水電站地下廠房滲水處理施工工藝探討

許志勇

(四川大唐國(guó)際甘孜水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 康定，626001)

1 工程概況

長(zhǎng)河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，為大渡河干流“3庫(kù)22級(jí)”開(kāi)發(fā)的第10級(jí)骨干電站，工程為Ⅰ等大(1)型工程，采用水庫(kù)大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，總裝機(jī)容量2600MW。攔河大壩為礫石土心墻堆石壩，壩頂高程1697m，壩頂寬16m，最大壩高240m，設(shè)計(jì)洪水位1690m，水庫(kù)正常蓄水位1690m，死水位1680m，總庫(kù)容10.75億m3，長(zhǎng)河壩水電站是一座以發(fā)電為主，兼具防洪、攔沙等綜合利用效益的大型水利水電工程。

長(zhǎng)河壩水電站于2017年1月正式投產(chǎn)發(fā)電，由于地下廠房距離大壩軸線僅30多米，距離金康電站引水隧洞僅100余米，加之金康電站引水隧洞段未做襯砌，地下廠房和交通洞受庫(kù)水、金康電站隧洞長(zhǎng)期侵蝕，墻面多處出現(xiàn)滲水。2017年對(duì)廠區(qū)的滲水部位曾進(jìn)行過(guò)引排處理，不到一年的時(shí)間，部分滲水引排管被混凝土析出鈣化物堵塞重新出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，同時(shí)新增部分滲水部位，有的滲水部位對(duì)地下廠房設(shè)備產(chǎn)生影響。2019年汛期來(lái)臨之前，對(duì)地下廠房滲水部位進(jìn)行排查，急需處理的部位有技術(shù)供水室、滲漏排水泵房、交通洞文化長(zhǎng)廊段等。

2 滲水原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，發(fā)現(xiàn)該工程采用的是混凝土結(jié)構(gòu)自防水，防水混凝土襯砌設(shè)計(jì)厚度30cm，沒(méi)有另設(shè)附加防水層，再加上地下廠房距離大壩軸線僅30多米，距離金康電站引水隧洞僅100余米，且金康電站引水隧洞段未做襯砌，地下廠房和交通洞長(zhǎng)期受有壓水侵蝕。綜合該工程所處地理環(huán)境分析，認(rèn)為滲水的主要原因：一是工程所處位置的巖層風(fēng)化嚴(yán)重，裂隙發(fā)育較好，滲漏水源充足且為有壓水；二是設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)附加防水層的考慮不夠，防水防線依賴(lài)于結(jié)構(gòu)自防水；三是施工時(shí)操作不夠精細(xì)，施工縫處理措施不周，混凝土有缺陷；四是排水系統(tǒng)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。

3 施工內(nèi)容及依據(jù)

結(jié)合工程實(shí)際情況，經(jīng)研究，需要進(jìn)行滲水處理的內(nèi)容為裂縫防滲、施工縫防滲以及伸縮縫防滲。此次防滲堵漏、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為：《砼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》CECS 25∶90、《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB 50108-2008、《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50208-2011、《水工建筑物化學(xué)灌漿施工規(guī)范》DL/T 5406-2010。

所有施工面表層覆蓋材料，宜采用水硬性水泥基、環(huán)氧樹(shù)脂或聚氨脂材料，其理化性能指標(biāo)能滿(mǎn)足規(guī)范要求。整個(gè)防水結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足相關(guān)部位抗壓、抗?jié)B、抗凍、抗裂(抗拉)、抗風(fēng)化、抗侵蝕等要求。

4 施工工藝

地下廠房施工縫、裂縫、伸縮縫等滲漏部位采用單一的防水結(jié)構(gòu)效果不佳。首先考慮多道設(shè)防剛?cè)峤Y(jié)合，防、堵、截、排合理利用；其次，在選用柔性防水材料的同時(shí)，考慮施工條件因素，具有良好的物理性能及耐酸、堿特性，也考慮防水層具有連續(xù)的整體密封性能。接觸的密封材料和止水設(shè)施或防水材料應(yīng)具備互補(bǔ)作用，如何保證防水材料與連接處粘結(jié)牢固，應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行分解與細(xì)化，采用多道防線和剛?cè)岵⑴e的原則進(jìn)行防滲處理。

4.1 施工縫、裂縫防滲處理

裂縫及施工縫的工序?yàn)椋呵謇肀砻妗鷻z查→復(fù)查→開(kāi)槽→鉆孔→清洗→埋注漿管→回填→刮聚硫密封膏→試驗(yàn)→回填→灌漿→養(yǎng)護(hù)，具體過(guò)程如下：

(1)清理施工縫、裂縫表面

(2)施工縫、裂縫檢查

①對(duì)漏水施工縫、裂縫進(jìn)行全面檢查，查清每一條裂縫的位置形狀、走向、縫長(zhǎng)、縫寬及縫面滲水狀況，并做好詳細(xì)的描述、記錄相應(yīng)的資料；

