水工地下隧洞襯砌混凝土滲水裂縫處理
發(fā)布時間：2010-01-14 共2頁
【摘 要】水工地下隧洞襯砌混凝土為滿足抗沖耐磨要求，一般混凝土設(shè)計標(biāo)號高、水泥用量大，加上基巖硬度大，彈模高等原因，即使采用低溫混凝土澆筑，最高溫度也超過了允許標(biāo)準(zhǔn)。在隧洞襯砌混凝土澆筑形成后，結(jié)構(gòu)混凝土由于受到內(nèi)外溫差所引起的溫度應(yīng)力影響，產(chǎn)生不均勻收縮而出現(xiàn)裂縫，特別是在地下水位較高的隧洞會出現(xiàn)以垂直于水流方向的環(huán)向有一定水壓滲水裂縫。在處理這類滲水裂縫的過程中采用了高滲透改性環(huán)氧漿材，灌漿施工工藝采用打斜孔埋管和無損貼嘴灌漿的方法，裂縫處理的效果滿足設(shè)計的質(zhì)量要求。
【關(guān)鍵詞】水工隧洞；襯砌混凝土；滲水裂縫處理
水工地下隧洞混凝土裂縫進行化學(xué)灌漿處理的目的主要是進行防滲堵漏和補強加固。防滲堵漏要求縫面灌后具有較高的抗?jié)B性和抗老化性能，能阻止外來水汽碳化混凝土和銹蝕鋼筋，滿足結(jié)構(gòu)耐久性和安全運行；補強加固要求縫面漿液固化后有較高的粘接強度，最終要求能恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的整體性。目前裂縫處理一般采用高滲透改性環(huán)氧漿材，但均存在一定的局限性，需研究環(huán)保型、低粘度、無收縮、抗老化強、粘接強度高、能滿足溫度縫反復(fù)收縮開裂的處理要求的彈性改性環(huán)氧漿材。裂縫處理方法主要有開槽埋管法、打斜孔埋管法和無損貼嘴法。開槽埋管法由于對原混凝土結(jié)構(gòu)破壞較大，漿材損耗大，開槽處難以修復(fù)好等問題已普遍不再采用；打斜孔埋管法能解決開槽法的諸多不利，但存在管容耗漿大，微細(xì)粉塵易堵塞縫面影響灌漿質(zhì)量，由于該方法施工簡單而被普遍采用；無損貼嘴法是目前處理裂縫最先進的方法，具有工藝簡單、無鉆孔、無孔容耗漿、易找準(zhǔn)裂縫、對混凝土無損傷、成本低等優(yōu)點值得大力推廣，無損貼嘴法處理裂縫的難點是滲水縫的貼嘴，采用ECH水下粘結(jié)膠進行滲水縫的貼嘴能最大承受1.3MPa的壓力，為貼嘴法處理滲水裂縫提供了條件。
1 裂縫處理化學(xué)漿材的選擇
化學(xué)漿材選擇應(yīng)掌握的原則：一是漿材的可灌性，所選化學(xué)漿材必須能夠灌入裂縫，充填飽滿，灌入后能凝結(jié)固化，以達(dá)到補強和防滲加固的目的；二是漿材的耐久性，所選用材料在使用環(huán)境條件下性能穩(wěn)定，不易起化學(xué)變化，并且與混凝土裂縫有足夠的粘接強度，不易脫開，對于一些活動裂縫和不穩(wěn)定裂縫要特別注意這條原則。水工地下隧洞襯砌混凝土裂縫的特點是：裂縫開度較小、外水壓力大、漿液較難灌入，一般處理要求既要滿足補強又要防滲堵漏，灌漿材料一般采用高滲透改性環(huán)氧漿材。我們在滲水裂縫處理過程中采用了EAA、CW、LPL三種高滲透改性環(huán)氧漿材。
以上三種材料各有優(yōu)缺點，EAA、CW屬糠醛、丙酮改性系列，具有親水性、粘度低、可灌性較好，缺點是凝固時間長、脆性大，不適宜對變化的裂縫進行處理；LPL漿材屬活性稀釋劑改性系列具有親水性、凝固時間快、脆性小、漿材本身不收縮的優(yōu)點，但粘度大，對于細(xì)小裂縫的可灌性差。
2 打斜孔埋管法處理滲水裂縫
