糯扎渡水电站隧洞衬砌混凝土渗水裂缝处理（杨美清,张尹耀）

时间：2022-02-20 15:21:09 浏览量：次

摘要: 在处理糯扎渡电站3号导流隧洞衬砌混凝土渗水裂缝的过程中，采用了高渗透改性环氧浆材，并采用打斜孔埋管和无损贴嘴灌浆的施工工艺，使裂缝处理效果满足设计质量要求。简述了打斜孔埋管法和无损贴嘴灌浆的工艺流程、技术要求，化学浆材的选择以及特殊情况的处理，并详细介绍了裂缝处理的方法与步骤。

关键词: 水工隧洞;衬砌;混凝土;渗水;裂缝处理;糯扎渡水电站

中图分类号: TV554+ .14 文献标识码: A

1 工程概况

糯扎渡水电站位于云南省思茅市翠云区和澜沧县交界的澜沧江上，是澜沧江中下游河段8个梯级规划的第5级。工程由心墙堆石坝、左岸溢洪道、左岸泄洪隧洞、右岸泄洪隧洞、左岸地下式引水发电系统等建筑物组成，电站装机容量5850MW（9×650MW）。工程施工导流采用围堰一次断流，左岸1、2、5号导流隧洞和右岸3、4号导流隧洞的全年导流方式。

3号导流隧洞断面为方圆形，洞身衬砌后的断面尺寸为16.0m×21.0m，混凝土设计标号为C30，由于水泥用量大，加上基岩硬度大、弹模高等原因，尽管采用低温混凝土浇筑，最高温度也超过了允许标准。在隧洞衬砌混凝土浇筑成形后，结构混凝土由于受到内外温差所引起的温度应力影响，产生不均匀收缩而出现裂缝。为了对隧洞混凝土裂缝进行防渗堵漏和补强加固，对裂缝进行了化学灌浆处理。

2 裂缝处理化学浆材的选择

目前裂缝处理一般采用高渗透改性环氧浆材，但均存在一定的局限性，需研究环保型、低粘度、无收缩、抗老化强、粘接强度高且能满足温度缝反复收缩开裂的处理要求的弹性改性环氧浆材。化学浆材选择应掌握的原则如下:

（1）可灌性。所选化学浆材必须能够灌入裂缝，充填饱满，灌入后能凝结固化，以达到补强和防渗加固的目的。

（2）耐久性。所选用材料在使用环境条件下性能稳定，不易起化学变化，并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度，不易脱开，特别是对于一些活动裂缝和不稳定裂缝。

由于水工地下隧洞衬砌混凝土裂缝具有开度较小、外水压力大、浆液较难灌入的特点，一般处理要求既要满足补强又要防渗堵漏，灌浆材料一般采用高渗透改性环氧浆材。在渗水裂缝处理过程中采用了EAA、CW、LPL3种高渗透改性环氧浆材。

以上3种材料各有优缺点，EAA、CW属糠醛、丙酮改性系列，具有亲水性、粘度低、可灌性较好等优点，缺点是凝固时间长、脆性大，不适宜对变化的裂缝进行处理;LPL浆材属活性稀释剂改性系列，具有亲水性、凝固时间快、脆性小、浆材本身不收缩的优点，但粘度大，对于细小裂缝可灌性差。

3 裂缝处理方法

裂缝处理方法主要有开槽埋管法、打斜孔埋管法和无损贴嘴法。开槽埋管法由于对原混凝土结构破坏较大，浆材损耗大，开槽处难以修复好等问题已普遍不再采用;打斜孔埋管法能解决开槽法的诸多不利，但存在管容耗浆大，微细粉尘易堵塞缝面影响灌浆质量，由于施工简单而被普遍采用;无损贴嘴法是目前处理裂缝最先进的方法，具有工艺简单、无钻孔、无孔容耗浆、易找准裂缝、对混凝土无损伤、成本低等优点，值得大力推广。采用无损贴嘴法的难点是渗水缝的贴嘴，而用ECH水下粘结胶进行渗水缝的贴嘴能最大承受1.3MPa的压力，为贴嘴法处理渗水裂缝提供了条件。针对工程实际，对3号导流隧洞采用了打斜孔埋管和无损贴嘴灌浆的方法。

