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浅析输水隧洞灌浆与混凝土缺陷处理方法
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内容提示：混凝土缺陷是水工建筑物经常发生的事，灌浆技术是水利工程中基础处理的重要方法和手段，在大坝坝基防渗、岸坡处理及输水洞围岩处理中得到了广泛应用，特别是隧洞岩石比较破碎，岩石存在较大裂隙、漏水通道，造成灌浆吸浆量较大或有承压水，灌浆不能屏浆，使灌浆效果达不到设计要求。实际中应根据具体情况采取不同的措施，以达到预期效果，满足建筑物的安全稳定与防渗要求。
论文关键词：渗漏；裂缝；灌浆；缺陷；屏浆
论文摘要：混凝土缺陷是水工建筑物经常发生的事，灌浆技术是水利工程中基础处理的重要方法和手段，在大坝坝基防渗、岸坡处理及输水洞围岩处理中得到了广泛应用，特别是隧洞岩石比较破碎，岩石存在较大裂隙、漏水通道，造成灌浆吸浆量较大或有承压水，灌浆不能屏浆，使灌浆效果达不到设计要求。实际中应根据具体情况采取不同的措施，以达到预期效果，满足建筑物的安全稳定与防渗要求。
1 工程概况
闹德海水库是一座防洪滞沙、农田灌溉、城市供水等综合利用的大（Ⅱ）型水库，是辽河一级支流柳河上唯一已建的大型控制性工程。始建于1942年,历经了三次加固与改建，依据水利部大坝安全管理中心坝函[2005]989号文，对闹德海水库进行第四次加固。本次加固内容为上游增设检修门槽、坝下消能工、左右岸帷幕灌浆及输水洞回填与固结灌浆等项目。由于辽西地区连续干旱少雨，1994年10月，开始向阜新市提供工业和生活供水。为保证阜新市供水，经过对水库多年泥沙资料的研究与探讨，水库从2001年起全年蓄水，水库在较高水位运行时间大大加长。输水洞位于大坝右岸上游80米处，内径为3米砼衬砌隧洞，砼衬砌厚度0.3m ,长407米，洞内水放空后，在桩号0 55~0 80处洞底板有涌水，呈上升泉状，水中夹砂，其它部位有不同程度的渗漏点等。
2 坝址区地质条件
闹德海水库坝址区地貌属波状起伏的剥蚀低丘，地表风积物较厚，植被不发育，以黄土状粉砂、粉土为主，一般厚约10～20m，地面高程约194～200m。左岸基岩面高程为182.21～188.33m，右岸基岩面高程为188.14～192.94m。基岩面最低高出库水位5m左右，在库水位附近的岩体一般为强～弱风化，透水性较强，节理较发育。左岸分布的F6、F7断层于岸坡上有渗流点出露，节理较发育；走向NE35°～50°的一组节理，微张，无充填或钙质、铁质充填。坝端基岩岩性主要为灰色～红褐色凝灰质安山岩，岩芯取获率低，破碎，多呈碎块状，仅局部呈短柱状，岩石脆，吸水性较强，易软化，节理较发育。坝端基岩以弱透水为主，局部为中等透水，左岸最大透水率10.5Lu，右岸最大透水率11.3Lu。坝址区地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系孔隙潜水；基岩裂隙水含水层广泛分布于两岸安山岩或集块岩中。而孔隙潜水含水层主要分布于河谷砂卵砾石中及两岸第四系松散堆积层中。
3 渗漏的现状
输水洞洞壁有裂缝渗水，表现为局部潮湿或间断性滴水；砼衬砌伸缩缝处渗漏滴水及在桩号0 55~0 80处洞底板有涌水，呈上升泉状，量较大，且水中夹有细砂。
4 处理方法
4.1 大吸浆量情况的处理方法
在一般的裂隙岩层中灌浆，多数情况可在1-3h之内结束灌浆，当出现吸浆量大，灌浆难以结束时，应查明原因，采取相应措施，一般按以下原则进行处理：
