混凝土大坝内部渗漏分析与处理.pdf

第 6期 2 0 1 2年 6月 广东水利水 电 GUANGD0NG W ATER RES 0URCES AND HYDROPOW ER No 6 J u n 2 0 1 2 混凝土大坝内部渗漏分析与处理 李志文 ( 广 东省飞来峡 水利枢纽管理处，广东 清远5 1 1 8 2 5 ) 摘要 ：该文对飞来峡水利枢纽混凝 土大坝水机廊 道的渗漏 问题进行 了分析 ，考虑到 电厂机 组运行 尤其是开机与停机 时 振 动幅度较大 ，防水结构 必须 考虑振 动 的幅度 与频 率 ，经过 调查研 究，选 用 K G M 化灌 材料 、8 2 1 B F膨胀 止水 条、B W ( 自粘性 ) l I 型止水条、Z G密封胶 、 型防水 宝、T s堵漏 宝等 多种止渗材料 ，对墙 壁 裂缝 处理和伸 缩缝防水 处理 分别进 行 分析后 ，采用 了找准渗漏 源头 、注堵结合 、刚柔结合 、动静 结合等施工 办法和合理 的施工工 艺进行 处理 ，取得 了明显 的防渗效果。 关键词 ：混凝土 ；廊道 ；渗漏 ；材料 ；施 工工艺 中图分 类号 ：T V 6 9 8 2 3 1 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 8 0 1 1 2 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 0 5 50 3 1 廊道渗漏概况 飞来峡水利枢纽水机廊道顶部高程为 1 4 7 m，底 部高程为 一6 9 m，廊道楼梯 问及廊道伸缩缝是砼坝的 渗水点 ，渗水量大并带有 白色钙质析 出。渗漏水浸蚀 钢筋 、加快砼碳化速度甚至 由于水浸润引起砼弱碱性 反应 、碱骨料反应 ，使砼 中钙化物流失 ，引起砼膨化 ， 从而缩短水工砼使用 寿命 ，危及水工建筑物安全 ；此 外 ，长期渗水造成水机廊道湿度增大 ，还影 响廊道 电 气设备 的安全运行。 2渗 漏原 因分 析 水机廊道结构和运用环境 条件复杂 ，造 成渗漏 的 原 因主要有水力作用 、伸缩缝充填物老化和机组运行 的微震影响等。 水机廊道处于水 下 ，砼壁长期受尾水 的浸泡 ，使 砼表面剥蚀 ，特别是 当砼 壁有蜂 窝 、砂眼 与裂缝时 ， 形成集 中的快速渗水通道 ，使得渗水量增 大或产生集 中渗流。 砼坝伸缩缝 是以木板 、沥青 条 、塑料泡 沫等作为 填充物。由于长时间的运行 ，在湿度大并带有微震 的 机组廊道伸缩缝 中的这些填充材料 易于老化 、部分腐 烂 ，成为砼坝的渗水薄弱环节。 3止渗 材 料选择 根据管型壳渗水 的原 因分析结果 ，在处理伸缩缝 、 裂缝 、蜂窝孔洞渗漏水时，一定要解决新鲜砼与原砼 壁结合的密度和强度 ，又要解决其伸缩性和微震影响 ， 此次的防渗处理 中选择了耐潮湿 、抗震 的弹性 防渗材 料 ，如采用 Z G瞬间堵漏胶进行紧急堵漏 ；采用 K G M 化灌材料进行灌浆 ；采用防水宝防水砂浆进行抗渗补 强 ；采用 Z G密 封胶 、B W 止水条 、8 2 1 B F膨胀 止水 条 、全封 ；采用橡胶止水带 、S P Z复合止水板作为弹 性变形止水材料 。 