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吉林臺(tái)二級(jí)水電站洞體襯砼防滲處理

2012-08-15 00:45:43郭俊波羅松濤
陜西水利 2012年4期
關(guān)鍵詞:灌漿發(fā)電裂縫

郭俊波 羅松濤

(武警水電第三總隊(duì) 四川 成都 610000)

1 工程簡(jiǎn)介

吉林臺(tái)二級(jí)水電站采用混凝土壅水壩+左岸引水發(fā)電系統(tǒng)的布置形式。發(fā)電引水系統(tǒng)布置在左岸,進(jìn)口緊靠著山體,為岸塔式結(jié)構(gòu)。引水系統(tǒng)采用一洞兩機(jī)聯(lián)合供水的布置型式,電站共兩臺(tái)機(jī)組,設(shè)計(jì)引用流量2×73.3m3/s,毛水頭50m,整個(gè)引水系統(tǒng)總長(zhǎng)1.72km,其中引水隧洞段長(zhǎng)1.51km,縱坡i=1/377.5。引水發(fā)電系統(tǒng)由引渠段、閘井段、洞身段、調(diào)壓井段、高壓管道段、出口段組成。上平洞段長(zhǎng)1510m,洞徑7.0m,鋼筋混凝土襯砌,襯砌厚度為0.5m。洞襯砼采用兩臺(tái)針梁式鋼模臺(tái)車,全斷面、一次成形澆筑的施工方式,其澆筑長(zhǎng)度分別為15m和12m,倉與倉之間設(shè)永久結(jié)構(gòu)縫。

2 滲水情況

吉林臺(tái)二級(jí)水電站發(fā)電洞在洞襯混凝土澆筑完成后,洞內(nèi)出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,在經(jīng)過固結(jié)灌漿和質(zhì)量缺陷處理后仍然存在。觀察滲水分布情況具有一定的特點(diǎn),滲水主要發(fā)生在:洞體結(jié)構(gòu)縫、施工冷縫和蜂窩狗洞修補(bǔ)處。發(fā)電洞洞身幾乎有四分之一的結(jié)構(gòu)縫存在滲水現(xiàn)象,且集中在塌方處理段;冷縫滲水集中在由于倉面冷倉形成的施工冷縫處和塌方段;蜂窩狗洞處滲水較少且無規(guī)律,主要由于施工質(zhì)量缺陷引起。水庫蓄水后引水發(fā)電洞一旦過水發(fā)電,洞襯砼將承受50m水頭壓力,滲水將更加嚴(yán)重,所以必須謹(jǐn)慎對(duì)待妥善處理。

3 原因分析

發(fā)電洞滲水主要是裂縫和洞襯砼缺陷形成,而裂縫主要由環(huán)向的結(jié)構(gòu)縫和橫向的施工冷縫組成,且集中在洞身塌方段。由于塌方段圍巖地質(zhì)條件差導(dǎo)致圍巖壓力過大,從而形成裂縫滲水。隧洞裂縫的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度,還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力,因此,須根據(jù)滲水的性質(zhì)和具體情況區(qū)別對(duì)待、及時(shí)處理,以保證引水發(fā)電洞的安全使用。

(1)洞體結(jié)構(gòu)縫滲水。結(jié)構(gòu)縫是一種適應(yīng)于洞體伸縮變化的永久縫,它承受著砼自身的伸縮、圍巖的擠壓和發(fā)電時(shí)水的沖擊振動(dòng)。發(fā)電洞結(jié)構(gòu)混凝土由于受到內(nèi)外溫差所引起的溫度應(yīng)力影響,產(chǎn)生不均勻收縮而出現(xiàn)裂縫,加之此地下水位較高,出現(xiàn)垂直于水流方向的環(huán)向有一定水壓的滲水裂縫。結(jié)構(gòu)縫止水材料采用的是橡膠止水,由于橡膠止水在澆筑混凝土?xí)r容易發(fā)生變形和移位,從而導(dǎo)致橡膠止水起不到止水作用;混凝土澆筑時(shí)在臺(tái)車擋頭模板處不容易振搗密實(shí),混凝土內(nèi)部存在孔隙,達(dá)不到防滲標(biāo)準(zhǔn);綜上原因,形成了結(jié)構(gòu)縫滲水。

