何培瑛

（湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院 長(zhǎng)沙市 410007）

1 工程簡(jiǎn)介

大興水電站（又稱周田水電站）位于曲江縣周田鎮(zhèn)涯婆石村附近，地處韶關(guān)市湞江雞龍水電站至灣頭水電站之間的河段，是湞江梯級(jí)規(guī)劃中的第8 個(gè)梯級(jí)，壩址距韶關(guān)市25 km，大興水電站工程是一座以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、防洪、灌溉等綜合利用的低水頭徑流式水電樞紐程。

電站壩址以上集雨面積為4 742 km2，多年平均流量為121.6 m3/s，選定的正常水位為72.00 m，相應(yīng)庫(kù)容為720 萬m3，電站裝機(jī)容量12 MW，多年平均發(fā)電量3 508.8 萬kW·h。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，大興水電站廠房1#～3#機(jī)閘墩每墩均存在兩條橫向裂縫，其中1#機(jī)底板一條裂縫跟閘墩裂縫連通，裂縫寬度范圍有（0.3～2）mm，結(jié)合以前的相關(guān)資料分析，機(jī)組基礎(chǔ)在原施工時(shí)由于多種原因存在塊石填坑不夠密實(shí)，部分溶坑、溶槽處理不到位的情況，從而造成基礎(chǔ)穩(wěn)定性不夠，需對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行水泥填充灌漿處理。針對(duì)上述情況，需先對(duì)廠房1#～3#機(jī)進(jìn)行基礎(chǔ)水泥填充灌漿處理，然后對(duì)裂縫按高程由低至高采用鉆斜孔和騎縫孔相結(jié)合的處理方法進(jìn)行環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿修補(bǔ)處理。尾水下游墻（安裝場(chǎng)層和水輪機(jī)層）存在滲漏現(xiàn)象，經(jīng)多方研究決定，決定采用聚氨酯灌漿材料進(jìn)行灌漿處理。

2 灌漿施工

2.1 灌漿材料

2.1.1 環(huán)氧樹脂灌漿材料

環(huán)氧灌漿料作為一種化學(xué)灌漿材料，在工程中的應(yīng)用取得了良好的效果。其粘度低，可灌性好，抗壓強(qiáng)度高達(dá)40 MPa 以上，同混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度高，一般都大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，并且有親水性，對(duì)潮濕面的親和力好，其主要性能指標(biāo)見表1。

2.1.2 聚氨酯灌漿材料

聚氨酯漿液是一種防滲能力較強(qiáng), 固結(jié)強(qiáng)度較高的化學(xué)灌漿材料。水溶性聚氨酯是聚氨酯類漿液系列中的一個(gè)品種，它也具有聚氨酯類漿液系列的各種性能，我們所選擇配制的水溶性聚氨酯，更具有其本身的特性，水既是該漿液的稀釋劑，也是固化劑。該漿液遇水后先分散、乳化，進(jìn)而固化聚合。當(dāng)漿液與少量水混合時(shí)，固化成棕色彈性體；與大量水混合時(shí)，即得一彈性凝膠體。因此，只要將配好的漿液灌入有滲漏水的部位，它肯定會(huì)固化，進(jìn)而達(dá)到止水目的。此外，本漿液還具有“以水止水”的特性，一旦處理好的裂縫又進(jìn)一步拉開時(shí)，漿液凝膠體會(huì)利用滲漏進(jìn)來的水使自己體積膨脹進(jìn)而恢復(fù)止水功能，該漿液這一特性是由其特殊的分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)特性所賦予的。漿液的主要性能指標(biāo)見表2。

表1 環(huán)氧漿材主要性能指標(biāo)

表2 水溶性聚氨酯漿液主要性能指標(biāo)

2.2 廠房灌漿處理

2.2.1 機(jī)組底板基礎(chǔ)水泥填充灌漿

2.2.1.1 布 孔

對(duì)每臺(tái)機(jī)組底板布設(shè)4 排鉆孔，孔距2m 左右,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，具體孔位布置見水泥灌漿平面布置圖1。

圖1 1#～3#機(jī)底板水泥灌漿鉆孔平面示意圖

2.2.1.2 鉆 孔

采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)，鉆進(jìn)孔深以鉆穿混凝土并鉆進(jìn)基巖20 cm 為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.1.3 鉆孔沖洗、裂隙沖洗和壓水試驗(yàn)

（1）灌漿孔在灌漿前進(jìn)行鉆孔沖洗，孔內(nèi)沉積厚度不超過20 cm；

（2）按單點(diǎn)法對(duì)先行試驗(yàn)孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢查鉆孔的透水率。

