化學(xué)灌漿在尾水隧洞混凝土裂縫處理中的應(yīng)用

王維 姜曉文

中國(guó)水利水電第六工程局有限公司 遼寧丹東 118000

1 工程概況

溧陽抽水蓄能電站尾水隧洞共兩條，凈斷面尺寸為10m圓形。1#尾水主洞總長(zhǎng)度為1124.956m，2#主洞長(zhǎng)度1211.203m?；炷烈r砌為鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，Ⅲ、Ⅳ類圍巖襯砌厚度為85cm，Ⅴ類圍巖襯砌厚度為100cm[1]。

兩條尾水主洞內(nèi)出現(xiàn)的裂縫較多，技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中1#尾水主洞223條，2#尾水主洞242條。

2 裂縫的成因及分類

2.1 裂縫的成因

1#、2#尾水主洞下游側(cè)靠近下庫(kù)進(jìn)出口部位裂縫非常密集，主要是下庫(kù)邊坡位移影響，造成剪切破壞，大多是傾斜裂縫，有滲水，縫內(nèi)有白色鈣物質(zhì)析出，上游側(cè)裂縫一般出現(xiàn)在襯砌倉(cāng)號(hào)的中間部位，主要是倉(cāng)號(hào)分縫過長(zhǎng)或溫度裂縫。

2.2 裂縫分類

（1）Ⅰ類裂縫（淺表層裂縫）：表面縫寬δ≤0.2mm；

（2）Ⅱ類裂縫：表面縫寬0.2＜δ≤0.35mm，且不滲水、不滲漿或潮濕；

（3）Ⅲ類裂縫：表面縫寬δ＞0.35mm，且不滲水、不滲漿或潮濕；

（4）Ⅳ類裂縫：表面有明顯滲水、滲漿，縫寬δ＞0.2mm。

尾水主洞混凝土裂縫經(jīng)檢查統(tǒng)計(jì)分析均為IV類裂縫。

3 裂縫化學(xué)灌漿施工

3.1 漿材的選擇

化學(xué)灌漿采用長(zhǎng)沙普照生化科技有限公司生產(chǎn)的“環(huán)氧樹脂”化學(xué)灌漿材料。經(jīng)過試驗(yàn)檢測(cè)，其性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.1.1化學(xué)灌漿材料特點(diǎn)和性能

普照MS-1086E水下環(huán)氧灌漿材料是可以在完全水下條件使用的環(huán)氧樹脂灌漿材料，該漿材滲透性好、固化物強(qiáng)度高，對(duì)巖石和混凝土粘接牢固、固化后抗?jié)B性能好、水下灌漿，無白化現(xiàn)象與無水環(huán)境比較漿體材料強(qiáng)度保持率95%以上，在復(fù)雜的帶水、潮濕、干燥、或有壓流動(dòng)水等復(fù)雜混合環(huán)境條件下使用時(shí)可靠性極高，是性能優(yōu)異的巖基、軟弱泥沙層、以及混凝土裂紋、補(bǔ)強(qiáng)、加固、防滲、修補(bǔ)灌漿新材料。本材料具有以下特點(diǎn)：

①在水下、潮濕、干燥（含流動(dòng)有壓水）和常溫（0℃以上）條件下使用。

②性能好，漿液具有很強(qiáng)的的滲透能力，可滲入0.005mm裂紋中。

③對(duì)裂紋干燥度無要求，無需丙酮趕水，能帶水施工。

④漿材固結(jié)體力學(xué)性能優(yōu)異，具有補(bǔ)強(qiáng)加固作用，涂刷后能自行滲入被處理的混凝土構(gòu)件表面內(nèi)形成固結(jié)層力學(xué)強(qiáng)度比原混凝土的強(qiáng)度提高30%以上。

⑤耐腐蝕性優(yōu)異。

3.1.2環(huán)氧界面粘結(jié)劑

MS-1087C2完全水下環(huán)氧界面粘結(jié)劑（環(huán)氧膠泥基液）是以改性環(huán)氧樹脂為主劑，能同時(shí)在水下環(huán)境針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂紋等缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，具有較高的水下粘接強(qiáng)度和抗沖磨、抗沖擊性能，是在潮濕以及帶水施工條件下性能優(yōu)異穩(wěn)定可靠的一種環(huán)氧補(bǔ)強(qiáng)、加固、粘結(jié)、防腐的新材料。

3.2 化學(xué)灌漿施工工藝

3.2.1灌漿施工流程

裂縫表面清理→鑿槽→洗槽→鉆灌漿孔→洗孔（再用風(fēng)吹縫）→嵌縫（槽底刷膠泥基液，環(huán)氧膠泥填槽，表面涂刷一層環(huán)氧涂料）→灌漿→鑿除灌漿嘴（72h以后）→表面處理（打磨，增厚環(huán)氧涂料，刷2遍）→質(zhì)量檢查（取芯、壓水）。

3.2.2具體施工工藝

（1）表面清理。采用電動(dòng)鋼絲刷對(duì)縫表面進(jìn)行打磨，打磨寬度15～20cm，去除縫面的鈣質(zhì)、析出物及其它雜物，并用高壓水對(duì)裂縫表面進(jìn)行沖洗干凈。

