大伙房水库输水洞伸缩缝渗漏处理及分析

王秀红

（辽宁省大伙房水库管理局，辽宁抚顺113007）

大伙房水库输水洞伸缩缝渗漏处理及分析

王秀红

（辽宁省大伙房水库管理局，辽宁抚顺113007）

针对输水洞在伸缩缝处出现的渗漏问题，分析产生缺陷成因，找出处理问题的方法，选取缝内部采用化学灌浆，缝表面采用手刮聚脲封闭的方案进行裂缝处理，有效地阻截了渗漏通道，确保了输水洞内混凝土的完整性，延长工程寿命。

伸缩缝渗漏；灌浆；处理方案

D OI：10.3969/j.i s s n.1008_1305.2015.06.029

1 工程概况及原因分析

大伙房水库位于辽河最大支流浑河的中上游，坐落在抚顺市东郊，是一座以防洪、灌溉和城市供水为主，兼顾发电、养鱼、旅游等综合利用的大型水利枢纽工程。1958年8月竣工，水库枢纽主要由主坝、一副坝、二副坝、三副坝和主溢洪道、非常溢洪道和输水洞组成，输水洞位于主坝和一副坝之间的主坝左端，主要功能是排泄洪水、引水发电、灌溉，输水洞主洞直径6.5m，主洞长243.49m，最大泄量400m3/s，为圆形有压隧洞。

输水洞工程运行50余年来，发挥了重要作用。但近年来，在伸缩缝处出现渗水、漏水，影响衬砌混凝土质量和内部钢筋的防护。渗水易引起伸缩缝周边混凝土破碎，影响工程的正常运行。根据现场勘查，输水洞桩号0+219、0+228、0+243、0+ 258、0+264等5个断面的伸缩缝渗漏严重。1968年和1989年水库曾进行过输水洞裂缝处理，但因输水洞长期在恶劣环境下运行，导致洞内伸缩缝处止水老化，止水效果降低，以致出现了伸缩缝处渗水、漏水等问题。在冬季反复冻融作用下，渗水已经引起伸缩缝周边混凝土破碎，且损伤有逐年加剧迹象，给输水洞运行带来隐患。

2 伸缩缝渗漏处理目标

（1）处理方案必须能够适应各种复杂工况，能够适应该地区的冷热温度变化，适应冻胀、冻融环境。

（2）选择的处理时间要结合水库调度运行进行合理安排，不能影响输水洞运行，4月底～5月初输水洞要放水进行下游农灌。

（3）对于结构缝的处理，应选取适应较大变形的柔性材料进行内、外处理。处理前先做好查勘，对于有渗水的区域，先进行止水灌浆处理，选取能够适应环境变化的柔性嵌填材料进行嵌缝填充处理，伸缩缝经过修补处理后，应不影响其正常使用功能。

（5）考虑修补后表面的抗冲磨性能。

3 伸缩缝渗漏处理方案

在修补施工开展前以及在施工过程中进行缺陷详细勘察、检测及探测。实时进行检测、探测的项目包括渗水伸缩缝检测（含测长度、宽度、位置分布），可能存在的裂缝检测（含测长度、宽度、位置分布），运行情况调查（包含隧洞混凝土状况、施工情况等调查）。

3.1 内部处理

裂缝及结构缝的内部进行化学灌浆，封口处布设柔性止水材料，缝口最外端设置燕尾槽型特种砂浆，打磨砂浆表面，使修补后外表面平整。

具体工艺为导流→布孔→化学灌浆→清理灌浆后表面→在裂缝、结构缝的开口部位开设开口宽度为5～6c m、深度为3～5c m的燕尾型沟槽→清理结构缝→深度修槽→嵌填柔性材料→布置橡胶棒→嵌填外层柔性材料→砂浆封闭→处理外表面→拆除导流管→二次化学灌浆止水→养护。

其中燕尾型沟槽的开凿需要根据现场的具体环境和缺陷状况来拟定，开凿的梯形截面的尺寸需要经过初步估算。封闭砂浆为特种砂浆，根据工程的需求首先进行试验室配比试验，在工程进行期间，配合比以及其他辅助填料根据现场需求进行微调。特种砂浆具有抗冲磨性，持久高强度，较好的早期强度，具有补偿收缩功能，具有抵抗微裂纹，较好的抗折性，使用后整体性好，施工中具有较好的保水性、防水性、易粘接等特点。

3.2 细部处理

要去除结构缝中失效的填充材料，用柔性填料重新填好。伸缩缝顶口与原基面齐平，结构缝止水失效的部位进行必要的灌浆和导流。对于结构缝与裂缝以及结构缝与其他缺陷交汇的部位，进行交汇处细部处理，同时在结构缝和裂缝的表面处理之前进行其他缺陷的预处理，等到处理过的部位具备相应施工条件再进行表面处理。