降压。用低压甚至用自流式灌浆，待浆液逐渐充满裂隙，水泥达到初凝时间后再逐渐提高压力，按浆液变换原则进行常规灌浆。
间歇灌浆。在灌注一定数量水泥或灌注一定时间后，停止灌浆一段时间。每次间歇之前，水泥灌浆量或灌浆时间根据地质情况、灌浆目的确定。间歇时间通常为2-8h。
浓浆灌注。当某级浆液的注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而压力和注入率均无改变或改变不明显时，应改浓一级水灰比，当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级加浓。
加速凝剂。在浓度最大的浆液（一般为0.5：1）中掺入水泥用量的3%~5%水玻璃、氯化钙速凝剂。
灌注水泥砂浆。根据灌注情况，也可选用水泥浆液中掺质地坚硬的天然砂或人工砂，掺砂量不宜大于水泥重量的200%，砂的粒径不大于2.5mm，细度模数不大于2.0，SO3含量小于1%，含泥量不大于3%，有机物含量不大于3%。
以上各种浆液中加入掺合料和外加剂的种类及数量都要通过现场试验进行确定，达到设计压力下结束灌浆。 4.2 冒水情况的处理方法
此种情况多发生在岩溶地区和混凝土中有特大缺陷的地方。应针对出水点，根据出水量的大小，首先在涌水处四周砼上进行凿毛处理，用快凝水泥封堵漏水处并同时埋设一段适当直径的注浆管和导水管，将水集中引到导水管中导出，再将周围可能冒水冒浆的岩缝和孔洞封堵好，然后从注浆管中进行反压灌浆，反压灌浆的压力为P=P1 P2，其中，P1为孔口管关闭后的水稳定压力，P2为正常情况下的灌浆压力。或待封堵砼达到一定强度后，沿注浆管进行化学灌浆，待导水管流出浓浆后将其堵塞，再在四周钻孔进行补强化灌。
4.3 裂缝渗水的处理方法
对于缝宽△＜2mm 的裂缝，在裂缝表面采用PCS-3柔性抗冲磨涂料进行表面封堵处理。
对于缝宽2mm＜△＜4mm的裂缝，采用凿槽，嵌填GBW遇水膨胀橡胶条，用柔性聚合物水泥砂浆回填。
对于缝宽△＞4mm的裂缝，采用开槽嵌填柔性止水密封材料，用聚合物水泥砂浆表面覆盖，内部进行化学灌浆处理。化学灌浆作为混凝土内部的第一道防水，可沿裂缝开凿深约4cm的U形槽，槽内嵌填柔性防水密封材料，灌浆孔一般采用斜孔布置。嵌填材料采用GB柔性止水密封条作为第二道防水，为保护嵌缝材料，在距槽口表面约3cm的槽内用聚合物水泥砂浆覆盖。最后在表面涂刷1cm厚的PCS柔性防水涂料作为第三道防水。
4.4 伸缩缝渗水的处理方法
伸缩缝渗水处理方法是沿缝凿宽30cm，深15cm的矩形槽，将凿开并清洗干净的砼表面涂刷聚合物粘接剂，用聚合物水泥砂浆抹平槽底面，如果渗水，先用堵漏粉进行堵漏，如果有局部射水点，需要打排水孔，并安装临时排水管。安装三元乙丙板复合GB的止水带，并用不锈钢压板条及膨胀螺栓固定止水带，涂砂浆界面剂，回填配好的聚合物水泥砂浆，将聚合物水泥砂浆沿中部切缝，以适应结构缝的自由变形，表面抹平，表面涂刷加强型PCS柔性防水涂料。
结语
上述灌浆与缺陷处理方法各有优缺点。大吸浆量情况的处理方法具有操作简单、施工快捷等优点，但有时可能因浆液扩散过远造成浆液浪费。但体现了保证处理效果又可节约材料、减少投资的目的，满足工程运用和设计要求。总之，灌浆与缺陷处理应参考同类工程的实践和灌浆试验成果进行。结合工程的具体情况，采取一种或多种措施进行处理，才能达到预期的效果。
参考文献
[1]孙钊编著.大坝基岩灌浆[M].北京：中国水利水电出版社,2004.
