SK單組分手刮聚脲呼圖壁河大海子水庫放水涵洞防滲工程中的應(yīng)用

【摘要】SK單組分手刮聚脲具有較高的抗沖耐磨性能、良好的防滲效果、耐腐蝕性強(qiáng)以及優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，在國防、工民建及水利水電工程中得到了廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】SK單組分手刮聚脲；防滲處理

呼圖壁河大海子水庫放水涵洞采用聚合物砂漿封縫，灌注水溶性聚氨醋堵漏，SK單組分手刮聚脲護(hù)面工藝對漏水伸縮縫進(jìn)行了防滲處理。取得了投資少、防滲徹底的良好效果。

1、工程概況

呼圖壁縣河是一條地處天山北坡呼圖壁縣境內(nèi)的內(nèi)陸河流，在呼圖壁縣城西北5km、高程約497m處分為東河和西河。東、西河向北，分別消失在吐爾班通古特沙漠南緣的二道溝和馬橋古城。大海子水庫位于西河中段，是一座平原河攔河水庫。屬呼圖壁河流域管理處管理。其主要任務(wù)是向兵團(tuán)第六師芳草湖農(nóng)場灌溉供水。水庫于1962年建成蓄水?！畨雾敻叱?23m，設(shè)計(jì)總庫容4000萬m3。水庫大壩為均質(zhì)土壩、最大壩高8m、壩線長10840m、壩頂寬4m。放水涵洞位于大壩東向西7km處，為單孔矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑2.4m ×2. 4m，進(jìn)口高程415. 5m，設(shè)計(jì)最大放水流量25m3/s。涵洞原設(shè)計(jì)洞長24m，只設(shè)了一道放水閘門、位于進(jìn)口向下游16. 5m處。

水庫壩址斷面多年平均徑流量7800萬m3。控制灌溉面積26.4萬畝。

大海子水庫是“大躍進(jìn)”時期以人力為主建設(shè)的中型水庫。由于工程質(zhì)量問題，未達(dá)到設(shè)計(jì)蓄水標(biāo)準(zhǔn)。2000年，昌吉州水利局組織對水庫進(jìn)行了大壩安全鑒定。認(rèn)為因“水庫不能滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求；各別壩段壩體干容重未達(dá)到設(shè)計(jì)要求；放水涵洞漏水、洞體短；庫容達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”等原因大壩安全類別定為三類。

為了恢復(fù)水庫設(shè)計(jì)能力，2002年10月到2003年底呼圖壁河流域管理處實(shí)施了大海子水庫除險(xiǎn)加固工程。完成了大壩、溢洪道加固，更新了閘門下游無壓段涵洞伸縮縫止水銅片，重新對涵洞周圍進(jìn)行了土方填筑，涵洞向下游延長了6m。

為了解決放水涵洞無檢修閘門，工作閘門長期處于工作狀態(tài)，閘門、啟閉設(shè)備不易檢修，降低了工程運(yùn)行管理安全度的問題。2015年又將涵洞向上游加長12m，在加長段中部增設(shè)了檢修閘門。原工作門與新設(shè)檢修門距離22.5m。涵洞全長由原來的24m加到了42m。

加設(shè)了檢修閘門后，發(fā)現(xiàn)涵洞原閘門前有壓段3道伸縮縫由于水庫除險(xiǎn)加固時未處理，止水功能部分失效，產(chǎn)生伸縮縫漏水。長時間作用有可能形成貫穿性滲透通道，影響大壩安全。