（2）鑿槽、洗槽。采用切割機(jī)在裂縫兩側(cè)進(jìn)行切割進(jìn)行開槽，再采用沖擊電鉆鑿騎縫槽，槽深3-5cm，寬度為5-6cm，形狀為“U”型，槽溝形成后，并用水或風(fēng)對(duì)槽溝進(jìn)行沖洗干凈。

（3）鉆孔。采用電鉆沿裂縫兩側(cè)孔距30～50cm鉆孔，鉆孔孔徑為Φ14mm，鉆孔角度控制在50～60°，孔位距離裂縫8～12cm，淺孔與深孔交替施鉆，穿過縫面3cm，保證孔縫相通。

（4）沖孔（通水檢查）。用鋼絲刷人工對(duì)鑿槽面與高壓水清洗，鉆孔內(nèi)的粉塵清洗干凈，然后進(jìn)行通水檢查（鉆孔與裂縫是否通水），如果鉆孔與裂縫不通水，要查明原因直至通水，否則重新鉆孔[2]。

（5）嵌縫。 首先對(duì)槽底面涂刷環(huán)氧基液，再用環(huán)氧膠泥填縫（與混凝土面一平），然后涂刷一層基液料，如槽內(nèi)有流水，則要用快干水泥封縫堵水，把槽內(nèi)的水引入鉆孔流出（引流）。

（6）埋設(shè)灌漿嘴。人工進(jìn)行灌漿嘴埋設(shè)，要保證灌漿嘴安裝牢固，保證灌漿時(shí)不漏漿，同時(shí)保證灌漿嘴外露2～3cm。

（7）灌漿。

①漿液配置：化學(xué)漿材分A、B組份；A組份（主液：環(huán)氧樹脂）：B組份（輔液：固化劑）=4：1（重量比），通過廠家室內(nèi)試驗(yàn)最佳配比提供施工方采用。

②灌漿：采用“SL-812高壓電動(dòng)灌漿泵”進(jìn)行灌漿，灌漿從低端向高端推進(jìn)，在設(shè)計(jì)灌漿壓力下（0.30～0.50MPa），當(dāng)待鄰孔出漿后，關(guān)閉并結(jié)扎出漿管，繼續(xù)壓漿；或在鄰孔出漿后，關(guān)閉原灌漿管，移至其他鄰孔繼續(xù)灌漿，一直到整條裂縫都灌滿漿液并穩(wěn)定5～10min結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)禁縫面冒漿（冒漿點(diǎn)處理好再續(xù)灌），記錄好各孔的灌漿量。

（8）表面處理。灌漿結(jié)束3天之后，鑿除注漿嘴，用“環(huán)氧膠泥”填補(bǔ)凹洞，抹平。再在縫面涂刷2道增厚環(huán)氧膠泥，涂刷寬度為15-20cm，厚度為1mm。

（9）灌漿質(zhì)量檢查?；瘜W(xué)灌漿灌后28天進(jìn)行質(zhì)量檢查，質(zhì)量檢查主要采用取芯及壓水檢查，按裂縫總條數(shù)的10%進(jìn)行抽檢，進(jìn)行抽檢的每條裂縫布置1-2個(gè)檢查孔。

①化學(xué)灌漿后取芯檢查采用孔徑100mm，孔深大于10cm，選取芯樣進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，縫面的劈拉試驗(yàn)抗拉強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到≥1.3MPa的設(shè)計(jì)要求。

②壓水試驗(yàn)采用單點(diǎn)法，在0.5MPa檢查壓力下平均透水率應(yīng)小于0.3Lu為合格。

4 裂縫處理效果

通過化學(xué)灌漿后，原裂縫滲水現(xiàn)象消失，混凝土表面無裂縫，表面先前存在的裂縫已經(jīng)處理滿足要求。

尾水主洞混凝土裂縫經(jīng)過化學(xué)灌漿后，按照10%比例進(jìn)行鉆芯取樣及壓水檢查。尾水主洞共檢查裂縫條數(shù)64條，合計(jì)檢查138孔，最大透水率0.17Lu，平均透水率0.09Lu，合格率100%。芯樣進(jìn)行劈裂試驗(yàn)檢測(cè)，尾水主洞共檢查裂縫條數(shù)48條，取芯數(shù)量48個(gè)，抗劈拉強(qiáng)度最小值1.33，平均值1.52，合格率100%[3]。

5 結(jié)論

溧陽電站尾水隧洞混凝土裂縫化學(xué)灌漿處理成果表明在混凝土裂縫中采用化學(xué)灌漿進(jìn)行修補(bǔ)處理具有良好的效果?！癕S－1086E完全水下環(huán)氧裂紋修補(bǔ)化灌膠”和“MS－1087C水下環(huán)氧界面粘接劑”（環(huán)氧膠泥基液）適合用于干、濕、滲水環(huán)境下施工。所采用化學(xué)灌漿施工工藝用于混凝土裂縫修補(bǔ)合理可靠，有效的提高了混凝土的整體性、穩(wěn)定性和耐久性，在類似工程中有廣泛的運(yùn)用價(jià)值。