②查實(shí)裂縫后，其兩端部用清潔劑對(duì)混凝土面進(jìn)行清洗，不宜采用鋼絲刷清洗，以確保裂縫兩端頭位置；

③用讀數(shù)放大鏡測(cè)定裂縫寬度δ；

④沿裂縫邊用紅油漆作出標(biāo)記。

(3)開(kāi)槽

騎縫人工開(kāi)鑿出寬度120mm和深度110mm“V”形槽，并沿裂縫的兩個(gè)末端順勢(shì)延長(zhǎng)鑿槽范圍各0.3m～0.5m。開(kāi)鑿面必須嚴(yán)格清理干凈，包括清除表面松動(dòng)物，用高壓風(fēng)或高壓水沖洗，修補(bǔ)面不得殘留污物(或油污)和灰塵。

(4)鉆孔

鉆騎縫孔，騎縫鉆孔距一般為50mm～100mm，孔深一般0.15m～0.4m，孔徑φ20mm左右，具體布孔的孔徑、孔距、孔深等由現(xiàn)場(chǎng)施工試驗(yàn)確定，以保證漿液均勻填滿(mǎn)縫至面。

(5)清洗槽和孔

用高壓沖洗所鑿的槽面，并用鋼刷反復(fù)刷沖，做到槽內(nèi)混凝土無(wú)松塊、無(wú)粉灰。鉆孔經(jīng)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行孔內(nèi)和縫面沖洗。采用風(fēng)水輪換進(jìn)行，水壓0.15MPa，風(fēng)壓0.2MPa。沖洗時(shí)孔口敞開(kāi)，將風(fēng)(水)管插入孔底，風(fēng)水輪換沖洗，等回清水后即可結(jié)束。

(6)埋注漿管

以灌漿管能埋入和穩(wěn)固為原則，埋管埋入孔深2/3左右。在埋管的同時(shí)，用注漿軟管在槽底部沿裂縫拉一條注漿槽，在具體施工時(shí)，在縫底部埋管、回填、拉槽同步進(jìn)行。

(7)回填

用防水寶砂漿回填槽深2/3并壓實(shí)，并確保槽底部拉槽不堵塞。

(8)刮聚硫密封膏

沿回填的防水寶砂漿和“V”型槽兩邊老混凝土接觸處均勻涂抹聚硫密封膏。

(9)壓水試驗(yàn)

待裂縫回填材料防水寶砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行。采用單孔壓水試驗(yàn)，逐孔檢查，各孔是否相通并詳細(xì)記錄各孔的漏水率、外漏情況，達(dá)到設(shè)計(jì)較果。

(10)回填

用防水寶砂漿填平外槽使之和周邊混凝土齊平。

(11)灌漿

在回填的防水寶砂漿達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)開(kāi)始灌漿，化灌材料采用親水性BW注漿液聚氨酯漿材，以達(dá)到防滲堵漏與補(bǔ)強(qiáng)加固的雙重效果。灌漿壓力控制在0.3MPa～0.5MPa，縫寬貫通性好的灌漿壓力宜選低些，縫窄貫通性差的灌漿壓力宜選高些，且按注漿實(shí)際情況確定，保證縫內(nèi)漿液飽滿(mǎn)密實(shí)，防止縫內(nèi)過(guò)高灌漿壓力對(duì)縫面兩側(cè)的混凝土面破壞，為防止在灌漿壓力作用下，裂縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生有害的應(yīng)力和變形，在灌漿施工中并仔細(xì)對(duì)裂縫進(jìn)行觀測(cè)。灌漿應(yīng)按由下至上，由一側(cè)向另一側(cè)的順序進(jìn)行灌漿。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為單孔吸漿率趨于零，再繼續(xù)灌注15min且壓力不下降，結(jié)束該孔灌漿。灌漿結(jié)束前，將孔口皮管反握并用鐵絲綁扎。

(12)封口

待縫內(nèi)漿液達(dá)到效果時(shí)，割掉外露注漿管用防水寶砂漿抹平，保持與原混凝土平齊光滑。

(13)養(yǎng)護(hù)、清場(chǎng)。

4.2 伸縮縫防滲處理

伸縮縫處理的工序?yàn)椋呵謇肀砻妗鷻z查→復(fù)查→開(kāi)槽→鉆孔→清洗→埋注漿管或排水管→回填→嵌BW止水條→回填→封口，具體過(guò)程如下：

(1)清理原伸縮縫表面

(2)伸縮縫檢查

①對(duì)漏水伸縮縫進(jìn)行全面檢查，查清每一條伸縮縫的位置形狀、走向、縫長(zhǎng)、縫寬及縫面滲水狀況，并做好詳細(xì)的描述、記錄相應(yīng)資料。