3 1 K G M化灌材料 K G M化灌材料是一种粘度低 、可灌性好的新型灌 浆材料 ，有 A料和 B料 2种 ，A料和 B料按 1 ： l比例 混和 ，固化后抗压强度较高，具有防渗堵漏和结构补 强双重功能。加入催化剂后 ，遇水 能分散乳化 ，能 随 水压 、水流方 向改 变 ，渗透到缝隙 的深部 ，在 0 5 2 4 h内能聚合 同化 ，膨胀止水 ，其 固化速度 由催化剂 掺入 比例控制。它的这种弹性止水 和以水治水 的双重 功能 ，适应于变形缝 的漏水 处理 ，为灌浆主要防水材 料 ，其性能指标见表 1 。 表 1 K G M混和料 ( A料： B料 =1 ： 1 ) 主要-性能指标 比重 粘度 胶凝时问 遇水膨胀率 抗压强度 抗托强度 粘结强度 ( g c m c p m i n MP a MP a MP a 1 0 7 l Z U I 5 j U Z U l Z U l U 4 0 2 6 3 2 8 2 1 B F膨胀止水条 它是一种高膨胀率橡胶止水条，有多种形状规格 ， 对于混凝土规则性伸缩 及沉陷位移在 55 0 m m范 围 内，都具 有优 良的止水 性能 ( 见表 2 ) ，抗 渗性 能达 3 5 M P a ，是 目前 国内抗渗指标较高 的弹性 防水材料 ， 适用于缝 中的漏水处理。 收稿 日期 ：2 0 1 2 0 3 0 2 ；修 回日期 ：2 0 1 2 0 4 0 5 作者 简介 ：李 志文( 1 9 8 0一) ，男，本科 ，T程 师 ，从 事水 利T程建设与管理 T作 。 5 5 2 0 1 2年 6月 第 6期 李志 文 ：混凝土大坝 内部渗漏分 析与处理 N o 6 J u n 2 0 1 2 表 2 8 2 1 B F膨胀止水条 主要-陛能指标 3 3 B W( 自粘性)型止水条 它是 以无机材料为主与高分子胶合材料复合而成。 遇水后体积膨胀堵住施工缝 隙及周 围的毛细孔 ，达到 止水或止浆的 目的，主要性能见表 3 。其主要优点是 ： 浸水膨胀 ，以水治水 ，性能稳定 ，泡水 1 2 0 d无溶解物 析 出，无毒无污染 ，适用于缝 中的漏水处理。 表 3 B W 自粘性 型止水条性 能指 标 3 4 Z G密封胶 它具有优 良的粘附力与延展性能，密封性能好 ，抗 老化 ，对于各种伸缩缝 、施工缝 、接缝能 良好地密封粘 结，适用于衔接处漏水处理。主要技术性能见表 4 。 表 4 Z G密封胶 主要技术性能指标 3 5 型防水宝 防水宝是一种粉末状无机 防水材料 ( 其 巾 I型是 母料 ，型是混 和料 ，另外备有 催化料 ) 。它有 几个 明显优点 ：能在水下操作 ，入水不散 ，加入催化料后 ， 能在水下 良好凝结 ，强度不降 ；与基面粘结性好 ，能 在背水面施工 ；稳定性好 ，耐盐 、碱 、油，其使用寿 命与混凝土相近 ；无毒 、无味 、不燃。 型防水宝主 要性能指标见表 5 。 表 5 防水宝 型净 浆性 能指标 防水宝砂浆 ，以防水宝 I型母料 、5 2 5 # 普通硅 酸 盐水泥 、巾砂 比例按 5 ： 5 0 ： 5 0 ( 水灰比0 4至 0 5 ) 配制 而成 ，用于面层封堵 。 3 6 T S堵漏宝 它是一种水硬性 紧急堵 漏材料 ，主要特性是堵漏 后形成的 固结体有一 定弹性 ，能适 应一般 温度裂缝 、 应力裂缝 的正常变形 ，从某种意义上讲 ，它兼顾 了无 机材料的强度 、粘结力 、稳定性 和有机材料 的弹性变 形等优势。