3.1 打斜孔埋管法

3.1.1 工艺流程

工艺流程:裂缝清洗→钻斜孔→清孔、埋管→表面封缝→通风检查→浆液配制→注浆→封孔处理→待凝检查→表面处理。

3.1.2 技术要求

（1）裂缝清洗。对缝面用高压水进行清洗，直至裂缝清晰地露出为止。

（2）钻孔。在裂缝中心线两侧10～15cm钻斜孔，孔径18mm，孔距40cm，深浅孔交替布置，浅孔深25～30cm，倾角约50°，深孔深40～45cm，倾角约70°。

（3）清孔、埋管。用高压水将孔清洗干净，每孔分上下两层埋设两根注浆管，一进一出，下层管径为8mm，埋至距孔底5cm，为主注浆管;上层管径8mm，埋入孔内10cm左右，为排水排气回浆管，埋管材料用速凝水泥。

（4）表面封缝。用玻璃丝布或堵漏灵剂进行封堵，应保证封闭密闭可靠。

（5）通风检查。待埋管材料有一定的强度后，在裂缝和管口处涂少量肥皂水，采用0.2MPa的风压进行通风检查，对于盲孔应在其附近重新打孔埋管。

（6）浆液配制。根据灌前压丙酮试验的漏量大小配制浆液，配浆时将固化剂、表面活性剂缓慢注入EAA（或CW）主液中，边注入边搅拌，保持浆液在25℃以下，以提高浆材的可灌性。

（7）化学灌浆。先灌深孔，从下层进浆管开始注浆，待上层回浆管排出孔内水、气后，封闭回浆管。根据吸浆量情况逐步升至设计压力，当吸浆率小于1mL/min时，应保持压力延续灌注30min即可扎管待凝。4～5h后检查注浆效果，对管口不饱满的胶管进行第2次注浆直至饱满。

（8）质量检查。裂缝化学灌浆结束14d后，采用压水和钻孔取芯相结合的方法进行。

3.1.3 存在的问题

（1）温度裂缝走向是个曲面，在混凝土内的走向复杂，一般从钢筋边通过，钻孔时易碰到钢筋，因而造成废孔较多，会对原混凝土结构的整体性造成损坏。

（2）钻孔时的微细粉尘难以有效清出，粉尘易堵塞灌浆通道，浆液难以进入缝面，降低化灌质量。

（3）渗水缝中不能有效地赶水，浆液和水混合影响环氧灌浆材料的固化，也不能满足浆液“从宽处往窄处灌浆最有利”的原则，同时一旦发现“死孔”无法及时采取补救措施。

（4）施工工序较多，施工工艺繁琐，管容、孔容大，浪费浆材（据统计孔容占58%以上）;灌后的裂缝复灌量较大，且需多次复灌，增加了资金投入。

3.2 无损贴嘴法

3.2.1 工艺特点

（1）不破坏混凝土的整体性，适合薄型结构的裂缝处理。

（2）由于从缝的表面进行打磨冲洗，可避免微细粉尘对灌浆的影响，从缝口进浆可灌性得到了保证。

（3）使“以浆赶水”、多点依序同步灌浆成为可能。

（4）贴嘴封缝采用多点同步灌浆的无损灌浆工艺，可在不破坏混凝土结构的条件下极大地提高可灌性，裂缝的灌入深度也能满足要求，加上使用低粘度、低收缩的化灌浆材，可达到“堵水、保护钢筋、恢复结构的整体性”的效果。

（5）工艺简单、复灌率低，可节约昂贵的化学浆材，降低成本，加快施工进度。

3.2.2 工艺流程

工艺流程:注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。

3.2.3 技术要求

（1）注浆嘴加工。在外径为6mm、长度大于6cm的铜管一端焊上边长3～4cm、厚1.5mm左右的方形铁片，铁片中间开直径等于铜管外径的进浆孔，铁片周边钻排列规则的小孔。

（2）打磨。采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20cm的宽度，除去混凝土表面杂物，以免影响注浆嘴的粘贴及封缝效果。

（3）冲洗。冲洗是贴嘴法施工最重要的工序，用高压冲毛机沿裂缝开口向两边冲洗，以保证缝口敞开无杂物。

（4）裂缝描述。用刻度放大镜测量裂缝宽度，并对裂缝走向及缝长进行描述，用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。

