沈鎮(zhèn)偉

（浙江省水利水電勘測設(shè)計院，浙江杭州 310002）

1 工程概況

東塢水庫位于麗水市松陽縣葉村鄉(xiāng)源口村附近，東塢水庫所在河流為東塢源，系甌江水系松陰溪的一條支流。水庫是一座以灌溉為主、結(jié)合發(fā)電、防洪和供水等綜合利用的中型水庫。東塢水庫壩址以上集雨面積29.0 km2，主河道長9.0 km，正常蓄水位206.0 m，相應(yīng)庫容1 470萬m3，設(shè)計洪水位207.46 m（P=1%），校核洪水位207.98 m（P=0.05%），相應(yīng)庫容為1 610萬m3。電站裝機(jī)容量820 kW，設(shè)計年發(fā)電量201.8 kW·h，灌溉農(nóng)田面積0.21萬ha。樞紐主要建筑物包括攔河壩、溢洪道、放水洞、發(fā)電引水隧洞、電站以及灌溉渠道。

東塢水庫已建成運(yùn)行20多年，發(fā)揮著重要的作用。但隨著運(yùn)行年數(shù)的增加，主體工程存在著嚴(yán)重的安全問題，主要建筑物如攔河壩、溢洪道均存在安全隱患。發(fā)電隧洞的襯砌混凝土由于長期受到水流沖刷，洞壁出現(xiàn)大量混凝土疏松、脫落和裂縫，嚴(yán)重部位出現(xiàn)洞壁混凝土貫穿破損，造成大量滲漏水，混凝土大塊脫落部位露出鋼筋，鋼筋嚴(yán)重銹蝕，水庫已經(jīng)不能正常運(yùn)行。東塢水庫安全鑒定后，根據(jù)專家意見，決定對隧洞內(nèi)混凝土裂縫缺陷作補(bǔ)漏防滲處理。

2 處理方案的確定

根據(jù)水工混凝土建筑物的裂縫特性，國內(nèi)外學(xué)者把裂縫分為死縫、活縫和增長縫等3種，針對以上3種裂縫需采用不同的修補(bǔ)方法。對死縫可用剛性材料來填充修補(bǔ)；對活縫應(yīng)采用彈性材料修補(bǔ)，若采用剛性材料填充，修補(bǔ)就會失敗，或在靠近修補(bǔ)部位出現(xiàn)新裂縫，一般對活縫的修補(bǔ)在引起活動的因素消除后再進(jìn)行；對增長縫，首先必須消除引發(fā)裂縫的因素，否則修補(bǔ)后裂縫會繼續(xù)出現(xiàn)。經(jīng)對發(fā)電隧洞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并觀測了裂縫開裂與發(fā)展情況后，初步認(rèn)為發(fā)電隧洞的裂縫屬活裂縫，并有增長的可能性。

經(jīng)過綜合比較后，決定采用工藝較為成熟可靠的化學(xué)灌漿防滲處理，再用防滲砂漿進(jìn)行表面覆蓋的綜合處理方案。

3 灌漿材料的選擇

目前，國內(nèi)灌漿材料可選范圍比較廣泛，常見的有水泥灌漿材料、普通環(huán)氧灌漿材料、彈性環(huán)氧灌漿材料、水溶性聚氨酯灌漿材料等。各種材料各有優(yōu)缺點(diǎn)，水泥灌漿材料價格比較低，但可灌性差，同時材料本身缺乏抗侵蝕性，其耐久性差；環(huán)氧灌漿材料、非水溶性聚氨酯等化學(xué)灌漿材料，有的粘度比較大，進(jìn)漿困難，漿液的擴(kuò)散范圍有限，同時都為收縮性材料，運(yùn)行期間容易再出現(xiàn)滲漏問題，材料本身雖有比較高的粘結(jié)強(qiáng)度，但由于裂縫已經(jīng)受到滲透水的侵蝕，對實(shí)現(xiàn)良好的粘結(jié)影響比較大。

通過灌漿把裂開的混凝土連接到一起比較難實(shí)現(xiàn)，比較現(xiàn)實(shí)的手段是通過灌漿填充裂縫，解決裂縫的滲漏、溶蝕問題。對于活性裂縫，所選灌漿材料要能適應(yīng)裂縫的開合變化。裂縫的微小位移對于縫的開度來說將是很大的伸長和壓縮變形，由于發(fā)電隧洞自身結(jié)構(gòu)的不足，地應(yīng)力的變化必然導(dǎo)致裂縫處于反復(fù)的拉壓狀態(tài)，加之隧洞洞壁長期受水流沖刷、溫度變化等因素的影響，因此對發(fā)電隧洞裂縫的處理，除了防滲要求之外，還對結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)也提出了一定的要求。為此，在材料選擇上排除收縮性材料，而選擇了具有一定彈性并有良好防滲性能的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料。

