(成都金華能電力實業(yè)有限責任公司，四川 成都 610000)

1 工程概況

鞍子河水電站總裝機容量12MW，無壓引水隧洞總長7200m，城門洞形，混凝土襯砌厚度30cm，襯砌后凈空為2.60m×3m，強度等級為C20，于2002年投入運行。

在2007年枯水期隧洞年度檢查時發(fā)現：隧洞邊墻、頂拱混凝土多處出現腐爛變質，手捏成泥狀，強度為零。混凝土變質部位大多出現在隧洞底板以上30cm的邊墻和頂拱處，腐蝕變質由表及里深度多在1.50～15cm之間，個別深度超過30cm；邊墻上裂縫多平行于墻面。

2 混凝土腐蝕變質原因分析

經咨詢工程建設人員，在建設期隧洞混凝土澆筑完3個月后，就陸續(xù)發(fā)生混凝腐蝕變質、表面強度下降為零的情況。當時直接將腐蝕混凝土置換，于2002年投入運行。在2007年隧洞檢查時才發(fā)現混凝土腐蝕情況嚴重。

為了查明腐蝕原因，找準根治辦法，公司委托專業(yè)單位對隧洞襯砌混凝土開展鉆孔取芯強度分析、礫石和砂漿硫化物分析、巖石化學成分分析，并在鉆孔處取滲透水水樣做水質簡分析測試?，F場取樣及室內試驗的工作量見下表。

鞍子河電站現場取樣及室內試驗工作量表

2.1 混凝土芯樣抗壓強度試驗

鉆孔取芯采用φ76鉆頭，實際芯樣平均直徑為67mm，檢測的30組混凝土芯樣抗壓強度部分較高，拱頂部位10組芯樣有9組的抗壓強度在20MPa以上，5+900斷面的這一組在拱頂部位的抗壓強度為14.8MPa，未達到設計值；左、右邊墻20組芯樣的抗壓強度均大于設計值15MPa，達到設計要求。

混凝土芯樣的抗壓強度部分較高，可能是因為混凝土芯樣的骨料礫卵石較大，且試件在加工取樣時，往往取試塊的完整部分進行試驗，從而導致芯樣的抗壓強度偏高。

2.2 水質簡分析測試

2.3 圍巖芯樣及混凝土芯樣化學成分分析

在10個斷面取圍巖芯樣、混凝土芯樣各1組，對10組圍巖芯樣、混凝土芯樣進行化學成分測試以及混凝土礫石、砂漿SO3測試、砂漿化學成分測試。

在10個斷面的混凝土芯樣中任取其中一塊，分別對礫石、砂漿進行SO3測試。礫石的SO3有兩組大于0.5%(混凝土質量要求礫石的SO3應小于0.5%)。而砂漿的SO3全部大于0.5%，但砂漿中含有一定量的水泥成分，水泥的SO3含量本身就較大，不能說明問題。礫石、砂漿的SO3有些超標，會對混凝土強度產生一定的影響。

（4）立交范圍外的主線，起點前路段屬至逆時針方向距離終點道路方向較近的匝道，終點后路段屬逆時針方向距離終點道路方向較遠的匝道。

3 混凝土腐蝕原因

4 處理措施

4.1 側墻、頂拱腐蝕嚴重部位置換處理

對側墻、頂拱受腐蝕嚴重的部位，以及邊墻脹裂洞段(縫寬20mm以上，錯臺15mm以上)，采用人工拆除、機械破碎拆除或液壓分裂機拆除后，用高抗硫水泥(P.HSR32.5)重新澆鋼筋混凝土，并進行回填和固結灌漿。拱圈部分在非過水斷面可采用加厚頂拱支護辦法處理。

4.2 側墻、頂拱表面腐蝕環(huán)氧砂漿處理

對側墻、頂拱表面腐蝕深度在8cm以下的部位，用電錘將混凝土表面腐蝕層全部鑿除后，采用親水性環(huán)氧水泥砂漿逐層抹至設計斷面。

4.2.1 親水性環(huán)氧水泥砂漿主要材料

主劑：環(huán)氧樹脂；稀釋劑：丙酮；親水劑：糠醛；固化劑：乙二胺；P.O 42.5普通硅酸鹽水泥；細篩分后的干細砂(或不用砂，配制成環(huán)氧水泥漿也行)。

