锦屏水电站引水隧洞衬砌混凝土裂缝处理试验段总结

摘要锦屏二级水电站引水隧洞因围岩破碎，渗水严重，拌和混凝土使用早强水泥，水化热大，骨料含石粉重，骨料超逊径，羧酸减水剂、塌落度损失大、停电、拌合楼交接班时间长、地应力大等原因，在引水隧洞混凝土浇筑的过程中部分洞段大量的裂缝。多为贯穿性裂缝，影响引水隧洞的运行安全。经研究，对裂缝进行化学灌浆处理。选择裂缝较多、渗水严重的洞段引(3)0+560～引(3)0+575作为试验段进行施工，效果比较明显，为后续施工提供了经验。

关键词裂缝处理 化学灌浆锦屏二级水电站

中图分类号： TV543 文献标识码： A

1概况

锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界的雅砻江干流锦屏大河弯上，是雅砻江干流上的重要梯级电站。引水系统采用4洞8机布置形式，从进水口至上游调压室的平均洞线长度约16.67Km，中心距60m，洞主轴线方位角为N58°W。引水隧洞立面缓坡布置，底坡3.65‰，由进水口底板高程1618.00 m降至高程1564. 70m与上游调压室相接。引水隧洞洞群沿线上覆岩体一般埋深为1500～2000m，最大埋深约为2525m。西端3#、4#引水隧洞采用钻爆法施工，为马蹄形断面，开挖洞径13.0～14.6m，混凝土衬砌段衬后洞径10. 6m～11.8m，衬砌厚度50～130cm，流速4.11m/s。

因围岩破碎，渗水严重，拌和混凝土使用早强水泥，水化热大，骨料含石粉重，骨料超逊径，羧酸减水剂、塌落度损失大，停电，拌合楼交班时间长等原因，部分洞段混凝土衬砌后出现一些缺陷，主要为裂缝、蜂窝、错台、气泡、底拱表面不平整。引水隧洞洞内长期静水压力约0. 4MPa，在长期内水作用下，将可能在裂缝位置形成内水外渗，破坏混凝土完整性，并沿山体内溶蚀通道外渗，危及相邻洞室安全。混凝土表面缺陷可能影响结构永久性，影响使用寿命。因此，必须对裂缝进行处理，根据业主的要求，施工单位对裂缝进行了化学灌浆处理 。

2试验段的选择及试验目的和要求

(1)、试验段的选择

锦屏二级水电站引水隧洞在衬砌混凝在施工过程中形成了较多的裂缝。根据设计要求，需要处理的主要是Ⅲ类、Ⅳ类裂缝，裂缝部位多有渗水现象。根据前期混凝土缺陷普查情况，引(3)0+560～引(3)0+575洞段裂缝数量较多且渗水比较严重，该洞段的裂缝施工具有代表性。因此选择该洞段作为试验段进行施工。

(2)、生产性试验的目的

检查裂缝处理材料是否满足要求。施工工艺是否高效、简易，施工效果是否满足要求，为后续施工提供参考。

(3)、试验要求

根据《锦屏二级水电站引水隧洞混凝土缺陷处理施工技术要求>，裂缝缺陷处理合格标准为：修补后裂缝表面干燥、无渗出物，内部浆液充填、胶结、扩散良好，化学灌浆结束14天后，缝面劈拉试验抗拉强度≥2.0MPa，单点法压水试验在0.5MPa压力下，平均透水率

