馬 騁

(新疆伊犁河流域開(kāi)發(fā)建設(shè)管理局，新疆烏魯木齊 830000)

1 工程概況

新疆達(dá)坂隧洞為無(wú)壓引水隧洞，洞線近東西向布置，隧洞開(kāi)挖采用TBM法進(jìn)行施工，六邊形預(yù)制混凝土管片襯砌，襯砌后內(nèi)徑為6.0 m，管片寬1.6 m，厚度28 cm，由于隧洞屬混凝土管片襯砌薄壁結(jié)構(gòu)建筑物，通水后出現(xiàn)滲漏不僅會(huì)導(dǎo)致水量損失，惡化洞周?chē)鷩鷰r條件，而且還會(huì)引發(fā)鋼筋的銹蝕，混凝土保護(hù)層的脫落、凍融等傷害，加速混凝土結(jié)構(gòu)老化，使用壽命縮短。為了保證隧洞長(zhǎng)期輸水安全，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，同時(shí)提高管片的耐久性和抗?jié)B性，需要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行防滲補(bǔ)強(qiáng)處理。

2 裂縫現(xiàn)狀及分析

已安裝管片由于施工過(guò)程、預(yù)制工藝、開(kāi)挖地質(zhì)條件等因素造成管片出現(xiàn)貫穿性裂縫，其裂縫多數(shù)呈壓縫，裂縫寬度一般為0.1 mm～0.5 mm，局部最寬達(dá)0.6 mm～1.5 mm。裂縫長(zhǎng)度大多數(shù)貫通1 600 mm板寬，少數(shù)裂縫只從一側(cè)往板中心位置發(fā)展，其中有偏壓作用的洞段已采取了固結(jié)灌漿、錨桿和鋼支撐聯(lián)合作用控制變形的措施，根據(jù)監(jiān)測(cè)單位提供資料分析，目前已趨于穩(wěn)定;根據(jù)成因分析、變位觀測(cè)、危害程度對(duì)裂縫縫深、縫寬及走向進(jìn)行檢測(cè)分析，確定裂縫處理辦法。其裂縫分布主要在兩側(cè)及頂部管片，主要為滲水裂縫、裂縫寬度不小于0.15 mm的干縫、裂縫寬度小于0.15 mm的表層裂縫。

3 處理方案及工藝

3.1 灌漿材料及設(shè)備

對(duì)于滲水性裂縫選用HW水溶性聚氨酯灌漿料，其遇水膨脹，有堵水功效，具有粘度低，可灌性好，與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度高，收縮性小等特點(diǎn)。性能詳見(jiàn)表1。對(duì)于大于0.15 mm的干縫選用具有較高強(qiáng)度及防滲特性的改性環(huán)氧化學(xué)灌漿材料。其粘度低，可灌性好，可滲入0.2 mm混凝土裂縫和微細(xì)巖體內(nèi)，與國(guó)內(nèi)同類(lèi)材料相比，其早期發(fā)熱量低、無(wú)毒性、施工操作方便，是較理想的混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固材料。性能詳見(jiàn)表2。

表1 HW灌漿材料的性能

表2 改性環(huán)氧灌漿材料的性能

達(dá)坂隧洞裂縫處理使用主要設(shè)備見(jiàn)表3。

表3 裂縫處理主要設(shè)備表

3.2 縫寬不大于0.15 mm干縫處理

對(duì)于不大于0.15 mm的靜止微裂縫，采用表面涂刷的方法對(duì)裂縫進(jìn)行封閉，具體工藝如下:

1)打磨基面:用裝有鋼絲刷頭的打磨機(jī)打磨裂縫表面，清除表面浮灰、巖粉，其打磨寬度約3 cm，然后用濕布擦拭打磨過(guò)的表面。當(dāng)兩條裂縫間的寬度小于20 cm時(shí)，則連同一起處理;2)清洗:待表面打磨后，用高壓水把基面上的浮灰、巖粉清洗干凈;3)涂刷界面劑:待管片表面干燥后，涂刷界面劑，涂刷薄而均勻;4)涂刷手刮聚脲:當(dāng)界面劑指干后，在打磨范圍內(nèi)涂刮手刮聚脲，涂層厚度為1 mm，寬度為20 cm。為適應(yīng)裂縫的變形，裂縫處涂層應(yīng)適當(dāng)加厚，且增加胎基布，涂層厚度為1.5 mm，總寬度為5 cm，邊緣處涂層厚度不小于2.0 mm;5)養(yǎng)護(hù):涂手刮聚脲后，涂層需要養(yǎng)護(hù)3 d，要求涂層不要受到浸泡。

3.3 滲水裂縫及縫寬不小于0.15 mm干縫處理

滲水裂縫施工工藝:鉆孔→洗孔→埋設(shè)灌漿管→灌注漿液→封孔→基面處理→清洗→涂刷界面劑→涂刷手刮聚脲→養(yǎng)護(hù)。

縫寬不小于0.15 mm干縫施工工藝:鉆孔→洗孔→埋設(shè)灌漿管→封閉裂縫→灌注漿液→封孔→基面處理→清洗→涂刷界面劑→涂刷手刮聚脲→養(yǎng)護(hù)。

