混凝土渗漏处理技术.pdf

小水电 2 0 1 1 年第4 期 ( 总第 1 6 0 期) 分析探讨 渴凝 土渗漏 处理丝 朱 丁建伟 ( 浙江华电乌溪江水力发电厂 浙江衢州 3 2 4 0 0 0 ) 1 概述 水 电厂 的水 工建筑物混凝土 由于在混凝 土硬 化、施工及运行使用等过程中，受各种因素的影 响，一般经过数年运行后，会普遍存在混凝土渗漏 的问题，这将会导致降低水工建筑物的耐久性、整 体性，影响建筑物的正常使用和安全运行。 2 “ 六步法”渗漏处理技术 渗漏处理 “ 六步法”技术主要内容为l渗漏成 因分析、钻孔和灌浆塞选择、“ 栓型镶嵌体”封堵 模式、防渗材料及灌浆设备选择、压水 ( 压气)试 验、灌浆 。 2 1 混凝土渗漏成因分析 一 类为由于设计、施工工艺不到位而引起的渗 漏 ；二类为由于建筑物长期受水文 、地质及外力作 用等因素作用下而引起的渗漏。 结合具体的工程，经过充分的调查研究，我们 把渗漏的表象归类成以下三种基本类型。 “ 点状”渗漏表现形式为混凝土表面上为 典型的 “ 孔洞”渗漏现象。 “ 线状”渗漏表现形式为 混凝 土表 面上 为 典型的 “ 张开裂缝” ( 裂缝宽度为0 2 m m以上)渗 漏现象。 “ 面状”渗漏变现形式为混凝土表 面上 为 典型的有一定渗漏面积的渗漏现象。 2 2 钻孔和灌浆塞选择 针对渗漏现象 ，可根据工程实际情况来确定灌 浆孔的钻孔和灌浆塞的埋设方式。 1 )钻孑 L 布设 一 般来讲，“ 线状”渗漏，采用斜孔和效果好 ； 而对 “ 点状”和 “ 面状”渗漏，采用骑缝孔效果好 ( 见图 1 ) 。 月 ， I 、 翻 I l 黧 、 l i I I 1 6 图 1 斜孔和骑缝 孔效 果示意 在混凝土面层裂缝和缺陷封堵时 ，尤其是在渗 漏带水作业时 ，要根据实际情况确定钻孔引水的方 式 ，为面层裂缝和缺陷封堵创造条件。 2 )灌浆塞选择 在工程 的实际应用 中，针对压力 在0 3 M P a 及 以上的均采用 自制的小型灌浆塞作为工程应用的灌 浆塞；对于压力在0 3 M P a 以下的均采用紫铜管加 封堵材料作为灌浆塞使用。 通过工程实践，此两种自制的灌浆塞已能满足 工程的实际应用 了。 这里需要指出的是 ，对于一些大体积混凝土的 钻孔灌浆工程 ，应该定制相应的灌浆塞才能圆满完 成防渗漏处理工程，万不可照搬硬套。 2 3 “ 栓 型镶嵌 体 ”封堵模 式 混凝土面层封堵目的是确保在灌浆时浆液不从 混凝土表面的裂缝或缺陷处流失， 这是压力灌浆必 须具备的条件，否则不能很好的达到灌浆防渗堵漏 的目的， 其对 “ 点状”和 “ 线状”渗漏现象的处理 效果明显。 混凝土面层封堵的方式主要采用嵌缝式开槽封 堵，通常采用的材料主要为各种型号的 “ 堵漏王” 、 l 75 分析探讨 S M A L L H Y D R O P O W E R 2 0 1 1 N o 4 ， 0 6 D 水玻璃及棉 絮相结 合使用 ；但通过 工程 的实 际摸 索 ，我们总结出 “ 栓型镶嵌体”封堵模式 ，一般都 能取得 良好 的封堵效果 。 1 )沿裂缝两侧采用手工切割机结合人工割凿 1 条0 5 c m 宽，深度1 e m的缝，再沿开凿的裂缝每 隔1 5 c m，用冲击钻钻孔 ( 见图 2 ) 。 2 )再 用楔子把 棉絮打人裂 缝使其 填满密 实 ， 并浇水湿润棉絮。 3 )而后用封堵材料封堵混凝土表面 ，达到封 堵止浆的效果。 I I ， ， ，1 l I 宽 5 m ，深 l e m l e m 图2 “ 栓型镶嵌体”制作效果模拟图 2 4 灌浆材料和设备的选择 当前灌浆材料品种多样 ，各具特色 ，通常我们 采用粒状浆材 ( 普通水泥或超 细水泥 ) 、水玻璃浆 液和高分子化学浆液三类。