引水隧洞衬砌混凝土裂缝处理策略.pdf

引水隧洞衬砌混凝土裂缝处理策略 侯荣丽 才国宝 ( 辽宁省水利工程造价管理中心 沈阳 1 1 0 0 0 3 ) ( 辽宁省水文水资源勘测局朝 阳分局 朝 阳 1 2 2 0 0 0 ) 王吉祥 ( 沈阳市政集团有限责任公 司 1 1 0 0 0 3 ) 【 摘 要】 隧洞衬砌混凝土裂缝在引水隧洞项目中不可完全避免， 但因为裂缝存在的不利 因素较多， 而且有安全 隐患， 因此要及时采取措施进行处理。本文对西溪河联补水电站引水隧洞土建标采取的衬砌混凝土裂缝处理策 略进行 了引用和阐述， 该标段、 、 、 V类围岩都存在， 地质条件极其复杂， 隧洞衬砌混凝土裂缝相对典型， 施工 方采用的技术处理策略非常先进， 且有针对性， 对类似问题的处理有很强的借鉴性。 【 关键词】 引水隧洞 混凝土裂缝处理策略 材料技术措施 1 工 程简 介 西溪河联补水 电站引水隧洞 全长约 1 3 6 5 2 4 m( 水 平投影长度 ) ， 其 中采用 喷锚支 护 5 7 6 2 m、 钢筋 混凝 土 衬砌支护长 约 8 4 9 1 r n 。引 水 隧洞 按 平 底 圆形 断 面 开 挖 ， 底宽 4 O m， 开挖直径 为 5 O m。引水 隧洞位 于西溪 河右岸 山体中 ， 沿线 出露地层岩性较复杂 ， 主要 有玄武 岩 、 灰岩 、 白云 质灰 岩 、 泥灰 岩 、 砂 岩 、 泥 质 粉砂 岩 、 泥 岩 、 页岩等 ， 按构造分 为 、 、 、 V类 。隧洞 沿线 地 面高程 1 8 0 0 2 0 0 0 m， 埋深 2 1 0 9 0 0 m。根据设计要求 和经批准的不良地质施工方案 ， 其中类围岩采用局 部随机锚杆 、 局部湿 喷 8 c m厚 素混凝土支护 ； I lI 类 围岩 采用系统锚杆 、 喷 l O e m厚素 混凝土 支护 ， 局 部较差 洞 段喷 1 5 e m厚纤维混 凝土或挂 网支护 ； I V、 V类 围岩 采 用开挖前打超前锚杆 、 开挖后再进行随机锚杆支 护 、 挂 网喷混凝土支护 、 安装钢拱架和衬砌混凝土支护。 2 隧洞衬砌混凝土裂缝形成及危害分析 引水遂 洞穿越 岩层地 质结构 复杂 ， 支 护方 式不 固 定 ， 隧洞高埋深 、 压力大 ， 衬砌混凝土分布分散 ， 前期施 工完成的衬 砌混 凝 土 出现 了不 同程 度 的裂缝 。经 分 析 ， 衬 砌混凝 土裂缝有如下几种危害 ： a 裂缝形成新的渗水通道 ， 影 响发 电量 。 b 裂缝形成新 的渗水通 道 ， 严重 时发生管涌将 引 发山体灾害。 c 引水 隧洞永久运行得不到保障。 为了确保后期隧洞运行安全 ， 必须妥善及时地对 裂缝进行 处理。 3裂缝处理技术措施 I 类裂缝 为 表 面缝 宽 6 0 2 m m， 且 不 渗水 的 裂 缝 ， 类 裂缝 为表面缝宽 60 2 m m， 且表 面不渗水 以 及 表面渗水裂缝 。 3 1 I 类裂缝处理 3 1 1 施工处 理程序 I类裂缝施工处理程序为： 裂缝清理一 涂刷 底 液一H K一 9 6 1 涂层 。 3 1 2施工工 艺 3 1 2 1 裂缝清理 裂缝清理用电动磨光机清理裂缝周边范围内的松 动混凝土或泥浆等污渍， 对于混凝土表面存在的蜂窝 麻 面和多孔 表面必 须打磨平 整并露 出牢 固的结构层 ， 清理宽度 为裂缝周边不小于 2 0 c m范围的区域 ， 清理 后 2 7 水利建设与管理 2 0 1 2 年 第 4 期 用毛刷清理干净 。若 裂缝周 围混凝 土潮湿 ， 还需采 用 喷灯烘干基础面。 3 1 2 2涂刷底液 a 刮涂前 的表面处理 ： 对 于混凝土表面存 在的较 深坑凹的缺陷， 需进行找平处理， 找平材料为环氧胶 泥 ， 找平后基面应与周边混凝土高度持平 。 b 材料配合 比： 涂 刷底 液材 料为 H KG低黏 度 环氧涂料 ， H KG为双组 分涂料 ， A、 B两个组 分 的配 合 比一般情况下 为 5 ： 1 ( 重量 比) ， 具体 配 比根据施 工 期 间的气温情况进行调节 ， 进行小样试验 。 