(2)冷縫滲水。冷縫平行于洞身的占絕大多數(shù),主要是在施工過程中冷倉而處理不當(dāng)產(chǎn)生的縫隙,其砼接觸不密實(shí)形成孔隙通道,在水的壓力下產(chǎn)生滲水。有不規(guī)則冷縫,數(shù)量較少,其深度和寬度均較小,由于混凝土塌落度過大或內(nèi)部水化熱產(chǎn)生。

(3)蜂窩狗洞滲水。由于混凝土和易性差、下料時(shí)骨料分離加之振搗不密實(shí)或漏振造成此質(zhì)量缺陷?;炷翝仓r(shí)臺(tái)車上浮,造成底板砼內(nèi)部形成空隙,在水的壓力下產(chǎn)生滲水現(xiàn)象。

4 處理方案

根據(jù)上述滲水原因分析、該洞襯砼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工程設(shè)計(jì)情況,必須保證做到以下幾點(diǎn):①不會(huì)因防水處理后造成結(jié)構(gòu)體揚(yáng)壓力增大;②保證防水結(jié)構(gòu)適應(yīng)于縫的伸縮變形;③做到防水密實(shí)可靠施工后不再滲水,所以,必須采取剛性材料與柔性材料相結(jié)合,進(jìn)行綜合處理,最終確定采用化學(xué)灌漿進(jìn)行堵漏。對(duì)于細(xì)小的表面裂縫無需做處理,隨著時(shí)間的推移大部分可以自愈。而蜂窩狗洞處的滲水用水溶性聚氨酯進(jìn)行灌漿,漿液遇水后先分散乳化,進(jìn)而凝膠固結(jié),具有較好的堵漏效果,在此不作詳細(xì)說明。冷倉產(chǎn)生的滲水裂縫采用打斜孔埋管法灌漿,滲水的洞體結(jié)構(gòu)縫采用開槽埋管法加斜孔埋管法灌漿,下面介紹其具體施工工藝。

5 施工工藝

(1)鑿槽。沿縫鑿斷面為15cm×8cmU型小槽,用鋼絲刷結(jié)合高壓水清洗干凈,并保持槽內(nèi)不積水。

(2)防水處理。將FLW-FSB防水寶(速凝型)與水按1∶0.3比例調(diào)成泥膏狀,攪拌均勻。用手揉成較干的料團(tuán)沿槽的兩邊做底層防水處理,中間留2cm~3cm寬的縫隙以適應(yīng)鉆孔注漿使用。

(3)埋注漿頭。用電錘沿縫隙底部鉆注漿孔,孔徑為14mm,用壓力水將孔內(nèi)粉末、碎屑沖洗干凈,并埋上注漿頭,每隔30cm~50cm一個(gè)(視滲水情況而定)。

(4)安裝止水帶。將止水帶埋于縫槽底部位置,用FLW-FSB防水寶(速凝型)材料穩(wěn)固做防滲層。

(5)封堵縫隙。待底層凝固后再用FLW-FSB防水寶(緩凝型)加上水泥和石英砂做抗?jié)B層(配比為防水寶∶水泥∶石英砂∶水=1∶1∶2∶適量)。

(6)抗壓保護(hù)層???jié)B層振搗密實(shí)后抹平,進(jìn)行養(yǎng)護(hù)3天~5天,即形成抗壓保護(hù)層。

(7)鉆孔埋管。灌漿斜孔布置在裂縫的兩側(cè),梅花形布置,距槽邊10cm左右。繞過止水帶,每隔0.5m分布一個(gè)鉆孔,孔徑為14mm,孔深25cm~30cm,鉆孔終孔后用潔凈的壓縮空氣將鉆孔內(nèi)粉末、碎屑吹干凈,然后進(jìn)行埋管。

(8)灌漿。采用電動(dòng)注漿機(jī),純壓式灌漿方法,灌漿壓力為0.4MPa。

灌漿順序:環(huán)向縫采用自下而上,從低往高,從一端向另一段,多點(diǎn)同步,依序灌漿。橫縫灌漿應(yīng)自里向外、自一端向另一端進(jìn)行。

灌漿材料及配比:干縫采用“混凝土裂縫用環(huán)氧樹脂灌漿料”,產(chǎn)品為雙組份,其粘度低、流動(dòng)性好、滲透性強(qiáng),配比為A/B=2/1;濕縫采用“水大夫PU灌漿止漏膠(疏水型)”,具有較大的滲透半徑和凝固體積比,遇水發(fā)生化學(xué)能反應(yīng)放出CO2,由氣體產(chǎn)生的壓力推動(dòng)漿液向裂縫深處擴(kuò)散,形成堅(jiān)韌的固結(jié)體。