經(jīng)論證，管理單位委托蘇州博源公司采取SK單組分手刮聚脲防水技術(shù)對漏水縫進(jìn)行了防水處理。

2、聚脲材料及界面劑

2.1聚脲材料定義及原理

聚脲是聚氨醋中的一種特殊材料。具有較高的抗沖耐磨性能、良好的防滲效果、耐腐蝕性強(qiáng)以及優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，在國防、工民建、及水利水電工程中得到了廣泛應(yīng)用。聚脲材料分為雙組份噴涂聚脲和單組分涂刷聚脲。雙組分聚脲固化速度快、施工設(shè)備體積大，在水利水電工程的應(yīng)用中受到一定限制、處理混凝土局部破壞或裂縫也不經(jīng)濟(jì)。單組分涂刷聚脲是由異氰酸酯預(yù)聚體和封閉的胺類化合物、助劑等構(gòu)成的液態(tài)混合物，采用涂刷、輥涂或刮涂方法施工，在空氣中水分作用下，封閉的胺類化合物產(chǎn)生端氨基并與預(yù)聚體產(chǎn)生交聯(lián)點(diǎn)而形成的彈性涂層。施工簡單、不需要專門設(shè)備，較雙組分聚脲經(jīng)濟(jì)，常用于水利水電防滲工程。

2.2材料物理力學(xué)性能

SK單組分手刮聚脲分為柔性防滲型和柔性抗沖耐磨型。具有不 變色（脂肪族）、相對于雙組分噴涂聚脲固化時間慢3—4小時、施工方便、粘結(jié)強(qiáng)度高等特點(diǎn)。

3、大海子水庫放水涵洞漏水縫處理方案

本次處理的是上次未處理的老閘門到新閘門之向的3道伸縮縫漏水問題。施工方案如下：

（1）、拆除縫內(nèi)原有的橡膠板；清理槽縫；用金剛石片、鋼絲球打磨槽壁；在清理好的基面上涂刷界面劑；用聚合物砂漿填平槽縫；聚合物砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)齡期，凝固到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在縫兩側(cè)約10cm處，沿縫周邊以50一100cm間距鉆020的斜孔穿透伸縮縫；在鉆孔中安裝灌漿嘴。

（2）、用灌漿嘴向縫內(nèi)灌水，使縫隙內(nèi)充滿水；用化灌泵向縫內(nèi)灌注水溶性聚氨酯堵漏。灌注壓力開始時不大于1 MPa，如灌注順暢，逐步提高灌注壓力，最大壓力不大于2 MPa。灌至縫面出漿或相鄰灌漿孔持續(xù)出漿即可結(jié)束聚氨酯灌注；聚氨醋漿液固化后，卸除灌漿嘴，用聚合物砂漿封閉灌漿孔；清理縫、孔溢出的聚氨酯漿液；清理并打磨平整聚合物砂漿縫面。

聚氨酯要豎直縫自下而上、水平縫自一端向另一端逐孔灌注，不能隔孔灌注。

（3）、封縫聚合物砂漿達(dá)到20天齡期后，再次對伸縮縫兩側(cè)50cm范圍進(jìn)行打磨清理；在清理好的混凝土面上涂刷聚脲界面劑并刮第一層聚脲；在第一層聚脲上貼胎基布，在胎基布上刮第二、第三層聚脲，形成厚度大于2mm的聚脲涂層。

4、大海子水庫放水涵洞漏水縫處理效果

由于水溶性聚氨酯和SK單組分手刮聚脲是出色的阻滲材料，圖2所示的結(jié)果是對涵洞伸縮進(jìn)行了兩道防滲，取得了理想的堵漏效。

5、結(jié)語

SK 單組分手刮聚脲強(qiáng)度高、柔性好，具有優(yōu)異的抗沖磨、耐老化和防滲水性能。呼圖壁河大海子水庫用該技術(shù)對放水涵洞漏水縫進(jìn)行了防滲處理。與傳統(tǒng)的開挖涵洞兩側(cè)土方重新安裝或更換止水相比，施工簡單、防滲徹底、投資少，效果良好。

近幾年，中國水科院等單位又開發(fā)出了SK聚天門冬氨酸酯聚脲。較其他聚脲，這種材料力學(xué)性能更優(yōu)異；耐候能力、柔韌性、抗沖磨、抗沖撞性能更好；與基面附著力更強(qiáng)；可低溫固化，受外界溫濕度影響小。尤其適用于高流速多泥沙環(huán)境下水工混凝土護(hù)面及補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。

參考文獻(xiàn)：

[1].孫志恒、張會文.聚脲材料的特性、分類及其應(yīng)用范圍.《水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)》2013年第10期

[2].于建平.聚脲材料及其相關(guān)問題探討.《中國建筑防水》2011年第5期