/min或聚硫膠開裂處漏漿即可結(jié)束該孔灌漿。

2.4.6 灌漿后的處理

灌漿后的處理：（1）割除灌漿管；（2）打磨灌漿孔口；（3）環(huán)氧膠泥封填；（4）清理表面漏漿；（5）恢復(fù)箱涵原貌。

灌漿結(jié)束后，應(yīng)對孔口打磨深度1.0mm～2.0mm，然后用環(huán)氧膠泥抹平。如底板積水無法排除干凈，也可采用M40砂漿處理，處理方法為：用電錘空心鉆鉆灌漿孔15mm～20mm深，割除灌漿管和排氣管，將孔清洗干凈后，用M40砂漿填實(shí)抹平即可。

2.5 施工過程中的特殊情況處理

（1）灌漿時，當(dāng)遇到注入量超過300ml的灌漿孔，要及時向監(jiān)理報告，分析原因并監(jiān)理協(xié)商處理措施，一般可采取將漿液配比調(diào)為5：1，注入3.0kg后注入率不減小，采取間歇灌漿等措施進(jìn)行處理。

（2）灌漿過程中，出現(xiàn)墻壁、裂縫、滲漏時，應(yīng)采取降壓措施，封堵后，再繼續(xù)灌漿。

（3）配漿應(yīng)遵循“少量、多次”的原則，一般每次配漿不多于5kg，如果工作面多，可根據(jù)實(shí)際情況、注漿量大小適當(dāng)增加每次配漿量。

（4）認(rèn)真做好灌漿施工過程中的觀測和記錄工作。灌漿記錄應(yīng)每3分鐘讀取一次漿液重量，并計入記錄表。管路占漿、孔內(nèi)占漿按要求讀取，并計入記錄表備注中。

（5）鉆孔時，如遇到鋼筋時需要另換孔位；遇到蜂窩面需要及時清渣并放慢鉆進(jìn)速度，防止破壞混凝土。灌漿完成后對注漿孔采用環(huán)氧膠泥封孔，鉆孔表面與箱涵混凝土面平順連接，確保鉆孔部位不產(chǎn)生空蝕破壞。

3 壓水試驗(yàn)

3.1 檢查型式和部位

灌漿之后的檢查采用鉆孔壓水的方法進(jìn)行，采用灌漿泵壓水方式。壓力為0.15MPa，壓力波動范圍宜小于設(shè)計壓力的20%。鉆孔深度為灌漿孔深度的0.8倍。壓入流量的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：在穩(wěn)定的壓力下每5分鐘測讀一次壓入流量，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%時，試驗(yàn)即可結(jié)束，取最終值作為計算值。

按照每個施工標(biāo)段，分別選取灌漿伸縮縫總量的5%進(jìn)行抽檢，抽檢以灌漿量大的伸縮縫作為主要對象，在此基礎(chǔ)上，再選取灌漿量大的部位或點(diǎn)，進(jìn)行1組壓水試驗(yàn)。

3.2 合格標(biāo)準(zhǔn)

合格標(biāo)準(zhǔn)為混凝土透水率小于0.1Lu。

3.3 封孔

壓水試驗(yàn)結(jié)束，重新鉆孔至原深度，并采用不低于C30的水泥砂漿進(jìn)行封堵抹平。

4 結(jié)語

天津干線箱涵4、5、6、7段局部伸縮縫化學(xué)灌漿處理自2014年6月23日開灌至2014年7月25日灌漿結(jié)束。此次灌漿施工，壓水試驗(yàn)抽檢灌漿伸縮縫總量的5%，均符合設(shè)計要求。

天津干線第二次充水試驗(yàn)自2014年8月16日至9月12日完成水密性檢測，通過第二次充水試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，區(qū)段水位降幅遠(yuǎn)小于第一次充水時段降幅，表明天津干線箱涵工程4、5、6、7段經(jīng)過局部伸縮縫化學(xué)灌漿處理后工程防滲狀態(tài)得到明顯改善。

南水北調(diào)天津干線工程自2014年12月28日正式通水至今，經(jīng)過3年多的平穩(wěn)安全運(yùn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，箱涵局部伸縮縫化學(xué)灌漿防滲、加固效果明顯。

參考文獻(xiàn)

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