3裂缝的处理方法

施工程序：施工准备裂缝检查钻孔、安装注浆针头封缝注浆打磨缝面质量检查补灌（如需补灌）补灌后检查缝面表面修复完工清理场地。

根据设计要求Ⅰ类裂缝（浅层裂缝）不再处理，Ⅲ、Ⅳ类裂缝裂缝采用灌注化学环氧浆材的方式处理。

（1）Ⅱ类裂缝，无渗水Ⅱ类裂缝先采用低强度环氧对裂缝表面进行封闭，要求涂抹均匀，待环氧表面干后再刷二道环氧胶泥材料，涂刷宽度15~20cm。

Ⅱ类裂缝处理示意图

渗水Ⅱ类裂缝与Ⅲ类裂缝处理方法相同。

（2）Ⅲ类裂缝，Ⅲ类裂缝采用先封缝再钻孔化学灌浆处理的方式，具体施工工艺如下：

① 对裂缝表面进行清理，除去表面的污物。

② 打孔：灌浆孔间距为20~25cm，灌浆孔在裂缝两侧10~15cm处，以30°角度斜穿至裂缝，孔深为15~20cm，达到更好的处理效果裂缝两侧的孔交叉分布。

③ 封缝：裂缝外面用堵漏宝进行封闭，防止灌浆时出现漏浆。

a埋设注浆针头：在裂缝两侧打孔处埋设注浆针头，在埋设的注浆针头上做一些技术处理，防止灌浆时产生漏浆现象。

b检查止缝效果，对漏气处重新封闭。

c浆液配置，化灌材料采用环氧浆材，且化学材料满足与混凝土的粘结度≥2.0MPa，本身抗压强度大于40.0MPa，灌浆压力为0.3~0.5MPa。

d灌浆采用专门的灌浆设备进行灌浆，灌浆压力为0.3~0.5MPa，灌浆顺序自下而上，由深至浅，在灌浆时如出现漏浆情况，先停止灌浆，渗漏处封闭后再进行灌浆，在规定的压力并浆，直至达到灌浆结束标准。

e待浆液凝固后除去注浆针头，再在表面涂刷环氧胶泥，涂刷宽度为15~20cm。

（3）Ⅳ类裂缝，施工工序：裂缝清洗打孔埋设注浆针头灌浆灌后检查

① 表面处理：除去表面的污物及其他杂物，并清洗干净。

② 打孔：灌浆孔间距为20~25cm，灌浆孔在裂缝两侧10~15cm处，以30°角度斜穿至裂缝，孔深为15~20cm，达到更好的处理效果裂缝两侧的孔交叉分布。

③ 封缝：裂缝外面用堵漏宝进行封闭，防止灌浆时出现漏浆。

④ 埋设注浆针头：在裂缝两侧打孔处埋设注浆针头，在埋设的注浆针头上做一些技术处理，防止灌浆时产生漏浆现象。检查止缝效果，对漏气处重新封闭。

⑤灌浆：待封缝材料有一定强度后进行化学灌浆，化灌材料采用HK-G-2环氧灌浆或PSI-530低粘度改性环氧浆材。可以对混凝土结构中的细微裂缝、温度裂缝、冷接缝等作灌浆处理，以恢复结构的整体性和密实性，而且在有水、潮湿和干燥的基面上均可进行施工。按照灌浆材料一定比例的混合浆液进行灌注，灌浆压力为0.3~0.5MPa进行灌注。最大压力不超过0.5MPa。压力调整的过程均由灌浆机自动完成，屏浆压力均为0.5MPa。结束标准；一整条裂缝灌滿浆液后，并稳压5-10min屏浆压力不下降，即结束灌浆；灌浆时按照要求做好灌浆起、止时间、进浆量和现场配浆记录。

⑥ 灌注结束后待灌浆材料凝固后，拆除孔口管，磨平灌浆嘴，用环氧胶泥对孔口进行封闭及表面修补处理。修补工艺达到与混凝土齐平，无明显的突出与痕印。涂刷厚度为1~2mm宽度为15~20cm。环氧胶泥待凝7天后用角磨机打磨，使其颜色接近混凝土颜色。

裂缝处理剖面图裂缝处理平面图

4效果检查

混凝土裂缝修补后，裂缝表面干燥、无渗出物，共进行压水检查15孔，钻孔取芯劈拉检验6芯。对15条裂缝作压水试验，在0.5MPa检查压力下平均透水率均小于0.3Lu，满足设计要求。根据施工技术要求，试验段裂缝缺陷处理完成7天后，在监理工程师指定位置钻孔取芯，测得缝面劈拉试验抗拉强度1.76MPa。从钻孔取芯外观看，内部浆液充填、胶结、扩散良好，从压水试验结果看，处理后满足设计施工技术要求。

处理后芯样照片

5结论及建议

锦屏二级水电站3#引水隧洞0+560～0+575洞段混凝土裂缝处理生产性试验经过周密计划和精心组织施工，裂缝处理后的效果达到了裂缝缺陷处理试验目的，各项性能指标满足设计技术要求，达到了预期的效果。为后续施工提供依据，也为其他类似工程提供参考。