某水库放水隧洞混凝土裂缝处理方案

【摘 要】水库放水隧洞裂缝是施工和运行管理中常见的问题，本文通过对裂缝的一系列处理措施，得到很好的效果，减少渗漏的危险性，对同类事故处理具有指导和处置作用。

【关键词】裂缝；聚氨酯；工艺；检测

1 工程概况

某水库位于塔城地区裕民县境内。该水库的放水隧洞承担着引水灌溉、泄洪导流等多种作用，是水库重要的组成部分。

水库可灌溉农田，补充灌溉天然草场；每年向裕民县城供水保证居民生活用水及城镇绿化用水；并有效保证下游农田及四个村的防洪安全。该水库为拦河水库，工程等别为三等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。

2 存在问题

经踏勘，发现水库放水隧洞混凝土存在裂缝、冷缝等形态不同的裂缝，局部贯穿性裂缝和伸缩缝出现渗水现象。

2.1 裂缝的危害

2.1.1 影响结构的稳定性和安全；

2.1.2 水中侵蚀性的介质易对涵洞混凝土造成侵蚀破坏；

混凝土裂缝的存在，使空气中的二氧化碳极易渗透到混凝土内部并与水泥的某些化产物相互作用形成碳酸钙，这就是常说的混凝土碳化。混凝土开裂主要会降低混凝土三种类型的耐腐蚀能力，一是耐溶蚀型腐蚀，即水将一部分水泥的水化产物氢氧化钙溶解并流失，从而引起混凝土破坏；二是耐酸盐腐蚀和镁盐腐蚀，即通过凝土裂缝造成的酸盐腐蚀和镁盐腐蚀生成的产物并不具有胶凝性，且易被水溶解，最导致混凝土中的水泥石遭到破坏；三是耐结晶膨胀型腐蚀

2.1.3 渗漏易对涵洞混凝土造成溶出性破坏和冻融破坏；

混凝土裂缝将使水闸产生渗漏，渗漏的结果，一方面在压力水的作用下使裂缝逐扩宽和发展；另一方面当水渗入混凝土内部后将一部分水泥中的氢氧化钙溶解，其溶解后则会进一步促使水泥水化物的水解。根据调查，由裂缝引起的各种不利结果渗漏水占60%。混凝土受到硫酸盐的作在裂缝和混凝土孔隙中形成低溶解度的新生物，逐步累积后将产生巨大的应力使混凝遭受破坏。

2.1.4 水中侵蚀性的介质及干湿交替易对钢筋造成腐蚀及锈蚀破坏；

在潮湿的环境下二氧化碳能水泥中的氢氧化钙、硅酸三钙、硅酸二钙相互作用并转化成碳酸盐，中和水泥的碱性，使混凝土的碱度降低钢筋纯化膜遭受破坏，钢筋产生锈蚀，导致混凝土结构物破坏。

2.1.5 影响混凝土结构的美观和正常的运行检查工作

3处理方案

处理原则：对涵洞出现的所有裂缝和渗水伸缩缝化灌水溶性聚氨酯材料；处理目标：深度灌浆达到永久性堵漏兼带补强的双重效果。

3.1 施工材料

3.1.1 水溶性聚氨酯

采用水溶性聚氨酯灌浆材料，该材料是由异氰酸酯与水性聚醚等经一定工艺合成而得的单组份灌浆材料，该材料遇水先分散乳化，进而凝胶固结，与周围的混凝土有较强的粘结能力，具有止水和加固补强的双重功能，该材料能在水中固化，固结体弹性大，抗渗性耐久性好。

3.1.2 丙乳砂浆

（1）材料特点（与普通水泥砂浆比较）：

丙乳砂浆抗冻指标大于F300，材料基本无毒，施工方便、成本低，能够达到防止老混凝土进一步炭化，延缓钢筋锈蚀速度，抵抗剥蚀破坏的目的。

3.2灌浆设备

采用路得IE-01高压灌注机，该设备是高性能灌注机，灌注压力高达50MPa，是混凝土裂缝的完美抓漏补强灌注机。其性能和特点是工作压力大，可使浆液进入0.02mm以上的发丝裂缝深达1米；并可连续高效施工；体积小，易于搬动、维修；配备专用的止水针头，无须凿槽，施工简便快速。

3.3施工工艺

3.3.1 布孔:根据实际情况，本次裂缝布孔采用斜孔交叉布置，裂缝布孔的垂直深度不小于厚度的1/3，布孔间距20-25cm；渗水伸缩缝的布孔深度以穿过伸缩缝内的止水橡皮为准，布孔间距30-50cm。

3.3.2 洗孔:钻孔后，将孔中的粉尘和碎末冲洗干净以疏通钻孔和裂缝形成的通道；

3.3.3 埋嘴灌浆:本次处理采用专用止水针头；

3.3.4 压水试验:埋嘴试验后，需进行压水试验，可利用灌浆机的压力将孔内的水压入裂缝内，以了解裂缝和各灌浆孔之间是否通畅，是否需重新布孔埋设止水针头，直至完全满足要求后方可进行灌浆；

3.3.5 灌浆:经过试验检查，认为合格后即可配制浆液，并按如下工序进行灌浆：

灌注浆液从第一枚针头开始，当浆液从裂缝处冒出，立即停止，移入第二枚针头继续灌注，依次向前进行；为使裂缝被浆液灌满，浆液在裂缝处未完全愈合的进行第二次注浆，第二次注浆与第一次注浆要间隔一段时间，但必须在浆液凝固前完成；灌浆压力可采用35MPa以下（灌注机压力表压力），灌浆结束标准以裂缝中浆液互串为准，每个孔灌浆时间不小于2-3分钟。

3.3.6 整理缝面:待浆液凝胶固化后，将裂缝表面止水针头取出，清理干净，孔内用丙乳砂浆封添密实，表面恢复原状。

4 效果检测

使用便携式取芯机随机钻心取芯，芯样直径为48毫米，芯样长度200毫米。处理后的裂缝随机选出几个压水点，布置斜孔，埋设止水针头，使用手动试压泵在0.4MPa压力状态下保持1-2分钟，保证化灌处理后的裂缝缝面无渗漏。经效果检测后，水库放水隧洞局部贯穿性裂缝和伸缩缝出现渗水现象消失。

参考文献：

[1]龚召熊，《水工混凝土的温控与防裂》，中国水利电力出版社，1999

[2]王铁梦，《工程结构裂缝控制》，中国建筑工业出版社，1997

[3]白继中，邹志军等，水工混凝土裂缝的研究[j]，山西水利科技，2000.1

[4]中华人民共和国标准，馄凝土结构设计规范（GBgJ一91）

[5]《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077一1997），北京:中国电力出版社，1998