[2]SL62-94,水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].
[3]辽宁省水利水电勘测设计研究院《闹德海水库除险加固工程技术要求》. 来源: 《建筑中文网》.
论文摘要：混凝土缺陷是水工建筑物经常发生的事，灌浆技术是水利工程中基础处理的重要方法和手段，在大坝坝基防渗、岸坡处理及输水洞围岩处理中得到了广泛应用，特别是隧洞岩石比较破碎，岩石存在较大裂隙、漏水通道，造成灌浆吸浆量较大或有承压水，灌浆不能屏浆，使灌浆效果达不到设计要求。实际中应根据具体情况采取不同的措施，以达到预期效果，满足建筑物的安全稳定与防渗要求。
1 工程概况
闹德海水库是一座防洪滞沙、农田灌溉、城市供水等综合利用的大（Ⅱ）型水库，是辽河一级支流柳河上唯一已建的大型控制性工程。始建于1942年,历经了三次加固与改建，依据水利部大坝安全管理中心坝函[2005]989号文，对闹德海水库进行第四次加固。本次加固内容为上游增设检修门槽、坝下消能工、左右岸帷幕灌浆及输水洞回填与固结灌浆等项目。由于辽西地区连续干旱少雨，1994年10月，开始向阜新市提供工业和生活供水。为保证阜新市供水，经过对水库多年泥沙资料的研究与探讨，水库从2001年起全年蓄水，水库在较高水位运行时间大大加长。输水洞位于大坝右岸上游80米处，内径为3米砼衬砌隧洞，砼衬砌厚度0.3m ,长407米，洞内水放空后，在桩号0 55~0 80处洞底板有涌水，呈上升泉状，水中夹砂，其它部位有不同程度的渗漏点等。
2 坝址区地质条件
闹德海水库坝址区地貌属波状起伏的剥蚀低丘，地表风积物较厚，植被不发育，以黄土状粉砂、粉土为主，一般厚约10～20m，地面高程约194～200m。左岸基岩面高程为182.21～188.33m，右岸基岩面高程为188.14～192.94m。基岩面最低高出库水位5m左右，在库水位附近的岩体一般为强～弱风化，透水性较强，节理较发育。左岸分布的F6、F7断层于岸坡上有渗流点出露，节理较发育；走向NE35°～50°的一组节理，微张，无充填或钙质、铁质充填。坝端基岩岩性主要为灰色～红褐色凝灰质安山岩，岩芯取获率低，破碎，多呈碎块状，仅局部呈短柱状，岩石脆，吸水性较强，易软化，节理较发育。坝端基岩以弱透水为主，局部为中等透水，左岸最大透水率10.5Lu，右岸最大透水率11.3Lu。坝址区地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系孔隙潜水；基岩裂隙水含水层广泛分布于两岸安山岩或集块岩中。而孔隙潜水含水层主要分布于河谷砂卵砾石中及两岸第四系松散堆积层中。
3 渗漏的现状
输水洞洞壁有裂缝渗水，表现为局部潮湿或间断性滴水；砼衬砌伸缩缝处渗漏滴水及在桩号0 55~0 80处洞底板有涌水，呈上升泉状，量较大，且水中夹有细砂。
4 处理方法
4.1 大吸浆量情况的处理方法
在一般的裂隙岩层中灌浆，多数情况可在1-3h之内结束灌浆，当出现吸浆量大，灌浆难以结束时，应查明原因，采取相应措施，一般按以下原则进行处理：
降压。用低压甚至用自流式灌浆，待浆液逐渐充满裂隙，水泥达到初凝时间后再逐渐提高压力，按浆液变换原则进行常规灌浆。
间歇灌浆。在灌注一定数量水泥或灌注一定时间后，停止灌浆一段时间。每次间歇之前，水泥灌浆量或灌浆时间根据地质情况、灌浆目的确定。间歇时间通常为2-8h。