（5）贴嘴。根据裂缝描述进行注浆嘴的布置:规则裂缝缝宽小于0.3mm时按间距20cm布嘴，缝宽大于0.3mm时按间距30cm布嘴;不规则裂缝的交叉点及端部均布置注浆嘴。将ECH-Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上，贴嘴时用定位针穿过进浆管，对准缝口插上，然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针，定位针未粘附胶则认定注浆嘴粘贴合格。

（6）封缝。贴嘴3h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住，2h后用碘钨灯将混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹一遍;待干后刮抹一层ECH-Ⅱ型粘胶;当不粘手时再刮抹ECH-Ⅲ型面胶3遍，待ECH-Ⅲ型面胶基本固化后，用堵漏灵加固形成中间高，两边低的伞形封盖。

（7）压风检查。封缝完成并养护2h后即可进行压风检查各孔的贯通情况，风压小于0.25MPa;对于不串通的孔应查明原因并进行分析和处理。

（8）灌浆。采用多点同步灌注方式，从下至上，从宽至窄，逐步推进，采用Lily CD-15双组分注射泵灌注LPL浆材，施工中采用稳压慢灌，每孔纯灌时间不少于90min，以保证灌浆质量。灌浆压力随缝宽的增大而降低，见表1。

（9）注浆嘴的清除。灌浆结束48h后铲除注浆嘴，混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。

（10）质量检查及验收。灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7d后进行。①压水检查:现场布骑缝孔，冲击钻造孔（孔径18～20mm、孔深10～15cm）后，采用单点法压水，压水检查压力为0.3MPa。②合格标准:压水检查透水率q≤0.1Lu。③钻孔取芯:取芯直径89mm，并进行岩芯鉴定、描述，绘制钻孔柱状图。

3.3 特殊情况处理

3.3.1 渗漏点的复灌

对有规律的渗漏点，采用原施工方法进行复灌。对单独的渗漏点采用打辅助孔的方法进行复灌，先在渗漏点贴嘴、封缝，然后用冲击钻在距渗漏点10cm沿原裂缝钻3个辅助斜孔（孔径18～20mm，孔距10～20cm，倾角50°，孔深25cm），并预埋外径为6mm的铜管。再用堵漏灵进行封堵埋管。在渗漏点贴嘴及封缝、辅助孔埋管及封堵完成后，其他工序按原方法进行施工。

3.3.2 浆液配比出现问题时的处理

灌浆时如出现长时间不进浆，且浆液粘度增加，即浆液配比出现问题。处理方法是打开机箱盖，清理两活塞杆运行系统，直至两活塞杆运行同步后，排弃部分混合液，然后重新注浆。

3.3.3 复灌后仍局部渗水的处理

（1）对经复灌后仍有渗水的部位采用嵌缝措施。开槽槽深×槽宽为5cm×5cm，并在槽内每1.5m用电钻打一个φ22的排水孔，孔深大于70cm;从孔底部埋1根铝管，在管口用堵漏灵封闭将水引出;将槽面清洗干净并尽量烘干，若无法烘干则在缝面用堵漏灵先堵水，然后涂环氧基液，再用丙乳砂浆锤填密实，并满足过流面平整度要求。嵌缝后再在表面粘贴玻璃丝布防渗，玻璃丝布宽15cm。粘贴方法为:先将缝面清理干净，均匀刷一层1438胶，再贴一层玻璃丝布，三胶二布。对于灌浆后延伸的裂缝，若渗水不大或不渗水，则直接在缝面粘贴玻璃丝布，并延伸1.0m左右。

（2）待丙乳砂浆封闭7d后封闭引水管孔。先用干塑性水泥砂浆填充并用细钢筋捣密实，离孔口5cm时，改用预缩砂浆填充密实，对其表面涂刷环氧胶泥。

4 结语

混凝土裂缝处理难度较大，而渗水裂缝的处理难度则更大。在3号导流隧洞处理这类渗水裂缝的过程中，采用了高渗透改性环氧浆材，并采用打斜孔埋管和无损贴嘴灌浆的灌浆施工工艺，处理的效果满足设计质量要求。

作者简介: 杨美清，女，武警水电第一总队第一支队，助理工程师。

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