简议水工混凝土建筑物渗漏的原因及处理方法

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　　摘要：本文是作者结合具体的工程实例对水工混凝土建筑物渗漏中较难处理的高速射流状渗漏问题进行的详细论述分析，通过水电站厂房进水闸门槽渗漏处理的成功实例，介绍高速射流渗漏通道处理技术及工艺，可供同行参考。
　　关键词：水工混凝土建筑物；高速射流渗漏通道；处理技术
　　
　　 1.概 述
　　水工混凝土建筑物渗漏是水工建筑物各类病害中较为常见的一种工程缺陷，一般是出于设计不合理、 施工质量欠佳、运行管理不善或使用条件改变、遭受意外荷载及材料老化等原因，引起混凝土结构体不密实、抗渗标号低、混凝土内部形成连通的蜂窝孔洞及局部形成贯穿性裂缝等缺陷。存在这些病害的水工建筑物建成挡水后，在水压力作用下通常都会发生渗漏，特别是承受较大水压力的江海底隧道、大坝等水工建筑物。渗漏出现后会不同程度影响工程的正常使用；另一方面由于水、尤其是地下水，常含有溶解的气体、矿物质或有机质，某些介质会腐蚀混凝土，影响建筑物的耐久性甚至危及建筑物稳定和安全。
　　2.高速射流渗漏通道处理技术
　　2.1 处理方法
　　高速射流渗漏通道渗漏的特点是渗漏水压力大(大于49kPa )、渗漏水股流速大、流量大，一般以点或线集中射流的形式出现，常规的将孔洞凿毛后用快凝材料堵塞的方法难以奏效。由于渗漏通道并非直线的孔洞，也难以采用棉絮或麻丝楔入孔洞降低流速后再进行堵漏处理。
　　根据长期探索总结，认为高速射流渗漏通道可以采用外贴钢板将渗漏水引向钢板中的预留孔，降低渗漏水的流速和流量，用快凝材料将板周边封堵，再封预留孔。当使用环境不适宜采用外贴钢板时，可采用钢管楔入孔洞埋管再进行化学灌浆，最后封堵预留孔。外贴钢板的厚度一般为1.0cm，钢管直径则根据具体情况选择。
　　在处理环节中，外贴钢板或植钢管一般较易实施，难点是用快凝材料封堵板、管周边。也就是说，对于高速射流渗漏通道的封堵，快凝材料是渗漏处理的关键。
　　出现高速射流渗漏通道，一般表明混凝土已经有贯穿性的裂缝或贯穿性的蜂窝，要从根本上解决渗漏应通过对结构混凝土缺陷进行修复，特殊部位尚需在堵漏后进行结构的加固补强。
　　2.2 堵漏及补强材料
　　堵漏材料一般应满足以下技术要求：速凝且凝固时间可调、强度高；短时间内不开裂；抗渗性能好， 粘着力强，可带水作业。丙烯酰类注浆材料是常选的变形缝注浆止水材料，但只能作为临时止水。
　　注浆材料是填充混凝土内空洞、毛细孔、裂缝、封闭渗漏水通道的特殊材料，要求具备：可灌性好、 无腐蚀性和耐腐蚀性、无污染；有足够强度、耐久性好、无溶出物、无收缩；与补强结构体有良好的粘结性。高分子注浆材料优先选用改性环氧树脂。
　　2.3 施工工艺
　　1) 工艺流程：
　　外贴钢板→钻注浆孔→嵌入注浆管→基面清理→钢板(管)密封固定→注浆→封闭注浆管→结构加固注浆→基面恢复。
　　2) 施工工艺及要求：
　　① 外贴钢板 。用冲击钻冲击成孔，再用膨胀螺丝将钢板固定在渗漏集中出溢位置的外表面，钢板单块尺寸及数量根据渗漏范围确定，单块钢板尺寸也不宜过大，边长一般控制在80cm内；钢板中心预留孔径一般在φ50mm以内。
　　② 钻注浆孔。采用φ10mm的冲击钻头沿钢板周围和裂缝冲击成孔，深度为10cm，间距为20cm。成孔注意以裂缝为中心，垂直墙面， 并在裂缝两端收口处间距5cm各加设1个。
　　③ 嵌入注浆管 。注浆管嵌入孔内留少许空间以利于浆液的注入；孔口用快凝材料环向密封固定。堵漏注浆管和结构加固注浆管可以用同一根管，也可以采用不同管，结构加固注浆管管底一般比堵漏注浆管深。