環(huán)氧樹脂∶丙酮∶糠醛=1∶0.3∶0.3 (重量比)。

上述三種材料混合后，固化劑的摻量視氣溫高低而不同(氣溫高時固化劑的摻量相對氣溫低時要少些)，可根據經驗或試驗確定固化劑的摻量。

在鞍子河電站隧洞的整治項目中，乙二胺的摻量是上述三種材料混合后的15%左右(體積比)。

4.2.3 涂抹環(huán)氧水泥砂漿施工程序

涂抹前用電錘將混凝土表面腐蝕層全部鑿除到新鮮堅硬的混凝土面層→將混凝土表面清洗干凈→敲去松動的混凝土→用鋼絲刷混凝土表面→用高壓風吹去混凝土表面的浮渣→用丙酮清洗混凝土→刷環(huán)氧基液→涂抹親水性環(huán)氧水泥砂漿→刷環(huán)氧基液。

4.3 細小裂縫的處理

細小裂縫指裂縫寬度在1～5mm、無脹裂錯臺的裂縫。由于裂縫寬度較小，部分縫隙間又有水流滲出，故采用化學灌漿方法進行封堵。

化學灌漿施工方法如下：用電錘沿縫走向開鑿深5cm、槽口寬5cm的V形槽；沿縫鉆騎縫孔，孔距40cm，孔徑25mm，孔深約20cm；V形槽鑿好后，用潔凈水將槽面沖洗干凈，順序嵌入親水性環(huán)氧砂漿和預縮水泥砂漿，壓實抹平。洗凈粉塵后埋設灌漿嘴，嵌縫和埋嘴工作完成后，養(yǎng)護10～14天方可進行灌漿。

在孔內布置注漿管及排氣管，注漿管長約15cm，管徑18mm；排氣管長約10cm，管徑8mm；注入丙酮漿液，記錄注漿壓力和注漿量。

經注入試驗后，間隔一定時間再灌漿，正式灌漿時，灌漿壓力一次升至最高灌漿壓力0.5MPa，從裂縫一端起灌或從吸漿量最大的灌漿嘴起灌。每條裂縫灌漿必須連續(xù)進行，不得有間歇，以利于漿液在裂縫內的連續(xù)均勻擴散，保證灌漿質量。

達到結束壓力后，穩(wěn)壓10～15min，以不進漿為結束標準。對已灌裂縫，若發(fā)現某處仍有滲水，則須在滲水附近再布孔復灌，直至將滲水完全堵住。

4.4 錯縫、較寬裂縫的處理

錯縫、較寬裂縫指裂縫寬度在5～20mm、錯臺小于15mm的裂縫。用電錘沿縫走向開鑿深8cm、槽口寬8cm的V形槽；再用親水性環(huán)氧水泥砂漿逐層嵌縫至設計面；按1.5m×1.5m梅花形布置固結灌漿孔；用高抗硫水泥進行固結灌漿處理，灌漿壓力0.3MPa，并利用灌漿孔設置系統(tǒng)錨桿(一半采用普通錨桿，直徑22mm，長度2.50m；一半采用直進式中空注漿錨桿，直徑25mm，長度2.5m)。

5 處理效果

對隧洞混凝土腐蝕變質較明顯邊墻頂拱洞段，以及開裂變形較大邊墻頂拱段采用置換、固結灌漿、化學灌漿處理后，10年運行安全，未再出現混凝土腐蝕變質等情況。實踐證明，采用高抗硫水泥能夠有效治理由環(huán)境水等導致的混凝土腐蝕。

6 結 語

因電站處于運營階段，為盡量減少電量損失，僅對隧洞混凝土腐蝕變質較明顯邊墻頂拱洞段，以及開裂變形較大邊墻頂拱段進行處理。處理后每年枯水期對整個隧洞進行年度檢查，發(fā)現經過處理的洞段未出現混凝土腐蝕變質等情況，效果良好，可供同類工程參考。