地下水工構(gòu)筑物滲漏問(wèn)題及對(duì)策

鄭建英

摘? 要：地下水工構(gòu)筑物在石油煉制和化工項(xiàng)目中發(fā)揮了舉足輕重的作用，象緊急排放池、污水池、循環(huán)水池等均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。地下水工構(gòu)筑物一旦出現(xiàn)滲漏質(zhì)量問(wèn)題，由于難于判斷其確切地點(diǎn)和問(wèn)題的根源，處理起來(lái)還是比較棘手的，而通過(guò)采取地質(zhì)雷達(dá)對(duì)水下構(gòu)筑物本體進(jìn)行掃描檢測(cè)，提前掌握其結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷和具體部位，從而為技術(shù)人員有的放矢地制訂更有效的處理方案提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水池;滲漏;地質(zhì)雷達(dá);高壓注漿

中圖分類(lèi)號(hào)：TU992? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 工程概況

某大型化工項(xiàng)目循環(huán)水場(chǎng)地下吸水池在閉水試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)池壁、4個(gè)直徑為DN2600循環(huán)水管與池壁連接鋼套管的周?chē)嗵幝┧Ｔ撍乜側(cè)莘e約6 000 m3，一晝夜漏水量達(dá)到1 000 m3以上，嚴(yán)重超出SH/T3535—2012《石油化工混凝土水池工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》允許的范圍。由于水池外壁土方已回填，在制定治理方案前為了調(diào)查清楚套管周邊混凝土是否存在成型差、大面積蜂窩等質(zhì)量問(wèn)題，使用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)池壁及套管周邊混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描檢查，以消除對(duì)影響水池耐久性的混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)程度的疑問(wèn)，再針對(duì)池壁滲漏點(diǎn)采取行之有效的治理措施。

2 地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)方法和原理

地質(zhì)雷達(dá)是一種寬帶高頻電磁波信號(hào)勘探介質(zhì)分布的非破壞性的勘探儀器，它通過(guò)天線連續(xù)拖動(dòng)的方式獲得斷面的掃描圖像。地質(zhì)雷達(dá)天線向物體內(nèi)部發(fā)射電磁波，就會(huì)產(chǎn)生反射、透射和折射波，使電磁波在不同介質(zhì)的界面處發(fā)生反射，并由雷達(dá)的接收天線接收，由于物體內(nèi)部的物理特性差異，介質(zhì)的介電常數(shù)差異越大，反射的電磁波能量也越大。雷達(dá)主機(jī)能夠精確記錄反射回的電磁波的運(yùn)動(dòng)特征，再通過(guò)數(shù)據(jù)的技術(shù)處理根據(jù)發(fā)射電磁波至反射波返回的時(shí)間差和物體中電磁波的速度來(lái)確定反射體距表面的距離，從而分析出介質(zhì)內(nèi)部的目標(biāo)體（象缺陷）的位置、深度等。地質(zhì)雷達(dá)工作原理示意圖如圖1所示。地質(zhì)雷達(dá)圖像以脈沖反射波的形式記錄，波形的正負(fù)峰分別以黑白表示，同相軸或等灰線即可形象地表征出地下反射面或目標(biāo)，根據(jù)雷達(dá)圖像追蹤介質(zhì)體的反射界面就可以判斷混凝土的厚度、密實(shí)度（缺陷）和鋼筋分布等情況。

該次地質(zhì)雷達(dá)勘探采用X3M雙通道型探地雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)，選用主頻500 MHz、時(shí)窗間隔45 ns～70 ns，全屏蔽天線進(jìn)行勘探。

3 檢測(cè)結(jié)果及原因分析

經(jīng)地質(zhì)雷達(dá)檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)水池池壁有一處較大的酥松空鼓（面積約800 mm×600 mm）以外，4個(gè)套管周?chē)谋诎寤炷撩軐?shí)度質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題，有一處套管外壁板背面土方脫空，面積約1 m2，池壁鋼筋間距和混凝土保護(hù)層普遍誤差均在允許范圍內(nèi)。

經(jīng)破壞性檢查，發(fā)現(xiàn)池壁空鼓部位的混凝土酥松、強(qiáng)度低，握裹力差，鑿除后發(fā)現(xiàn)部分鋼筋已出現(xiàn)銹蝕。再將4個(gè)套管的石棉水泥和油麻鑿除時(shí)，發(fā)現(xiàn)每個(gè)套管沿徑向有多處沒(méi)有擋圈（根據(jù)水池套管設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)，在鋼管外側(cè)中部設(shè)置圓環(huán)形擋圈），導(dǎo)致油麻填縫時(shí)難以填塞密實(shí)，當(dāng)池內(nèi)靜水壓力大時(shí)，水從套管縫隙中滲漏。而從施工單位詳細(xì)了解到，現(xiàn)場(chǎng)管道安裝施工時(shí)，由于管道與套管的同心度沒(méi)有事先控制好，安裝時(shí)管道局部位置被鋼圈阻礙，導(dǎo)致管道無(wú)法安裝就位，施工單位對(duì)阻擋部位的擋圈進(jìn)行了切除處理，遂造成套管與管道之間的空隙填塞油麻和石棉水泥時(shí)不夠密實(shí)，而且DN2600的管道在充水后其壓力改變、軸向伸縮產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)致管道與套管之間出現(xiàn)縫隙，池內(nèi)大量的水從縫隙中滲出到池壁外土壤中。