对于具体选择何种材 料，要依据裂缝大小、施工现场的渗漏情况等因素 而 定 。 灌浆设备一般有手摇式灌浆泵和单缸、多缸灌 浆泵可供选择 ，具体要根据工程 的进度 、工程量等 因素 ，根据具体需要而定。 2 5 压水 ( 气)试验 压水 ( 气)试验的主要目的是在于了解灌浆孔 与裂缝和缺陷的畅通情况以及周边混凝土是否存在 的渗漏联通的特性 ，以此来确定是否可以灌浆，是 否需要重新钻孔和重埋灌浆塞，是否需要重新对裂 缝和缺陷进行封堵 ，起到防范于未然的作用。 一 般来说压水或压气试验应根据灌浆材料的不 同性质予以有取舍的选择。 从工程实践中我们发现压水试验应用较普遍， 因此本文着重介绍压水试验的作用与功效。 1 7 6 对于压水试验 ，一方面来讲 ，可以得到单位吸 水率和从开始压水到各灌浆孔出水的时间记 ，根据 这两个参数 ，可 以判断化学 浆液凝胶( 或水泥 初 凝)的时间和配浆量。 对于压水试验，从另一方面来讲，它起到钻孔 冲洗的 目的 ，以除去裂缝内的充填物和钻孔过程 中 形成的粉末，以便浆液进入到冲洗腾出的空间，保 证浆液结石和混凝土本体胶结成整体 ，达到防渗漏 的 目的。 在这里要特别指出，在工程实际应用 中，为了 有效区分冲洗水和渗漏水，应在冲洗水中加入红墨 水，以把握灌浆时浆液的渗透情况和方便找到整条 裂缝。 2 6 灌浆 经过压水试验后 ，我们要仔细检查封堵止浆的 完好度，并注意观察周边区域的渗漏联通情况，在 确定无渗漏的条件下，即可配置浆液准备灌浆。 1 )灌浆方式 通常采用单液法填压式灌浆 ，若遇到渗漏涌水 较大的情况 ，则采用双液法灌浆 ，以便在较短 时间 内使化学浆液凝胶或水泥初凝，达到快速堵水的目的。 2 )灌浆压力 在灌浆过程 中，应尽 可能地在最大允许压力下 灌浆，这是灌浆过程中控制压力的基本原则。 一 般来讲，灌浆压力可采用 0 3 O 5 M P a 或设 计提供的压力进行灌浆，但在具体的工程实施过程 中，为使浆液扩散半径增大，通常在建筑物的安全 允许范围内，可适当提高压力，且压力的提高需逐 级进行，避免裂缝骤然受力而产生霹雳破坏，或导 致混凝土封堵破坏而使灌浆终结 。 3 )浆液浓度和 比级变换 浆液浓度和比级的变换应根据工程的难易重要 等情况而定 ，对于一些特殊工程 ，最好委托浆液材 料生产厂家或相关部门通过室内浆材试验和现场灌 浆试验来确定浆液浓度和比级的变换方法。 4 )灌浆结束标准 一 般对化学浆液如高分子化学浆材，单位吸浆 量小于0 0 l L m in ，稳定 1 0 2 0 m i n 后，停止灌浆。 对于水泥浆液如普通硅酸盐水泥 ，单位吸浆量 小于 0 0 2 0 0 4 L m i n ，稳定 3 05 0 m i n 后 ，停止 灌浆。 总之，灌浆结束标准应充分考虑灌浆压力、残 余吸浆量、饼浆时间三方面的内容，并根据灌浆目 小水电 2 0 1 1 年第4 期 ( 总 第1 6 0 期) 分析探讨 的、处理技术要求、建筑物自身情况、水文地质等 因素的不同而定。 3 工程实例 3 1 “ 点状”渗漏现象工程实例 2 0 0 5年 l 1 月 5 131 5 13，浙江衢州湖南镇迪 青 电站混凝土围堰及 1 号机发 电机层油泵处混凝土 出现 “ 点状”渗漏。通过调研 ，决定采用水玻璃引 路后接普通 4 2 5 号水泥灌浆的双管灌浆方式，渗水 点处直接钻直孔 ，埋设1 5 c m 长 的 8 紫铜 管，运用 堵漏王封堵 ，在0 1 5 MP a 压力下 ，持续灌浆3 0 m i n 后，停止灌浆。 施工工 艺流 程 ：钻 孔 ( 用 8钻 头 打孔 深度 1 0 c m )一埋设灌浆管一水玻璃引路一水泥灌浆。 