2.2.1.4 灌 漿

采用全孔一次循環(huán)灌漿法，灌漿壓力以0.5 MPa為限，水灰比為3∶1，1∶1，0.8∶1 和0.6∶1 四級(jí)，進(jìn)漿量不大于1 L/min，繼續(xù)灌漿30 min，或者臨孔出漿即結(jié)束該孔灌漿。

2.2.1.5 灌漿質(zhì)量檢查

灌漿質(zhì)量檢查以壓水試驗(yàn)為主，按5%比例抽取，透水率不超過10 Lu。

2.2.2 裂縫化學(xué)灌漿

裂縫處理原則必須滿足補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)要求，對(duì)廠房裂縫采取表面騎縫灌漿和內(nèi)部鉆孔灌漿相結(jié)合處理方法來消除裂縫對(duì)廠房的危害。其具體工藝流程如下：

布設(shè)灌漿盒和灌漿孔→鑿縫鉆孔→沖洗與檢查→埋灌漿管灌漿盒→封縫待凝→配漿灌漿。

2.2.2.1 布設(shè)灌漿盒及灌漿孔

對(duì)廠房裂縫采用表面騎縫灌漿和內(nèi)部鉆孔灌漿相結(jié)合處理方法進(jìn)行灌漿處理。具體布設(shè)如下：

根據(jù)裂縫表面張開度，在三條裂縫上下游表面較寬處布設(shè)灌漿盒，原則上每1.6m 左右布設(shè)一個(gè)灌漿盒。

在裂縫兩側(cè)均布設(shè)淺、深兩排灌漿孔。淺孔孔間距1.6 m 且沿裂縫交錯(cuò)布設(shè)，深孔孔間距也為1.6 m且沿裂縫交錯(cuò)布設(shè)，淺孔和深孔之間間距為0.8 m。

灌漿盒與灌漿孔的布置見圖2。

2.2.2.2 鑿縫鉆孔

沿裂縫鑿一條寬、深約（2～3）cm 的“V”型槽（預(yù)留灌漿盒的部位不作處理），再用鋼絲刷將混凝土表面的灰塵、浮渣及松散層仔細(xì)清除，并清洗干凈。

用鉆頭鉆徑為Φ42 的電鉆鉆孔，淺孔鉆進(jìn)角度為45°，淺孔孔口離裂縫距離為0.4 m，孔深均為0.6 m；深孔鉆進(jìn)角度為60°，深孔孔口離裂縫距離為0.5 m，孔深均為1.1 m。鉆孔示意圖詳見圖2。

2.2.2.3 沖洗與檢查

鉆孔結(jié)束后，用高壓風(fēng)水將鉆孔及“U”形槽沖洗干凈，吹凈孔內(nèi)（槽內(nèi)）粉末，確保進(jìn)漿孔、回漿孔穿過裂縫縫面。在確定裂縫縫面通暢之后，用高壓風(fēng)將縫內(nèi)積水沖干。圖3 為裂縫鉆孔示意圖。2.2.2.4 埋灌漿管和灌漿盒

圖2 灌漿盒與灌漿孔布設(shè)示意圖

圖3 裂縫鉆孔示意圖

鉆孔結(jié)束后，用風(fēng)水輪換將鉆孔及鉆孔周圍吹洗干凈，涂上環(huán)氧基液，然后將進(jìn)漿管和排氣管一并用環(huán)氧砂漿封牢。將預(yù)留埋設(shè)灌漿盒處裂縫的混凝土表面清洗干凈, 再用環(huán)氧砂漿將灌漿盒貼牢。

2.2.2.5 封縫待凝

用風(fēng)水輪換將裂縫吹洗干凈，然后用環(huán)氧砂漿將裂縫封堵, 確保灌漿時(shí)漿液不外漏。

2.2.2.6 配漿灌漿

待進(jìn)行環(huán)氧砂漿固化超過24 h 后，在施工現(xiàn)場(chǎng)配置漿液，用灌漿泵按自下而上原則逐孔逐盒進(jìn)行灌漿，灌漿壓力一般不超過0.3 MPa。