②查實(shí)伸縮縫后，確保伸縮縫兩端頭位置。

③沿伸縮縫兩邊有微裂縫的用紅油漆作出標(biāo)記。

(3)開(kāi)槽

騎縫人工開(kāi)鑿出寬度130mm和深度110mm的“U”形槽，并沿伸縮縫的兩個(gè)末端順勢(shì)詳細(xì)觀察鑿槽至兩端底部。開(kāi)鑿面必須嚴(yán)格清理干凈，包括清除表面松動(dòng)物，用風(fēng)或水清洗，修補(bǔ)面不得殘留污物(或油污)和灰塵。

(4)在伸縮縫兩旁有微裂縫的鉆孔

鉆騎縫孔，孔深一般0.15m～0.4m，孔徑φ20mm左右。具體布孔的孔徑、孔距、孔深等由現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)試驗(yàn)確定，以保證漿液均勻填滿(mǎn)縫至面，并確保伸縮處理的防漏效果。

(5)清洗

用高壓水(氣)槍沖洗所鑿的槽面，并用鋼刷反復(fù)刷沖，做到槽內(nèi)混凝土無(wú)松塊、無(wú)粉灰。鉆孔經(jīng)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行孔內(nèi)和縫面沖洗。采用風(fēng)水輪換進(jìn)行，水壓0.15MPa，風(fēng)壓0.2MPa。沖洗時(shí)孔口敞開(kāi)，將風(fēng)(水)管插入孔底，風(fēng)水輪換沖洗，等回清水后即可結(jié)束。

(6)先用φ40的波紋管割成兩邊封在結(jié)構(gòu)縫上部，內(nèi)部滲水順管內(nèi)順流。

(7)用防水寶砂漿沿鉆孔處預(yù)埋注漿管，管深、管距按實(shí)際情況確定。

(8)里槽回填

用防水寶砂漿回填槽深80mm，中間預(yù)留20mm寬的伸縮縫，在里槽預(yù)留的伸縮縫內(nèi)嵌入BW止水條。

(9)壓水試驗(yàn)

待防水寶砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行。采用單孔壓水，逐孔檢查，各孔是否相通并詳細(xì)記錄各孔的漏水率、外漏情況。

(10)安裝E型橡膠板

在里槽上部刮1.2mm厚的聚硫密封膏，待聚硫密封膏未完全起化學(xué)反應(yīng)時(shí)，緊接著安裝E型橡膠板并用鋼釘固定，使聚硫密封膏與橡膠板粘結(jié)在一起。

(11)做外槽

用防水寶砂漿一次性填滿(mǎn)外槽，并預(yù)留16mm～20mm寬的伸縮縫并嵌入BW止水條(注：注漿管周?chē)鷳?yīng)預(yù)留小型錐型孔，以便下道工序的完整)。

(12)灌漿

伸縮縫旁微裂縫采用遇水膨脹有彈性的BW聚氨酯漿材，以適應(yīng)縫寬的伸縮變化。灌漿壓力控制在0.4MPa～0.8MPa，貫通性好灌漿壓力宜選低些，貫通性差灌漿壓力宜選高些，保證縫內(nèi)漿液飽滿(mǎn)密實(shí)，為防止在灌漿壓力作用下，伸縮縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生有害的應(yīng)力和變形，在灌漿施工中詳細(xì)對(duì)伸縮縫進(jìn)行觀測(cè)。灌漿應(yīng)按由下至上，由一側(cè)向另一側(cè)的順序進(jìn)行灌漿。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為單孔吸漿率趨于零，再繼續(xù)灌注15min且壓力不下降，結(jié)束該孔灌漿。灌漿結(jié)束前，將孔口皮管反握并用鐵絲綁扎。

(13)在預(yù)留的伸縮縫中BW止水條上部采用X型橡膠條填充，高度與周?chē)炷笼R平

(14)待縫內(nèi)注漿液達(dá)到效果時(shí)，割掉外露注漿管用防水寶砂漿抹平光滑，保持與原混凝土平齊。

(15)清場(chǎng)、養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)河壩水電站地下廠房洞室墻面滲水處理采用波紋管引排，防水砂漿回填和環(huán)氧樹(shù)脂化灌截堵工藝，順利完成了邊墻滲水處理。在施工中，嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范要求，嚴(yán)把開(kāi)槽、引排、防水材料回填、環(huán)氧樹(shù)脂化灌封堵各項(xiàng)工序。經(jīng)過(guò)半年的施工，圓滿(mǎn)完成了地下廠房技術(shù)供水室、滲漏集水井排水泵房、廠高變室墻面的滲水問(wèn)題，確保了地下廠房各種電氣設(shè)備在干燥的環(huán)境下正常運(yùn)行。長(zhǎng)河壩地下廠房洞室墻面滲水處理已歷經(jīng)七個(gè)月，并經(jīng)過(guò)一次汛期的考驗(yàn)，未見(jiàn)已處理滲水墻面重新滲水現(xiàn)象。