　　④ 基面清理 。基面的洁净及坚固情况是快凝材料与基面良好结合的关键，应凿除基面松动的混凝土块体、浮渣松散层等杂物，再用清水、钢刷刷干净，新鲜的混凝土基面要及时封闭。
　　⑤ 钢板(管)密封固定 。钢板(管)四周用快凝材料密封固定。快凝材料搅拌要均匀，时间控制要适当，注意与注浆管的结合要密实。密封固定由渗漏情况较轻部位到严重部位。操作分3层进行：第1层的厚度以可止水为原则，根据渗水的大小确定；第2层及第3层的厚度为2～3cm，每1层的收面均要光滑、无蜂孔麻粒。
　　⑥ 注浆 。快凝材料密封固定后隔天注浆，如有旁渗的需返工，直至整个封面不渗水为止。注浆前应进行试压浆检查，试压的压力一般在0.3MPa以下，做好详细记录，供注浆时分析判断。
　　经试压检查无异常后即可进行注浆。注浆由裂缝底端第1个注浆管开始注入，当裂缝较宽(大于0.3r mm)时，注浆压力调为0.3～0.5MPa，当裂缝小于0.3mm时，可适当提高压力0.5MPa左右。当压力解除后不再有漏水和渗水现象时，该处注浆完毕，移到下一注浆孔灌注。由下往上，出浆一孔，关闭一孔，直至整条裂缝充满浆液。
　　⑦ 封闭注浆管 。注浆完成后，将注浆管沿孔根部用手砂轮割除，孔底用130瞬间止水剂材料封堵。
　　⑧ 结构加固注浆 。结构加固注浆方法和前述堵漏注浆类似，但注浆材料和压力不同。
　　⑨ 基面恢复。全部工作完成后，将孔口清刷干净，表面用1：2～1：2.5水泥砂浆抹平。
　　3.工程实践
　　某水电站是一座以发电为主，兼顾航运等综合利用的工程，主要建筑物有拦河闸坝、发电厂房、通航船闸、变电站等。工程等级为 I级，工程规模为大(I)型，主要建筑物为2级。水电站正常蓄水位为54m， 设计装机容量为2.6万kW，多年平均发电量为 9002万kW•h。工程于2007年12月25日动工。2009年1月，按计划拆除一期围堰修筑完成二期围堰，厂房闸门下闸挡水，发现水电站厂房段全部3孔进水闸门门槽二期混凝土浇筑存在严重缺陷，混泥土离析跑浆，内部形成连通的蜂窝孔洞及贯穿性裂缝。挡水后出现严重渗漏，每天需安排3台55kW抽水机抽水，致使无法进行水轮发电机组安装。此时坝前水深约为15m，渗漏出水流速最高达12m／s，最大渗漏处渗漏流量为1.3m2／s。
　　国内多家专业堵漏队伍进行了堵漏，均无功而返。建设单位为此专门召开专家会进行论证， 并提出重修围堰，形成干地施工条件，重做厂房闸门二期混凝土。但由此将造成投资的巨大损失及发电工期、总工期的延误。据调查，该水电站厂房闸门门槽二期混凝土浇筑时，下料过高，振捣器又振动不到，由此发生混凝土离析，砂浆分离，严重跑浆，致使内部形成连通的蜂窝孔洞及贯穿性裂缝。由于门槽二期混凝土内埋设有闸门启闭滑槽，因此，施工处理时既要阻止渗漏通道、弥补原二期混凝土存留的缺陷，又必须加固补强二期混凝土体，在加固补强时还要防止堵漏补强施工中浆液对闸门滑块及止水带来的不利影响。
　　经过多次试验，作者采用了“外贴钢板一钻注浆孔→嵌入注浆管→基面清理→钢板(管)密封固定→注浆→封闭注浆管→结构加固注浆→基面恢复”的施工工艺，运用自主调配的堵漏及加固补强材料(LW一8 0， JG一100)，根据灌注段水压的不同和进浆情况调整灌浆压力和凝固时间并配合复灌，成功地完成了该电站3孔闸门槽的堵漏处理和补强工作。电站发电机组随后得以顺利安装，照片2是电站首期2台机组投产发电的情景。
　　等侵蚀。
　　
　　4.结 语
　　高速射流渗漏通道处理较为复杂，实践表明，处理方法和灌浆材料是成功堵漏补强的关键。该水电站工程的成功堵漏补强为同类工程结构渗漏处理积累了宝贵的经验。

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