浓浆灌注。当某级浆液的注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而压力和注入率均无改变或改变不明显时，应改浓一级水灰比，当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级加浓。
加速凝剂。在浓度最大的浆液（一般为0.5：1）中掺入水泥用量的3%~5%水玻璃、氯化钙速凝剂。
灌注水泥砂浆。根据灌注情况，也可选用水泥浆液中掺质地坚硬的天然砂或人工砂，掺砂量不宜大于水泥重量的200%，砂的粒径不大于2.5mm，细度模数不大于2.0，SO3含量小于1%，含泥量不大于3%，有机物含量不大于3%。
以上各种浆液中加入掺合料和外加剂的种类及数量都要通过现场试验进行确定，达到设计压力下结束灌浆。 4.2 冒水情况的处理方法
此种情况多发生在岩溶地区和混凝土中有特大缺陷的地方。应针对出水点，根据出水量的大小，首先在涌水处四周砼上进行凿毛处理，用快凝水泥封堵漏水处并同时埋设一段适当直径的注浆管和导水管，将水集中引到导水管中导出，再将周围可能冒水冒浆的岩缝和孔洞封堵好，然后从注浆管中进行反压灌浆，反压灌浆的压力为P=P1 P2，其中，P1为孔口管关闭后的水稳定压力，P2为正常情况下的灌浆压力。或待封堵砼达到一定强度后，沿注浆管进行化学灌浆，待导水管流出浓浆后将其堵塞，再在四周钻孔进行补强化灌。
4.3 裂缝渗水的处理方法
对于缝宽△＜2mm 的裂缝，在裂缝表面采用PCS-3柔性抗冲磨涂料进行表面封堵处理。
对于缝宽2mm＜△＜4mm的裂缝，采用凿槽，嵌填GBW遇水膨胀橡胶条，用柔性聚合物水泥砂浆回填。
对于缝宽△＞4mm的裂缝，采用开槽嵌填柔性止水密封材料，用聚合物水泥砂浆表面覆盖，内部进行化学灌浆处理。化学灌浆作为混凝土内部的第一道防水，可沿裂缝开凿深约4cm的U形槽，槽内嵌填柔性防水密封材料，灌浆孔一般采用斜孔布置。嵌填材料采用GB柔性止水密封条作为第二道防水，为保护嵌缝材料，在距槽口表面约3cm的槽内用聚合物水泥砂浆覆盖。最后在表面涂刷1cm厚的PCS柔性防水涂料作为第三道防水。
4.4 伸缩缝渗水的处理方法
伸缩缝渗水处理方法是沿缝凿宽30cm，深15cm的矩形槽，将凿开并清洗干净的砼表面涂刷聚合物粘接剂，用聚合物水泥砂浆抹平槽底面，如果渗水，先用堵漏粉进行堵漏，如果有局部射水点，需要打排水孔，并安装临时排水管。安装三元乙丙板复合GB的止水带，并用不锈钢压板条及膨胀螺栓固定止水带，涂砂浆界面剂，回填配好的聚合物水泥砂浆，将聚合物水泥砂浆沿中部切缝，以适应结构缝的自由变形，表面抹平，表面涂刷加强型PCS柔性防水涂料。
结语
上述灌浆与缺陷处理方法各有优缺点。大吸浆量情况的处理方法具有操作简单、施工快捷等优点，但有时可能因浆液扩散过远造成浆液浪费。但体现了保证处理效果又可节约材料、减少投资的目的，满足工程运用和设计要求。总之，灌浆与缺陷处理应参考同类工程的实践和灌浆试验成果进行。结合工程的具体情况，采取一种或多种措施进行处理，才能达到预期的效果。
参考文献
[1]孙钊编著.大坝基岩灌浆[M].北京：中国水利水电出版社,2004.
[2]SL62-94,水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].
[3]辽宁省水利水电勘测设计研究院《闹德海水库除险加固工程技术要求》. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200903/12748.htm
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