水利枢纽消力池底板渗漏处置研究

《资源环境与工程杂志》2014年第S1期

1渗漏处理措施

1．1施工材料的选用根据工程经验，此工程施工采用华东勘测设计研究院研发的HW水溶性聚氨酯组合材料。HW水溶性聚氨酯化学材料具有良好的亲水性能，浆液遇水后先分散乳化，进而凝胶固结，可在潮湿或涌水情况下进行灌注，固结体可遇水膨胀，具有以水止水的功能。HW水溶性聚氨酯主要性能见表1。工程渗漏成因主要为在冰冻天气影响下局部结构缝缝面或止水槽拉大张开，工程缝面修补材料采用丙乳砂浆。试验研究和工程实践表明，丙乳砂浆与普通砂浆相比，极限拉伸率提高1～3倍，抗拉强度提高1．35～1．5倍，抗裂性显著提高，较混凝土面粘结强度提高4倍以上，抗冲磨强度提高2．85倍等，且具有优良的抗冻融性能。

1．2工程渗漏处理技术工艺对消力池结构缝局部处理方案如图1所示。在铜止水以上40cm结构缝采用灌注HW水溶性聚氨脂进行止水处理，混凝土缝面采用丙乳砂浆嵌缝表面封堵，对有渗漏部位的排水槽进行水泥灌浆回填。

结构缝灌浆和表面嵌缝消力池渗漏处理采用结构缝灌浆封堵和表面嵌缝处理相结合的方法。主要工艺流程为:缝状描述凿缝、清缝钻孔、冲洗埋灌浆管、压水检查缝面灌浆烘烤缝面丙乳砂浆嵌缝和封孔排水槽水泥灌浆回填。(1)缝状描述。根据现场实际情况，对结构缝的连续程度、走向和缝宽等进行描述，并做好记录。(2)凿缝、清槽。沿渗漏部位结构缝走向凿5cm×8cm的“U”型槽，并除去裂缝表面周边的水泥浆皮、钙化物等。(3)钻孔、冲洗。①灌浆孔布置:结构缝张开度在2．0～3．0mm之间，孔距2．0m;结构缝张开度在1．5～2．0mm之间，孔距1．0～1．5m;结构缝张开度在1．5mm以内，孔距0．5～0．8m。②钻孔:结构缝灌浆孔孔径为Φ30～Φ35mm。在后浇混凝土块钻斜孔，钻孔角度约为45°～50°，孔深0．5m，钻孔深度控制在距离铜质止水片50～100mm以上。沿缝面钻骑缝孔作为排气孔，孔距1．5m，确保所有钻孔穿过结构缝，但不打穿铜质止水片。灌浆孔采用手持式风钻钻孔，部分结构缝钻孔结合手持式金刚石薄壁钻机。③冲孔:钻孔钻至设计孔深后，采用风水联合敞开冲洗，将孔内混凝土粉等冲洗干净，随后用风将孔吹干。(4)埋灌浆管、压水检查。①埋灌浆管:埋入灌浆管的深度约为钻孔深度的2/3，灌浆管直径为16mm，采用环氧砂浆或快干水泥固定。②压水检查:在埋管材料具有足够强度后，进行压水试验检查。压水试验采用单点法，压力为0．1MPa，压水时间20min，压水试验结束后将钻孔通风吹干。(5)结构缝灌浆。①灌浆前准备:在结构缝缝面灌浆前用清水冲洗缝面，冲出结构缝中的污泥和杂物，并检查各钻孔之间及钻孔与缝面之间的串通效果并初估吸浆量。在灌浆泵上安设压力表，压力表与管路之间装设隔浆装置，以防浆液进入压力表，并且灌浆泵尽可能接近孔口以准确控制灌浆压力。在灌浆及排水廊道内将原渗漏的排水槽和排水沟进行临时封堵，保持排水槽和排水沟充满水。②制浆:根据结构缝缝面调查情况(长度、张开度、深度)和灌前通水情况估算所需浆量。准确称量HW水溶性聚氨酯并测定浆液温度、粘度等参数，标注和记录浆液的制备时间、重量，并留出少量用透明瓶装好作室温凝胶观察，以便及时调整和改善浆液的可灌性和待凝时间。③灌浆:对于连通的结构缝，则应先灌两侧，以封闭两端，然后灌中央部分;如未贯通，则可视施工方便顺次灌注。灌浆采取纯压式灌注，开灌后进浆压力0．05MPa，分级逐步升至0．1MPa。当吸浆率＜5mL/min时，灌浆压力可提升到0．2MPa。对于连通孔，灌浆时以一孔为进浆孔，相邻孔为回浆孔。灌注作业连续进行，以利充填密实和节约浆材。灌浆时保持吸浆管口置于盛浆设备液面以下，以免灌浆时吸入空气。当注入率＜10mL/min时，持续灌注30min即可结束。(6)烘烤缝面。利用碘钨灯或电吹风加热灌浆区域结构缝表面和钻孔部位，将钻孔和缝面烘干。(7)丙乳砂浆嵌缝和封孔。缝面灌浆完成后，将渗漏部位沿结构缝走向凿出的“U”型槽清理干净并吹干，采用配制好的丙乳砂浆嵌缝填实抹平。化学灌浆结束后，应仔细检查灌浆孔内是否填充密实，若发现孔内未填满，应补灌部分化学浆液。灌浆完毕后，需将灌浆管割除，并在表面抹丙乳砂浆，并满足该部位表面平整度要求。(8)排水槽水泥灌浆回填。采用0．5∶1水泥浆液对排水槽进行灌浆回填，回填干缩空间采用水泥砂浆填实抹平。

