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水工地下隧洞襯砌混凝土滲水裂縫處理

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(jì)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(jì)的質(zhì)量要求。 來源:中大網(wǎng)校

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(jìn)行化學(xué)灌漿處理的目的主要是進(jìn)行防滲堵漏和補(bǔ)強(qiáng)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(yùn)行；補(bǔ)強(qiáng)加固要求縫面漿液固化后有較高的粘接強(qiáng)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(qiáng)、粘接強(qiáng)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(jìn)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(diǎn)值得大力推廣，無損貼嘴法處理裂縫的難點(diǎn)是滲水縫的貼嘴，采用ECH水下粘結(jié)膠進(jìn)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(bǔ)強(qiáng)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(qiáng)度，不易脫開，對于一些活動(dòng)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(diǎn)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(bǔ)強(qiáng)又要防滲堵漏，灌漿材料一般采用高滲透改性環(huán)氧漿材。

以上三種材料各有優(yōu)缺點(diǎn)，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(diǎn)是凝固時(shí)間長、脆性大，不適宜對變化的裂縫進(jìn)行處理；LPL漿材屬活性稀釋劑改性系列具有親水性、凝固時(shí)間快、脆性小、漿材本身不收縮的優(yōu)點(diǎn)，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

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

重要工藝技術(shù)要求

（1）裂縫清洗：對縫面用高壓水進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)度后，在裂縫和管口處涂少量肥皂水，采用0.2MPa的風(fēng)壓進(jìn)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(yàn)的漏量大小配制漿液，配漿時(shí)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)灌漿中大網(wǎng)校

注漿方式：灌前單孔壓丙酮量≥10m者應(yīng)單孔灌注，10m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(jìn)行并灌，灌漿應(yīng)由下而上進(jìn)行。

注漿方法：先灌深孔，從下層進(jìn)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(jì)壓力，當(dāng)吸漿率小于1m/min時(shí)，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(jìn)行第二次注漿直至飽滿?！碓矗褐写缶W(wǎng)校

灌漿壓力：開灌壓力0.4MPa，當(dāng)吸漿率小于5m/min時(shí)，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(qiáng)結(jié)構(gòu)的抬動(dòng)變形監(jiān)測，如出現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)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14d后采用壓水和鉆孔取芯相結(jié)合的方法進(jìn)行。

檢查孔壓水：采用單點(diǎn)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(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

打斜孔埋管法施工存在的缺點(diǎn)

（1）溫度裂縫走向是個(gè)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(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)采取補(bǔ)救措施。

（4）施工工序較多，施工工藝繁瑣，管容、孔容大，浪費(fèi)漿材（據(jù)統(tǒng)計(jì)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。

3．無損貼嘴法處理滲水裂縫

3.1工藝流程

注漿嘴加工→打磨→沖洗→裂縫描述→貼嘴→封縫→壓風(fēng)檢查→灌漿→注漿嘴清除→質(zhì)量檢查。

3.2 重要工藝技術(shù)要求

（1）注漿嘴加工。在外徑為6mm、長度大于6cm的銅管一端焊上邊長為3～4cm、厚度為1.5mm左右的方形鐵片，鐵片中間開直徑等于銅管外徑的進(jìn)漿孔，鐵片周邊鉆排列規(guī)則的小孔。

（2）打磨：采用砂輪機(jī)沿裂縫的兩邊各打磨20cm的寬度，除去混凝土表面雜物，以免影響注漿嘴的粘貼及封縫效果。

（3）沖洗：是貼嘴法施工最重要的工序，用高壓沖毛機(jī)沿裂縫開口向兩邊沖洗，以保證縫口敞開無雜物。

（4）裂縫描述：用刻度放大鏡測量裂縫寬度，并對裂縫走向及縫長進(jìn)行描述，用以調(diào)整布置注漿嘴間距及灌漿壓力。

（5）貼嘴：根據(jù)裂縫描述進(jìn)行注漿嘴的布置。規(guī)則裂縫縫寬小于0.3mm時(shí)按間距20cm布嘴，縫寬大于0.3mm時(shí)按間距30cm布嘴；不規(guī)則裂縫的交叉點(diǎn)及端部均布置注漿嘴。將ECH-Ⅰ型膠抹在注漿嘴底板上，貼嘴時(shí)用定位針穿過進(jìn)漿管，對準(zhǔn)縫口插上，然后將注漿嘴壓向混凝土表面抽出定位針，定位針未粘附膠認(rèn)定注漿嘴粘貼合格。

（6）封縫：貼嘴3h后用堵漏靈膠泥將滲水縫口封堵住，2h后用碘鎢燈將混凝土表面烘干并用無水酒精洗抹一遍；待干后刮抹一層ECH-Ⅱ型粘膠；當(dāng)不粘手時(shí)再刮抹ECH-Ⅲ型面膠三遍，待ECH-Ⅲ型面膠基本固化后，用堵漏靈加固形成中間高，兩邊低的傘形封蓋

（7）壓風(fēng)檢查：封縫完成并養(yǎng)護(hù)2h后即可進(jìn)行壓風(fēng)檢查各孔的貫通情況，壓風(fēng)壓力＜0.25MPa；對于不串通的孔應(yīng)查明原因進(jìn)行分析和處理。

（8）灌漿：采用多點(diǎn)同步灌注方式，從下至上，從寬至窄，逐步推進(jìn)，采用Lily CD-15雙組分注射泵灌注LPL漿材，施工中采用穩(wěn)壓慢灌，每孔純灌時(shí)間不少于90min，以保證灌漿質(zhì)量。

（9）注漿嘴的清除：灌漿結(jié)束48 h后鏟除注漿嘴，混凝土表面采用環(huán)氧膠泥封堵平整。

（10）質(zhì)量檢查及驗(yàn)收：灌后質(zhì)量檢查在注射樹脂LPL灌漿結(jié)束7 d后進(jìn)行。

壓水檢查：現(xiàn)場布騎縫孔，沖擊鉆造孔（孔徑18～20mm、孔深10～15cm）后，采用單點(diǎn)法壓水，壓水檢查壓力為0.3MPa.合格標(biāo)準(zhǔn)：壓水檢查透水率q≤0.1Lu.鉆孔取芯：取芯直徑89mm，并進(jìn)行巖芯鑒定、描述，繪制鉆孔柱狀圖。

3.3 無損貼嘴法的工藝特點(diǎn)不破壞混凝土的整體性，適合薄型結(jié)構(gòu)的裂縫處理。

（2）由于從縫的表面進(jìn)行打磨沖洗，可避免微細(xì)粉塵對灌漿的影響，從縫口進(jìn)漿可灌性得到了保證。

（3）使“以漿趕水”，多點(diǎn)依序同步灌漿成為可能。

（4）貼嘴封縫、采用多點(diǎn)同步灌漿的無損灌漿工藝，可在不破壞混凝土結(jié)構(gòu)的條件下極大地提高可灌性，裂縫的灌入深度也能滿足要求，加上使用低黏度、低收縮的化灌漿材，達(dá)到了“堵水、保護(hù)鋼筋、恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性”的效果。

（5）工藝簡單、復(fù)灌率低，節(jié)約昂貴的化學(xué)漿材，降低了成本，加快了施工進(jìn)度。

3.4 特殊情況處理

（1）滲漏點(diǎn)的復(fù)灌：對有規(guī)律的滲漏點(diǎn)，即一段裂縫仍滲水，采用原施工方法進(jìn)行復(fù)灌。對單

（責(zé)任編輯：）

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