至今 ，通过不断巡回检查观测 ，效果 良好 ，解 决了渗漏现象。 3 2 “ 线状”渗漏现 象工程实例 1 )浙江衢州湖南镇电站 2 号机吸出管进入孔 区域渗漏 2 0 1 0 年 8 月5日 6 13，湖南镇电站 2 号机吸 出管进入孔区域呈现线性射流状渗漏 ，渗漏部位为 钢衬与混凝土接触部位，裂缝长度4 5 C l l ，并通过 裂缝 目镜观测 ，测得裂缝宽度约为0 2 m l n 。 通过调研 ，决定在灌浆时运用丙酮赶水 ，再接 着采用 H W L W水溶性聚氨酯化学浆材进行注浆， 化灌设备采用 m卜 1 手摇式灌浆泵，在0 2 5 M P a 压力下，单位吸浆量小于0 0 1 lMm i n ，稳定1 5 m i n 后，停止灌浆。 施工工 艺流 程 ：钻 孔 ( 用 j l 8钻 头打 孔深 度 7 c m )一裂缝开槽一埋设灌浆管一栓型镶嵌体制作 封堵一丙酮引路- H W L W化学浆液注浆。 至 2 0 1 1年 4月 2 9 13，通 过不 断巡 回检查 观 测，效果 良好 ，解决了渗漏现象 。 2 )浙江衢州黄坛 口大坝廊道渗漏 2 0 0 9年 3月 5月 ，黄坛 口大 坝廊道 多处成 “ 线性 ”渗漏 ，根据裂缝开张度统计情况 ，决定采 用 自制小型灌浆塞和 H W L W水溶性聚氨酯对其进 行灌浆处理，化灌设备采用 H Y 一1 手摇式灌浆泵， 在0 5 M P a 压力下，单位吸浆量小于0 0 l L rn in ，稳 定1 5 m i n 后 ，停止灌浆。 施工工艺流程 ：钻孔 ( 用 2 0 钻头打斜孔 ，孔 深度 1 5 e m)一裂缝开槽一埋设 自制小型灌浆塞一 栓型镶嵌体制作封堵一丙酮引路- - H W L W化学浆 液注浆。 3 3 “ 面状”渗漏现象工程实例 1 )浙江衢州仙霞 2 级电站引水隧洞进水口渐 变段渗漏 2 0 0 0 年 1 0 月5 138 13，浙江衢州仙霞 2 级电 站引水隧洞进水 口渐变段混凝土呈现大面积喷射式 点状渗漏。 通过调研 ，决定采用风钻钻孔布设 ，浆液采用 4 2 5号硅酸盐水 泥 ，间歇式 灌浆。在0 1 MP a 压力 下 ，单 位 吸浆 量 小 于0 0 3 I Mm i n ，稳 定 3 0 m i n 后 ， 停止灌浆 。 施工工艺流程 ： 钻孔一压水一间歇式灌浆。 近期通过现场走访 电站水工维护人员 ，反映此 处渗漏处理效果好。 2 )浙江丽水紧水滩电站消防坝渗漏 1 9 9 7 年5 月 6 月，浙江丽水紧水滩电站下游 面出现多处大面积涌水渗漏。 通过调研 ，决定采用 1 5 0型钻机在迎水面钻孔 布设 ，浆液采用 5 2 5号普通硅酸盐水泥和水玻璃先 结合，首先采用水泥和水玻璃混合进行阻塞式间歇 灌浆，其操作时间控制在5 m in ，而后运用纯水泥 进行孔内循环式灌浆。在0 6 M P a 压力下，单位吸 浆量小于0 0 4 lMm i n ，稳定3 O Il lin 后，停止灌浆。 施工工艺流程 ：钻孔一压水一阻塞式 间歇灌浆 一循环式灌浆 。 1 9 9 8年 1 0 月 通过 电话采访 ，电厂反映防渗漏 效果好 ，解决 了漏水现象。 4 结语 渗漏处理 “ 六步法”综合处理技术是从工程实 践 中总结出的一种防渗漏处理技术 。通过工程实践 证明 ，这是一种行之有效的方法。 参考文献 ： 1 孙志峰钻孔灌浆工 M 郑州： 黄河水利出版社， 1 9 9 6 2 余立平 水工建筑物 M 北京： 中国电力出版社 ， 2 0 0 4 一 收稿 日期 ：2 0 1 1 0 6 1 3 丁建伟 ( 1 9 7 0 一) ，男，工程师，主要从事水电站水工 建筑物和构筑物的技术维k ?X - 作。 责任编辑吴昊 1 7 7