2质量检查及处理效果分析

2．1质量检查方法渗漏处理结束7天后，对灌前漏水大的部位和灌浆时吸浆量较大的部位进行压水检查，压水试验采用单点法，合格标准为在0．3MPa的设计压力下缝面透水率≤1Lu［3］。对灌前漏水大的部位和灌浆时吸浆量较大的部位，灌浆处理后布置检查孔进行钻孔取芯检查，检查孔孔径91mm，孔深大于灌浆深度10cm。观察其缝面浆液结石和充填情况。压水检查和钻孔取芯检查完成后，在灌浆完成的部位于消力池内重新注入10～30cm的水，在灌浆及排水廊道内，对相应部位的排水槽进行压风检查底板有无气泡冒出。

2．2裂缝灌浆质量检查结果由于需尽快充水准备渡汛，渗漏处理结束后3天即按照压水检查要求共实施了压水试验4段，结果均能满足设计要求。钻孔取芯检查发现已灌部位缝面化学浆液充填密实，胶结良好，在原渗漏相应部位的排水槽进行压风检查时，消力池底板各结构缝无气泡冒出。对消力池灌浆及排水廊道内表面直观检查，发现原射水及涌水等大渗漏量部位经过灌浆已无渗漏现象，原少量渗漏呈明显湿印的部位均已变干，表明渗漏处理达到预期效果。

3结语

(1)皂市水利枢纽工程消力池底板渗漏处理结果表明，对消力池渗漏原因的分析是准确的，局部结构缝渗漏处理采取化学灌浆结合丙乳砂浆嵌缝的措施是行之有效的。消力池底板渗漏处理的成功，关键在于对渗漏原因的准确分析与判断。(2)通过对消力池局部结构缝渗漏采取化学灌浆结合丙乳砂浆嵌缝措施，消力池底板渗漏情况得到有效处理。2008年4月份重新充水正常运行，到目前为止未出现明显渗漏情况。在消力池完成排水后仅用20天时间即完成消力池底板渗漏处理施工，周期短、见效快，为确保皂市水利枢纽工程正常发电及安全渡汛提供了有力保障，取得了良好的工程效益。

作者：万海涛欧汉森单位：湖南省水利水电勘测设计研究总院