2.1 工藝流程
裂縫清洗→鉆斜孔→清孔、埋管→表面封縫→通風(fēng)檢查→漿液配制→注漿→封孔處理→待凝檢查→表面處理
3.2 重要工藝技術(shù)要求
（1）裂縫清洗：對縫面用高壓水進行清洗，直至清晰地露出裂縫為止；
（2）鉆孔：在裂縫中心線10～15cm兩側(cè)鉆斜孔，孔徑18mm，孔距40cm，深淺孔交替布置，淺孔深25～30 cm，傾角約50°，深孔孔深40～45cm，傾角約70°。
（3）清孔、埋管：用高壓水將孔清洗干凈，每孔分上下兩層埋設(shè)兩根注漿管，一進一出，下層管徑為8 mm，埋至距孔底5cm，為主注漿管；上層管徑為8mm，埋入孔內(nèi)10cm左右，為排水排氣回漿管，埋管材料用速凝水泥。
（4）表面封縫：用玻璃絲布或堵漏靈劑進行封堵，應(yīng)保證封閉密閉可靠。
（5）通風(fēng)檢查：待埋管材料有一定的強度后，在裂縫和管口處涂少量肥皂水，采用0.2MPa的風(fēng)壓進行通風(fēng)檢查，對于盲孔應(yīng)在附近重新打孔埋管。
（6）漿液配制：根據(jù)灌前壓丙酮試驗的漏量大小配制漿液，配漿時將固化劑、表面活性劑緩慢注入EAA（或CW）主液中，邊注入邊攪拌，保持漿液在25℃以下，以提高漿材的可灌性。
（7）化學(xué)灌漿
●注漿方式：灌前單孔壓丙酮量≥10ml者應(yīng)單孔灌注，漏量<10ml者則可多孔灌注；灌注過程中若有串漏孔，可在排出積水和稀漿后進行并灌，灌漿應(yīng)由下而上進行。
●注漿方法：先灌深孔，從下層進漿管開始注漿，待上層回漿管排出孔內(nèi)水、氣后，封閉回漿管。根據(jù)吸漿量情況逐步升至設(shè)計壓力，當(dāng)吸漿率小于1ml/min時，應(yīng)保持壓力延續(xù)灌注30min即可扎管待凝。4～5h后檢查注漿效果，對管口不飽滿的膠管進行第二次注漿直至飽滿。
●灌漿壓力：開灌壓力0.4MPa，當(dāng)吸漿率小于5ml/min時，逐漸加壓至0.5～0.6MPa，二次注漿孔壓力可提高至0.8MPa。
●注漿過程監(jiān)控：加強結(jié)構(gòu)的抬動變形監(jiān)測，如出現(xiàn)異常應(yīng)及時降壓并采取相應(yīng)措施。
（8）質(zhì)量檢查：裂縫化學(xué)灌漿結(jié)束14 d后采用壓水和鉆孔取芯相結(jié)合的方法進行。
●檢查孔壓水：采用單點法壓水，壓力0.5MPa，孔徑28，孔深30cm，合格標(biāo)準(zhǔn)透水率q≤0.1Lu。
●鉆孔取芯：孔徑89mm，孔深淺于灌漿孔10cm，粘接強度應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求。
2.3 打斜孔埋管法施工存在的缺點
（1）溫度裂縫走向是個曲面，在混凝土內(nèi)的走向復(fù)雜，一般從鋼筋邊通過，鉆孔時易碰到鋼筋，造成的“廢”孔較多，對原混凝土結(jié)構(gòu)的整體性造成損壞。
（2）鉆孔時的微細(xì)粉塵難于有效清出，粉塵易堵塞灌漿通道，漿液難以進入縫面，降低化灌質(zhì)量。
（3）滲水縫中不能有效地趕水，漿液和水混合影響環(huán)氧灌漿材料的固化；也不能滿足漿液“從寬處往窄處灌漿最有利”的原則；一旦發(fā)現(xiàn)“死孔”無法及時采取補救措施。
（4）施工工序較多,施工工藝繁瑣，管容、孔容大，浪費漿材（據(jù)統(tǒng)計孔容占58%以上）；灌后的裂縫復(fù)灌量較大，且需多次復(fù)灌，增加了資金投入。