2.3 尾水下游墻灌漿處理

尾水下游墻（安裝場(chǎng)層和水輪機(jī)層）存在滲漏現(xiàn)象，決定采用聚氨酯灌漿材料進(jìn)行灌漿堵漏處理。

灌漿工藝流程為： 鑿縫→鉆孔→埋灌漿管→封縫→灌漿。

①鑿縫：沿裂縫走向鑿一條寬、深均約2 cm 的“V”型槽 ，再用鋼絲刷將混凝土表面的灰塵、浮渣及松散層仔細(xì)清除，并清洗干凈。

②鉆孔：用Φ10 鉆頭的電錘在滲水處垂直鉆進(jìn)15 cm，再用清水及壓縮空氣將孔內(nèi)及周邊混凝土沖洗干凈。

③埋灌漿管： 將長(zhǎng)約10 cm 的Φ8 膠管埋進(jìn)孔內(nèi)約5 cm 深，將孔內(nèi)滲水引出后用快速封堵材料將膠管同周邊混凝土封牢。

④封縫： 將清洗干凈的“V”型槽快速封堵材料封牢即可。

⑤灌漿：待快速封堵材料固化到一定強(qiáng)度后，用灌漿泵逐孔進(jìn)行灌漿，灌漿壓力控制在0.3 MPa 以下。

2.4 施工過程中的特殊情況處理

（1）在灌漿過程中，灌注某一裂縫中的某個(gè)孔時(shí)，灌入量超過吸漿量估算值（按設(shè)計(jì)面積×裂縫估算寬度）的1.5 倍時(shí)，并且相鄰孔不排出水或漿時(shí)，則進(jìn)行閉漿待凝，待凝時(shí)間根據(jù)配漿時(shí)間、配方確定地二次灌注時(shí)間，第二次灌注在漿材凝固前進(jìn)行。

（2）灌漿過程中如果吸漿量大，且長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不能減少，超出受灌范圍，則采取降低灌漿壓力，縮短漿液凝固時(shí)間、增大漿液粘度、使用間歇灌漿或定量灌漿等方法處理。

（3）灌漿過程中，如漿液溫升過高（化學(xué)漿材超過35℃），出現(xiàn)暴聚征兆，立即調(diào)換新漿，待沖洗設(shè)備和管路后，再繼續(xù)灌漿的施工措施。

（4）漿液現(xiàn)配現(xiàn)用，并保證漿液的質(zhì)量。

（5）認(rèn)真做好灌漿施工過程中的觀測(cè)和記錄工作，及時(shí)分析和研究灌漿工藝，確保灌漿效果。

（6）每孔（盒）灌漿情況及時(shí)向監(jiān)理匯報(bào)。

3 完成工程量及質(zhì)量驗(yàn)收情況

大興水電站廠房和尾水下游墻灌漿處理經(jīng)設(shè)計(jì)、業(yè)主和監(jiān)理聯(lián)合驗(yàn)收，完成的工程量及驗(yàn)收情況詳見表3～表5。

4 結(jié) 論

（1）大興水電站廠房和尾水下游墻灌漿處理工程自2013年8月3日進(jìn)場(chǎng)至2013年9月12日灌漿完畢，先后對(duì)廠房1#～3#機(jī)底板進(jìn)行了水泥填充灌漿和1#～3#機(jī)裂縫進(jìn)行了環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿處理以及尾水下游墻裂縫進(jìn)行了聚氨酯灌漿材料進(jìn)行灌漿堵漏處理。

表3 廠房1#～3#機(jī)底板水泥灌漿處理情況

表4 廠房1#～3#機(jī)裂縫化學(xué)灌漿處理情況

表5 尾水下游墻裂縫化學(xué)灌漿處理情況

（2）通過對(duì)對(duì)灌漿情況統(tǒng)計(jì)得出：廠房1#～3#機(jī)底板水泥填充灌漿共計(jì)鉆孔48 個(gè)，灌注水泥29.4 噸；廠房1#～3#機(jī)處理裂縫12 條，灌注環(huán)氧漿液1451.3 L；尾水下游墻處理裂縫4 條，灌注聚氨酯漿液183.2 L。

（3）該次灌漿施工，經(jīng)設(shè)計(jì)、業(yè)主和監(jiān)理聯(lián)合驗(yàn)收認(rèn)為：從施工過程、吸漿量大小以及壓水試驗(yàn)等綜合指標(biāo)評(píng)定合格，廠房灌漿處理前漏水較多，集水井每天均需抽水排水，灌漿處理后廠房集水井半月無需抽水，說明灌漿基本效果顯著，為廠房的安全運(yùn)行提供一定的保證； 尾水下游墻裂縫處理后表面干凈干燥，說明堵漏效果顯著。

（4）該工程水泥灌漿和化學(xué)灌漿復(fù)合修補(bǔ)處理技術(shù)的綜合運(yùn)用是一次很好嘗試，值得同行參考、借鑒及推廣。