(2)在相同的监测点处5叶片搅拌桨的混合时间相比其他几种叶片数的搅拌桨更小，混合速率更大，3叶片搅拌桨的混合时间最长。

3.3 裂缝封闭

裂缝经过内部化学灌浆后，表面粘贴手刮聚脲材料进行封闭，封闭层位于特种封闭砂浆的外部。最后在修补好的裂缝表面进行划线、打磨、缺陷填补、涂刷界面剂等工作，为表面粘贴做准备。

4 化学灌浆

4.1 主要技术参数

孔径：14m m；钻孔深度：30～50c m；钻孔角度：最小30°，最大45°；钻孔间距：20～60c m，现场根据注水效果在20～60c m范围内选取合适间距；灌浆压力：最低0.3 MP a，最高0.5MP a（裂缝内部压力）；稳压时间：不少于10m i n，个别部位需要不少于30m i n。

4.2 结构缝化学灌浆工艺要点

嵌缝材料为钢板等材料，需要在结构缝两侧同时进行布孔，嵌缝材料为木板等软质材料，在单侧布孔，钻孔应穿透软质材料。因为结构缝的嵌缝材料一般为防渗材料，因此灌浆孔的布置采用结构缝两侧均匀布置的原则，其钻孔布置如图1所示。

结构缝由下至上1次灌浆，灌浆压力由底向高逐渐上升，先灌深孔，从下层进浆开始灌浆，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1m L/ m i n时，保持压力延续灌注3～5m i n即可结束灌浆，4～5h后检查灌浆效果，对管口不饱满的胶管进行2次灌浆直至饱满。根据灌浆设备、混凝土厚度及灌浆工艺，选择伸缩缝两侧同时进行单孔灌浆。每侧单孔从下向上灌浆，灌浆顺序为由下向上单孔逐一连续进行，当相邻灌浆孔开始出浆，并且压力达到0.5MP a后，保持压力12～15m i n，即可停止该灌浆孔灌浆，移至相邻灌浆孔灌浆，直至最上部位两侧灌浆孔同时灌浆完成。结构缝化学灌浆工艺如图2所示。

图1 结构缝化学灌浆布孔示意图

4.3 钢筋除锈、阻锈，植筋加固

因为混凝土发生缺陷损坏的部位同时伴有钢筋等金属材料的锈蚀和污损，因此需要对这些钢筋等材料进行除锈、阻锈，同时对缺损严重的部位进行补筋和密植钢筋。一般先对产生锈蚀的部位进行物理打磨，然后采用涂装除锈剂（阻锈剂）的方法来做金属保护层。

处理措施有以下几点。

（1）用钢丝刷清除出露钢筋的锈迹，恢复被截断的钢筋，在钢筋表面涂刷阻锈剂。

（2）按原结构尺寸采用改性环氧砂浆进行修补。必要时加设锚筋加强修补体与原结构的联系。

（3）处理部位及周围3～5m范围内的裸露面，涂刷改性环氧树脂涂料。

4.4 手刮聚脲表面修补

使用手刮聚脲材料进行裂缝表面粘贴，刮涂SK手刮聚脲要在2遍以上，固化后的涂膜平均厚度不小于2m m，一般性裂缝开口部位表面涂膜厚度在3～4m m，涂刮宽度不小于20c m，涂层边缘与裂缝缝口距离不小于10c m。

涂刮SK手刮聚脲的混凝土区域同时存在冻融、剥蚀、蜂窝、麻面、脱空、孔洞、钢筋锈蚀及鼓胀、冻胀破坏、局部缺失、局部振捣不实的，先进行这些缺陷的预处理，然后进行打磨，要求打磨平均深度为2～2.5m m，打磨后表面保持平整。

图2 化学灌浆处理工艺示意图

5 结语

2014年4月初开始的输水洞伸缩缝渗漏处理，工程历时1个月，5月初输水洞农灌供水运行，9月6日农灌结束，关闸后进洞检查，发现处理过的伸缩缝处已没有渗水现象，成功的封堵了渗漏通道。从工程实践来看，输水洞伸缩缝渗漏采用缝内部化学灌浆，缝表面手刮聚脲封闭的方案效果明显，通过处理有效地阻截了渗漏通道，确保了输水洞内混凝土的完整性，有利于延长工程使用寿命。

［1］SL 230_98.混凝土坝养护修理规程［S］.

［2］D L/T 5126_2001.聚合物改性水泥砂浆试验规程［S］.

［3］C E C S 25_90.混凝土结构加固技术规范［S］.

［4］陈建平，丁院伟，金华钟.钢筋混凝土面板坝工程中混凝土裂缝的控制措施［J］.水利技术与监督，2013（06）.

［5］张学荣，盛岩.节水建设与渠道防渗措施关系分析［J］.水利规划与设计，2014（03）.

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王秀红（1969年—），女，高级工程师。