4 處理方案

池壁空鼓處采用常規(guī)的鑿除酥松部位，清理干凈后澆筑高強(qiáng)度灌漿料即可。對(duì)于套管滲漏的問(wèn)題，在滿足原設(shè)計(jì)對(duì)套管填充要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合《地下工程滲漏治理技術(shù)規(guī)程》JGJ/T212—2010相關(guān)要求，套管滲漏擬采用油性聚氨酯注漿液對(duì)鋼管與套管之間縫隙進(jìn)行壓力注漿。

4.1 施工工藝

由于油性聚氨酯注漿液遇水即反應(yīng)，體積膨脹生成一種不溶于水并具有一定強(qiáng)度的發(fā)泡體，由于水參與了反應(yīng)，且漿液不會(huì)被水稀釋沖走，這是其他灌漿材料所不具備的優(yōu)點(diǎn);另外，漿液在壓力作用下，灌入混凝土細(xì)微縫隙或空洞處，同時(shí)向縫隙周?chē)鷿B透，滲入混凝土結(jié)構(gòu)，在短時(shí)間內(nèi)膨脹固化，實(shí)現(xiàn)完全止水目的。所形成的膠狀體具有一定的強(qiáng)度，適用于池壁加固補(bǔ)強(qiáng)。

4.2 施工方法和步驟

由于鋼套管直徑較大，池壁厚度達(dá)600 mm，注漿存在一些不確定因素，為保證注漿質(zhì)量，需定制600 mm長(zhǎng)鉆頭和200 mm長(zhǎng)非標(biāo)注漿孔，同時(shí)還需埋設(shè)透明塑料觀測(cè)管。在鋼套管兩側(cè)和頂部埋設(shè)注漿針孔和探測(cè)管，探測(cè)管深入池壁4/5范圍內(nèi)，注漿時(shí)從鋼套管下部開(kāi)始往上順序推進(jìn)作業(yè)，同時(shí)注意觀察，當(dāng)漿液充滿套管周邊縫隙時(shí)探測(cè)管中流水停止，且會(huì)從探測(cè)管中流出漿液，直至鋼套管上部和側(cè)邊的探測(cè)管均停止流水且有觀測(cè)管仲有漿料溢出時(shí)，方可停止注漿。主要施工步驟如下：

沿套管內(nèi)側(cè)分均布注漿孔—鉆孔埋設(shè)注漿嘴—在套管下方及兩側(cè)埋設(shè)注漿觀測(cè)管—高壓灌注油性聚氨酯注漿液—循環(huán)注漿—觀察導(dǎo)管出水及出漿情況—拆除灌漿嘴—槽孔修補(bǔ)—表面恢復(fù)。

4.2.1 鉆孔及安裝注漿嘴

鉆孔采用600 mm長(zhǎng)鉆頭沖擊成孔，鉆頭規(guī)格為φ12 mm，鉆孔深度到池壁內(nèi)500 mm位置。考慮到鉆孔時(shí)會(huì)有池外壓力水流出，鉆頭前需設(shè)置防水膠片，以防沖擊鉆浸水觸電。將注漿嘴布置安裝好后，在裂縫處和注漿管根處用發(fā)泡劑快速封堵，以防注漿時(shí)漿液外漏，提高注漿壓力，同時(shí)使?jié){液能夠壓入套管深部，以保證注漿質(zhì)量。

4.2.2 注漿及封孔

注漿環(huán)節(jié)是整個(gè)工作的中心環(huán)節(jié)，須待一切準(zhǔn)備工作完成后方可進(jìn)行。注漿前應(yīng)有組織地進(jìn)行分工，崗位固定，尤其需要有專(zhuān)職熟悉的人員進(jìn)行注漿操作。檢查注漿設(shè)備、管路運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，注漿嘴是否牢固，并設(shè)定好注漿壓力參數(shù)，控制在0.2 MPa～0.4 MPa。注漿采取自下而上的順序進(jìn)行，在壓力比較穩(wěn)定的情況下，觀測(cè)孔內(nèi)停止流水且漿液流出發(fā)泡后再繼續(xù)注1 min～2 min即可結(jié)束灌漿，并拆卸管路清洗待注漿液完全凝固。待觀察沒(méi)有漏水的現(xiàn)象后，卸下灌漿頭，將注漿部位用防水砂漿進(jìn)行封堵抹平。

4.2.3 池壁恢復(fù)

在封孔后觀察24 h，無(wú)滲漏現(xiàn)象即可恢復(fù)池壁及套管的防腐層、清理池壁和池內(nèi)地面。水池經(jīng)治理后經(jīng)閉水試驗(yàn)滲漏量滿足規(guī)范2 L/m2.d的要求，達(dá)到較好的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于地下水工構(gòu)筑物滲漏的治理，采取無(wú)損檢測(cè)的手段預(yù)先掌握出現(xiàn)質(zhì)量部位的準(zhǔn)確位置以及缺陷情況，有助于工程人員制定針對(duì)性強(qiáng)的治理方案，有效地提高施工效率和縮短工期。

參考文獻(xiàn)

[1]常錚.地質(zhì)雷達(dá)的工作原理及應(yīng)用[J].山西建筑，2007，33（21）：126-127.

[2]張德峰.聚氨酯高壓注漿原理及施工[J].福建建材，2012（8）：93-94，113.