水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料由杭州國電大壩安全工程有限公司研制，有HW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料和LW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料2種，其漿液不遇水是穩(wěn)定的，遇水后漿液中活潑的異氰酸酯基團(tuán)立即與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)生成不溶于水的聚合體，達(dá)到堵漏、防滲、補(bǔ)強(qiáng)的目的。LW和HW型水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料可以任意比例混合，配制成各種強(qiáng)度、彈性的灌漿材料，粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)到2 MPa，抗壓強(qiáng)度可達(dá)到10～20 MPa，固結(jié)體遇水膨脹率可達(dá)到100%，因此具有以水止水及彈性止水的雙重功能，同時，此漿液的游離異氰酸酯根含量低，施工時毒性小，施工后無毒。實(shí)際運(yùn)用至今，沒發(fā)現(xiàn)水質(zhì)污染情況。LW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料自上世紀(jì)70年代研制成功以來，先后在龍羊峽、葛洲壩、水口、新安江等水利水電工程施工中得到了成功應(yīng)用。

4 防滲處理方案的實(shí)施

根據(jù)現(xiàn)場裂縫、缺陷實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)及滲漏情況，決定對發(fā)現(xiàn)的所有裂縫、缺陷均作防滲處理。處理方案為先清理裂縫、缺陷→埋設(shè)灌漿嘴→灌注LW、HW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，在裂縫及壁后形成一道純聚氨酯固結(jié)體彈性防水層，作為第一道防滲措施→采用903聚合物砂漿填縫，表面封閉，作為第二道防滲措施。具體實(shí)施方案如下：

（1）清縫：仔細(xì)清理縫面雜物、浮塵等，以確定裂縫范圍和走向，并做好標(biāo)記；

（2）鉆孔：沿縫以60°左右傾角打斜孔，孔深不小于20 cm，間距20～30 cm交叉插入灌漿管或止水針頭，用快堵水泥封埋、封縫；

（3）壓水洗縫：壓水洗縫了解各孔之間串通情況，同時檢查止封效果；

（4）灌漿：以0.2 MPa的壓力灌注LW/HW水溶性化學(xué)灌漿材料，灌漿順序由下而上。由于裂縫比較大，長期浸水，要求進(jìn)漿量飽滿，對于環(huán)形伸縮縫應(yīng)整圈灌漿；

（5）鑿除封縫材料：灌漿結(jié)束后，清理縫面，鑿除臨時封堵用的快堵水泥，為903聚合物乳液砂漿修補(bǔ)做預(yù)處理；

（6）根據(jù)說明書，配置903聚合物砂漿，用903聚合物砂漿封閉裂縫、缺陷，潮濕養(yǎng)護(hù)3～5 d，干燥養(yǎng)護(hù)7～10 d后即可投入使用。

5 結(jié) 語

東塢水庫發(fā)電隧洞的裂縫滲漏處理以壓水試驗(yàn)無進(jìn)水為評定標(biāo)準(zhǔn)，防滲處理后最終施工評定為優(yōu)良。發(fā)電隧洞自2010年7月份投入使用至今，經(jīng)歷了1個汛期的安全使用，未發(fā)現(xiàn)任何異常情況，可見用水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料處理此類工況，特別對滲水、漏水裂縫具有較好的功效，說明此修補(bǔ)方案可行，修補(bǔ)效果良好。

滲漏對水工工程混凝土建筑物的危害很大，特別是裂縫所引起的滲漏，輕則加速老化病害的發(fā)生與發(fā)展，重則造成建筑物的破壞甚至失事，應(yīng)該引起足夠的重視。水工建筑物種類繁多，結(jié)構(gòu)型式復(fù)雜多樣，工作環(huán)境條件有很大差異，因此處理方案很難有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行防滲加固處理之前，應(yīng)針對建筑物自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真深入的分析，再確定具體的修補(bǔ)方案并選用適合的防滲材料，才能取得較好的處理效果。

[1]馮善彪，譚日升，毛善慶，等.化學(xué)灌漿技術(shù)[M].水利電力出版社，1980.