c 涂刷 底液 ： 在清 理好 的裂缝周 边 2 0 c m范 围 内 混凝土表面涂刷一道薄而均匀 的 H K G环 氧涂料 ， 涂 刷底液不可过厚 ( 表面残 留基液 ) 或 漏刷 ， 涂刷过厚 部 分应用 干净 毛 刷 吸 附部 分 底 液 ， 漏刷 部 分 则 应 进 行 补刷 。 3 1 2 3 HK一9 6 1涂层 涂刷 H K一 9 6 1 增厚环氧涂料前应 待 H K G环氧 基液干燥后进行 ， 具体操 作方法如下 ： a 材料配合 比： 表面涂刷材料为 H K一 9 6 1增厚环 氧涂料 ， H K一 9 6 1为双组分涂料 ， A、 B两个组分的配合 比一般情况下 为 4 ： 1 ( 重量 比) ， 因气候 等条 件对 材料 流动性影响较大 ， 施 工过程 中可在 9 6 1涂料 中添加 适 量稀释剂 。 b 涂 刷 H K一9 6 1涂 料 ： 在 干燥 的底 液表 面涂 刷 H K一 9 6 1 增厚环氧涂料 ， 涂刷分二道进行， 在第一道涂 层结束后 2 h内进行下一道环氧涂层 的施工 。 带水条件下 的注意事项 ： 对于输 水隧洞 底部 带水 部位 的施工 ， 施工前在裂 缝 ( 施工缝 ) 两侧增设 临时 围 堰 ， 再进行上述处 理过程 ， 待最后一 道环 氧干燥 后 ， 方 可拆 除临时 围堰 。 3 2 l I 类裂缝处 理 3 2 1 施 工处理程序 采用先对裂缝进 行化 学灌浆处 理 ， 再采 用表 面封 闭处理 的方案 ， 施工处理程序如下 ： a 化学灌 浆 ： 清缝一凿槽一埋管封槽一 化灌 。 b 表面封闭 ： 2 8 清缝一刷底液一H K一 9 6 1 涂层 。 3 2 2施工工艺 3 2 2 1 清洗缝面 对缝表 面进 行打磨 ， 打 磨宽 度 1 5 2 0 c m， 去 除缝 面的钙 质 、 析 出物及其他杂物 。 3 2 2 2 凿槽 沿裂缝 缝 面人 口开凿 35 c m 宽 ， 深 35 c m 的 “ V ” 形槽 ， 对于宽度 、 深度 不足 3 c m的部 分 V形槽 ， 对 该部位进行重新修补 ， 直到满足方案要求 ； 凿槽结束后 用清水 冲洗 V形槽基础面。 3 2 2 3 埋管封槽 冲洗 干净基础面后 ， 用力顿快干水泥封槽 ， 同时间 隔 3 0 5 0 c m埋设灌浆管 。 3 2 2 4 化学灌浆 a 灌浆材料选配 ： 灌浆 材料选 用 L W H W 水溶性 聚氨酯溶液 ， 两种材 料 的配合 比为 L W： H W = 7 ： 3 ( 重 量 比) ， 对 于漏 水 量 较 大部 位 的 化 学灌 浆 ， 适 当提 高 L W 的比重 。 b 灌浆 ： 待 封缝 材 料有 一 定 强 度后 进 行 化 学 灌 浆， 灌注 L W H W水溶性聚氨酯化学灌浆材料。灌浆 压力为0 4 0 6 M P a ， 从最低端向高端进行， 待邻孔出 浆后 ， 关 闭并结 扎 出浆 管 ， 继续 压浆 ； 也 可在邻 孔 出浆 后 ， 关闭原灌浆 管 ， 移至 其他邻 孔继续灌 浆 ， 一 直 到整 条裂缝都灌满浆液并稳压 5 1 0 m i n为结束标准。 3 2 2 5 表面修复处理 待浆液固化后 ， 凿 除灌浆管 ， 并用钢丝刷清理缝 面 两侧 ， 清理 完后再 在缝面涂 刷 2道 H K一 9 6系列增 厚 环氧涂料 ， 涂刷 宽度为 1 5 2 0 c m( 具 体工 艺 同 I 类 裂 缝表面处理工艺) 。 4 主要材料性能介绍 4 1 H KG环氧涂料 H K G系 列环 氧 涂 料具 有 亲 水 性好 、 起 始 黏 度 小 、 可灌性好 、 强度高 、 凝 固时 间可调 、 双组 份 、 操作 方 便等优 点 ， 可 以对 细微 的混凝 土和岩基裂 缝进行 灌浆 处理， 达到防渗补强加固之目的。H K G系列环氧材 料可用于水工建筑的基础和坝体裂缝的补强加固， 以 及高速公路 、 桥 梁 、 桥墩 、 地铁 、 隧道 、 渡槽 、 渠道及 民用