灌漿操作:?jiǎn)巫旃酀{時(shí)灌漿前接通電源,安裝好灌漿設(shè)備,連接輸漿管,排除設(shè)備及輸漿管內(nèi)的空氣。單嘴灌漿時(shí)間為8min/孔~12min/孔,特殊情況除外。連續(xù)灌漿前打開所有灌漿嘴,采用穩(wěn)壓慢灌、依序灌漿施工方法,每孔純灌時(shí)間一般不低于40min,當(dāng)進(jìn)漿量少于1ml/min時(shí),可進(jìn)行屏漿,開始進(jìn)行下一孔灌漿施工,以保證灌漿質(zhì)量。施工時(shí)先將1#灌漿嘴接上輸漿管開始灌注,當(dāng)灌注時(shí)間沒有達(dá)到規(guī)定時(shí)間而相鄰的灌漿嘴串漿時(shí),關(guān)閉其串漿的灌漿嘴,繼續(xù)灌漿。當(dāng)1#灌漿嘴灌漿時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間后,接上2#灌漿嘴(此時(shí)1#灌漿嘴處于屏漿狀態(tài)),依次類推,直至5#灌漿嘴達(dá)到規(guī)定時(shí)間。然后拔出1#灌漿嘴的輸漿管,將輸漿管接上6#灌漿嘴進(jìn)行灌漿,依次進(jìn)行,直至最后一個(gè)灌漿嘴灌漿不進(jìn)漿時(shí)穩(wěn)壓10min即結(jié)束灌漿。

閉漿:當(dāng)最后灌漿孔吸漿量小于1ml/min時(shí)屏漿30min即為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

若化學(xué)灌漿過程中發(fā)生冒漿、外漏和出現(xiàn)爆嘴時(shí),根據(jù)具體情況采用低壓、限流灌注等措施進(jìn)行處理。如果效果不明顯,關(guān)閉輸漿管,暫停灌漿,鑿除封堵材料,用丙酮清洗處理后再用防水寶封堵,待能承受灌漿壓力后繼續(xù)灌漿。化學(xué)灌漿過程中當(dāng)灌漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值,而進(jìn)漿量和注入率任然較小時(shí),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,可適當(dāng)加大灌漿壓力。相鄰孔若出漿,可接管多點(diǎn)并聯(lián)式灌漿?;瘜W(xué)灌漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,因故中斷時(shí)應(yīng)盡快恢復(fù)灌漿,必要時(shí)可進(jìn)行補(bǔ)灌處理。

(9)灌后處理。灌漿結(jié)束待漿材固結(jié)后,切除灌漿嘴管,打磨光滑,巖縫兩側(cè)貼防污帶,用防水寶涂刷一遍。

(10)質(zhì)量檢查。灌漿施工結(jié)束14天后,鉆取檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn),每條縫設(shè)一個(gè)檢查孔。沖擊鉆造孔(孔徑14mm、孔深25cm~30cm)后,采用單點(diǎn)法壓水,壓水檢查壓力為0.3MPa。合格標(biāo)準(zhǔn):壓水檢查透水率 q≤0.1Lu。

6 結(jié)論

(1)吉林臺(tái)二級(jí)水電站洞襯砼滲水處理采用化學(xué)灌漿,通過質(zhì)量檢查能滿足合格要求。

(2)對(duì)于滲水的裂縫處理難度較大,此次化學(xué)灌漿收到了良好的效果,達(dá)到防水、堵漏、補(bǔ)強(qiáng)和加固的目的,證明本施工方案是正確的,施工工藝是合理有效的。

(3)在實(shí)際操作中,要根據(jù)不同的施工對(duì)象和環(huán)境修正設(shè)計(jì)參數(shù),確定處理方案,不斷優(yōu)化,施工過程中嚴(yán)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),采取有效的檢測(cè)方式進(jìn)行控制。

(4)對(duì)于洞襯砼裂縫防滲處理具有非常實(shí)際的參考意義。陜西水利

[1]譚日升,蔣碩中,薛希亮.三峽大壩化學(xué)灌漿研究[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),2000.17(6):4—8.

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