3.3.1 灌漿孔的布設(shè)和鉆孔

對(duì)于較深的裂縫，若采用化學(xué)灌漿時(shí)，需要鉆孔。對(duì)于表面或表層不深的裂縫，化學(xué)灌漿時(shí)則采用環(huán)氧粘貼灌漿嘴灌注。應(yīng)根據(jù)管片的厚度、裂縫的長(zhǎng)度和深度，選擇灌漿孔的孔徑和孔深。當(dāng)裂縫的縫隙不串通，應(yīng)根據(jù)情況再補(bǔ)灌漿孔。在縫隙串通的情況下，孔距不宜過(guò)密，應(yīng)盡量保證管片襯砌的完整性。在裂縫的交叉處、較寬處、端部以及裂縫貫穿處，都應(yīng)埋設(shè)灌漿嘴，一條裂縫上必須有進(jìn)漿嘴和出漿嘴。鉆孔要求見(jiàn)表4。

表4 裂縫鉆孔的要求

3.3.2 洗縫和試壓

縫面采用風(fēng)、水輪換沖洗(一般風(fēng)壓不大于0.1 MPa，水壓不大于0.2 MPa)，直至回清水。試壓采用單孔壓水，逐孔檢查，記錄各孔漏水率及串通情況，以便確定排水孔位置和灌漿次序。

3.3.3 封縫

封閉裂縫表面。封閉前首先對(duì)裂縫兩側(cè)進(jìn)行表面處理，用鋼絲刷打磨并用清洗劑清洗。根據(jù)灌漿壓力和縫寬，裂縫封閉后要檢查封閉效果，當(dāng)封閉膠有強(qiáng)度后，用壓縮空氣或水檢查封閉效果，漏氣處應(yīng)重新封閉。

3.3.4 壓水試驗(yàn)

根據(jù)裂縫分布情況，選部分重要裂縫做壓水試驗(yàn)，首先在裂縫兩側(cè)各打一排斜孔穿過(guò)縫面，斜孔距縫10 cm～15 cm，同側(cè)孔孔距0.8 m～1 m，兩排孔呈三角形布置，鉆孔角度30°左右，鉆孔深度要求穿過(guò)縫面4 cm左右，然后在孔口安裝壓水設(shè)備和阻塞器，進(jìn)行壓水。對(duì)化灌效果的檢查采用壓水試驗(yàn)法。當(dāng)漿材固化強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后鉆檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)。隨機(jī)取5%工程量的裂縫條數(shù)進(jìn)行壓水試驗(yàn)。在需要檢查的裂縫上布設(shè)一個(gè)檢查孔，用電錘造孔與縫面相交，然后用水將孔內(nèi)粉塵沖洗干凈。埋設(shè)低壓灌漿嘴，進(jìn)行壓水檢查。孔口壓力宜為0.2 MPa～0.4 MPa，檢查孔單孔吸水量應(yīng)小于0.01 L/min或裂縫不漏水為合格。

3.3.5 鉆孔取芯檢查

選部分重要裂縫用小口徑工程鉆騎縫取樣，觀察漿液結(jié)石在縫面的充盈情況，檢查數(shù)量為隨機(jī)取已化灌的1%～5%工程量的裂縫條數(shù)進(jìn)行取一個(gè)鑒定孔獲得巖芯。

3.4 噴涂檢查方法

噴涂材料除按本技術(shù)要求和現(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)外，主要檢測(cè)噴涂厚度和粘結(jié)強(qiáng)度，如進(jìn)行全過(guò)程質(zhì)量控制，每涂200 m2，在附近同等環(huán)境條件下選取1.0 m2左右進(jìn)行刮涂，15 d后強(qiáng)度達(dá)到要求最終強(qiáng)度的70%以上進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)新疆達(dá)坂隧洞產(chǎn)生的貫穿性裂縫、深層裂縫和表層裂縫，通過(guò)有效的檢測(cè)手段對(duì)裂縫成因、性狀進(jìn)行了精準(zhǔn)的判斷，實(shí)施針對(duì)性的修補(bǔ)方案。根據(jù)質(zhì)量檢查成果分析，本工程所采用的施工工藝是適宜的，選用的化學(xué)灌漿材料經(jīng)濟(jì)適用，為類(lèi)似工程提供了借鑒。

［1］ 劉 濤，漆巨彬.化學(xué)灌漿在龍灘水電站混凝土裂縫修補(bǔ)中的應(yīng)用［A］.第十三次全國(guó)化學(xué)灌漿學(xué)術(shù)論文集［C］.2010.

［2］ 文 镕，李世新，范以田，等.達(dá)坂巖石隧洞全斷面掘進(jìn)機(jī)(TBM)施工技術(shù)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2013.

［3］ 陳小華，康德忠.化學(xué)灌漿在小灣水電站壩體混凝土裂縫處理中的應(yīng)用［A］.第十三次全國(guó)化學(xué)灌漿學(xué)術(shù)論文集［C］.2010.

［4］ 馬 騁.TBM施工中管片接縫與錯(cuò)臺(tái)控制措施初探［J］.地下空間與工程學(xué)報(bào)，2009(1):70-71.

［5］ 新疆達(dá)坂隧洞方案比選工程地質(zhì)勘察報(bào)告［R］.

［6］ 新疆達(dá)坂隧洞工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.