由于同结后 密实度高 、表层光 洁 、耐磨抗 冲刷抗气蚀等性能优越 ，用于底层封堵及紧急封堵 。 56 4施工 工艺 4 1 墙壁 裂缝 处理 工 艺 其 艺如下 ： 骑缝凿“ u” 形槽 。 清理开凿部位 ，特别注意清理主缝两边 的渗漏 源如木板 、化纤织物 、钢筋头 、蜂 窝麻 面 、裂隙 、孔 洞等 。 沿主缝两侧 1 5 e ra处用 电锤 按 3 0 c m间距钻孑 L ， 孑 L 深 为 5 c m，孑 L 径为 + l O m m。 安装 8 X l O O m m膨胀螺栓 。 用 Z G瞬 间堵漏胶沿缝 中线埋设 8 m m半 圆灌 浆管 ，半圆管开口要对准漏水缝 巾心线 ，缝两端为灌 浆管或导气管。 沿巾缝安装能抗较高水压 的 8 2 1 B F止水条。 用 T S堵漏宝 ( 水灰 比为 0 3 ) 将 开凿槽 回填至 l O c m 高度 。 沿中缝安装 B W 一型止水条 ，用 1 4 镀锌铁丝 在膨胀螺栓上布筋 ，然后用 防水宝砂浆 回填至原有水 平面 、找平 、压实 ，具体布置见冈 1 。 图 1墙壁裂缝 防渗处理 施工工艺 ( 单位 ：n m) 待缝面封 闭材料达 7 d龄期后 即可进行 压水试 验 。其试验压力为化灌压力 的 8 0 。 压水试验 后 ，用 0 4 MP a高压空气 吹干管路及 缝面水分 ，或可灌注适量 的丙酮 以排除缝 内积水。然 后用纯压法 自上而下进行化学灌浆 。 灌浆机具 使用手摇 泵 ，材料 为 K G M 混和料及 催化剂 ，如果发生 明显 串漏 ，可 掺入 0 5 0 催化剂 ， 水平式埋管由一端进浆 ，另一端作导气管 。上下式埋 管以下端作进浆 口，上端作导气 ( 水 ) 管 ，由下至上灌 浆。初始灌浆压力为 0 20 3 M P a ，待导气管满 浆后 2 0 1 2年 6月 第 6期 广东水利水 电 封闭 导气 管，继 续 加 压 到 0 7 MP a ，待 进 浆 速 率 1 O mL mi n ，继续保持压力 0 4 MP a ，保持时间不低于 1 0 mi n 。如果发现零星漏浆现象 ，可用堵漏宝进行紧急处 理，处理合格后再进行补灌。如果出现严重串漏现象， 则必须用间歇法处理或调整催化剂比例或提前终结灌浆。 化灌 完成后 ，一 般经 3 d时 间即可割管 ，再用 T S堵漏宝将管 口完全封堵。 4 2 伸缩缝防水施工工艺 其工艺如下 ( 见图 2 ) ： 骑缝凿“ U” 形槽。 清理开凿部 位 ，彻底 冲刷干净钙 化物 、木屑 、 化纤织物 、钢筋头等杂物。 对缝周边裂隙 、蜂窝 、孑 L 洞等 明显部位 ，要开 凿至密实部位 。 沿缝 中心线安装 1根 + 8 mm半 圆灌浆管 ，管 口 扣准缝 中线 、然后用 Z G瞬间堵漏胶将 管两边漏水封 堵 。待注 浆管 全部埋 好后 ，将导 气 管与进 浆管 各 留 6 0 c m，沿槽底埋设至槽外 ，用于化学灌浆。 在伸缩缝 中心线放置 2 0 mm厚木模板 ，用 T S堵 漏宝将 “ u” 形槽下半部抹实 、找平。 3 0 mi n后即可拆 出木模板 ，中问形成 1 条 2 0 m m 7 0 ram规则槽 ，在槽 中铺设 8 2 1 B F止水条 ，涂刮 Z G 密封胶 ，再铺设 B W 止水条。 2 4 h 后 即可安装 6 5 1型 全封 闭橡 胶止水带 ，准 备 81 0 0 mm膨胀螺钉 、4 mm 2 0 mm1 5 0 mm压铁 板 ，压铁板在距两端 5 0 mm处钻 + 1 0 0 mm的圆孑 L ，首 先将 Z G密封胶刮涂在橡胶止水带底面和对应的砼结 合面，然后将橡胶止水带沿 中缝骑缝安装 、乐 实，用 电锤在距主缝两边 6 0 ram处钻孔 ，将橡胶止 水带固定 在结构缝上。 在膨胀螺栓上布筋。 沿结构缝 中线安放 1 0 ram X 1 0 mm S P Z复合止水 板 ，两边用防水宝防水砂浆 回填 、抹实 、找平。 保持不间断水养护 1 4 d 。 化学灌浆 ，由于伸缩缝迎水面没有封闭，所 以 只有采取控制性化学灌浆 ，灌浆材料选用 K G M材料 B 料 ，压力为 0 2 M P a 。采用低压慢灌 ，控制浆液扩散范 围为顶部 1 0 m、两边墙为 1 5 m、底部为 25 m。具 体扩散范围还可根据提供的相关技术资料进行现场修 改。初始压力为 0 1 MP a ，加入 0 5 催化剂 ，缓慢升 至 0 2 MP a ，现场计算浆液扩散 范围后停止灌浆 。2 4 h 后用同样方法进 行复灌 ，待进 浆速率低于 1 0 m L mi n ， 即可停止灌浆 。如果 复灌时发生 串漏 ，要提前停止化 灌 ，2 4 h后进行补灌。直至达 到小 于1 0 m L mi n 进浆速 度标准 ，方可停止化灌。3 d后割管 ，封孔。 图 2伸 缩 缝 防 渗 处 理 施 工 工 艺 ( 单 位 ：mm】 5 结语 通过上述方法 的防渗处理，水机廊道杜绝了砼壁 白色钙质析出，消除砼 壁长期 冒“ 汗珠” 的渗漏情况 ， 加强了伸缩缝等渗漏薄弱环节的抗渗能力 ，取得以下 几方面的技术经验 ： 1 )找准渗漏源头 ，标本兼治。在水工建筑物渗漏 巾存在一个水源就可能导致多处漏水 ，在高压 的情 况 下 ，水源从混凝土内部薄弱的地方慢慢渗入 ，导致漏 水部位可能不止一个 ，甚至与水 源问距很大。如果 哪 里漏水就治哪里 ，找不 m水源 ，就会造成治标不治本 的后果 ，可能会出现刚封堵一个渗漏点 ，没多久又出 现其他渗漏点 ，从而造成人力 、物力 、财力的浪费。 2 )注堵结合。对于楼梯间墙 面裂缝 、水轮机层伸 缩缝 、裂缝 、漏水点 ，只有先采取 注浆 的办法，将 主 缝周边薄弱环节治理好 ，提高其密实度与强度 ，才能 治理好主缝渗漏。在封堵源头的情况下 ，再做好 自身 的防护 ，才能更有效地防止渗漏再次发生 。 3 )刚柔结合。即在防水材料 、防水结构 巾，做到 刚性材料 、柔性材料有机结合 ，既达到止水 的 目的， 义能保持原有结构的伸缩功能 ，尤其要准确计算各伸 缩缝 的伸缩 ( 或沉陷 ) 的幅度及季节性伸缩量 ，以便施 工设 计 。 4 )动静结合 ，水 电厂厂房不同于普通 的丁业与民 用建筑 ，电厂机组运行尤其是开机与停机时振动幅度 较大 ，防水结构必须考虑振动 的幅度与频率 ，刚性修 补材料必须粘结性能好 ，还要植筋加 同，弹性止水材 料要求强度高 ，延展性好 ，抗疲劳 、抗老化。 参考文献 ： 1 沈春林防水材料手册 M 北京：中国建材T业 版 社 2 0 0 0 ( 本 文责任 编辑马 克俊 ) 5 7 i_ 1