湖北小漩電站發(fā)電廠房混凝土高壓化學(xué)灌漿堵漏技術(shù)

1、    湖北小漩電站發(fā)電廠房混凝土高壓化學(xué)灌漿堵漏技術(shù)    張新民摘 要：通過小漩電站發(fā)電廠房工程實(shí)例，介紹擋水電站廠房混凝土層間滲漏水化學(xué)處理施工工藝及其應(yīng)用。關(guān)鍵詞：滲漏；堵漏；化學(xué)注漿混凝土裂縫是水工混凝土建筑物較普遍、常見的病害之一，特別是滲水混凝土裂縫，可能造成結(jié)構(gòu)失效、滲漏加劇，對(duì)大壩及發(fā)電廠房的安全運(yùn)行構(gòu)成直接危害。滲水混凝土裂縫往往會(huì)伴生大量析鈣、縫面雜質(zhì)較多等現(xiàn)象。對(duì)這類裂縫的處理的關(guān)鍵部位除應(yīng)滿足防滲要求外，還同時(shí)要求恢復(fù)部分甚至全部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。但是混凝土內(nèi)部的裂縫是完全無規(guī)則的。一般傳統(tǒng)堵漏的方法，是將裂縫或漏水處鑿開，進(jìn)行表面堵漏

2、，但結(jié)果往往是堵住這里，那里又開始滲漏。因?yàn)樗梢栽陧艃?nèi)部裂縫中無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，從相對(duì)薄弱部位滲出。高壓化學(xué)灌漿技術(shù)在我國起步較晚，在上世紀(jì)八十年代中期，曾有過推廣應(yīng)用高峰期。但由于受施工設(shè)備、材料的限制未能普及。近幾年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國外施工機(jī)具設(shè)備已大量進(jìn)入中國，且成本降低幅度很大。灌漿材料的品種、產(chǎn)量也已大幅增加，高壓化學(xué)灌漿技術(shù)發(fā)展較快。很多單位開展了大量的化學(xué)灌漿材料及灌漿工藝的研究試驗(yàn)，取得了大量的成功經(jīng)驗(yàn)和豐碩科技成果。湖北小漩發(fā)電廠房屬于擋水建筑物的一部分，且擋水水位約為35米高，考慮到廠房迎水部位墻體及結(jié)構(gòu)混凝土因各方面因素的影響，局部出現(xiàn)了高壓慢滲現(xiàn)象，所以結(jié)合其它工

3、程的類似經(jīng)驗(yàn)及化學(xué)灌漿堵漏材料的特性，該電站廠房滲漏處理采用化學(xué)灌漿堵漏施工的工藝進(jìn)行堵漏處理。1、發(fā)電廠房工程概況小漩水電站工程為河床式電站，大壩為混凝土閘壩結(jié)構(gòu)，電站正常蓄水位264.00m。廠房壩段位于河床左岸，由主副廠房和安裝間組成，垂直水流向總寬74.10m。發(fā)電主廠房寬42.08m，副廠房布置于主廠房下游；安裝間布置在主廠房左側(cè)，寬32.02m。廠房壩段進(jìn)口段流道進(jìn)口底板高程238.71m，頂部布置壩頂交通公路，高程270.50m，電站正常蓄水時(shí)廠房上游蓄水深度為35.29m。主廠房與進(jìn)口段流道椎管鋼襯部位由較小結(jié)構(gòu)尺寸的二期混凝土連接并擋水；安裝間為一個(gè)壩段，垂直水流方向總寬32

4、.00m，順流向長33.0m，安裝間上游迎水面墻體在高程為257.01m以下為1.5m厚，該高程以上墻體為1.0m厚。該部位由于墻體較薄易于出現(xiàn)高壓慢滲現(xiàn)象，因此主廠房及安裝間以上兩個(gè)部位混凝土質(zhì)量控制是防止?jié)B漏的關(guān)鍵。2、廠房墻面滲漏原因分析1）、滲漏基本情況：發(fā)電主廠房及安裝間迎水面el261.0m以下墻體滲漏點(diǎn)較多，主要集中在墻體層間結(jié)合位置、立面墻柱交接部位、一二期混凝土結(jié)合部位，以及墻體混凝土表面細(xì)微裂縫部位?；炷翝B漏處有的是層間線狀，有的是片狀，有的是無規(guī)則曲線狀，個(gè)別地方形成明水流出，大部分地方屬高壓慢滲，滲漏處多有裂縫，縫寬一般在0.2mm1mm左右。由于滲漏致使后續(xù)裝修工序

5、無法繼續(xù)進(jìn)行，所以必須進(jìn)行堵漏防水施工。2）、滲漏原因分析電站廠房過水后，主廠房及安裝間上游迎水面墻體多處出現(xiàn)滲水，經(jīng)過分析，產(chǎn)生裂縫滲水的原因有兩個(gè)：一是在混凝土澆筑過程中，層間接縫砂漿鋪設(shè)不到位，混凝土振搗不密實(shí)導(dǎo)致產(chǎn)生滲漏通道；二是由于業(yè)主發(fā)電工期緊迫，為了加快進(jìn)度，增加了混凝土輸送泵的入倉方式，但由于廠房主體施工期間正直高溫季節(jié)，由于泵送混凝土水灰比大，水泥用量大，導(dǎo)致澆筑完成的墻體上出現(xiàn)不少細(xì)微裂縫現(xiàn)象，因而在發(fā)電廠房蓄水發(fā)電后，由于廠房上游擋水最大水深達(dá)到35米，勢(shì)必墻體出現(xiàn)導(dǎo)致高壓慢滲現(xiàn)象。3、防水堵漏方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)選：混凝土建筑物裂縫是導(dǎo)致混凝土建筑物損壞的主要原因之一，這些裂

6、縫引起的滲漏水解決起來很困難。一般傳統(tǒng)的堵漏方法是將裂縫或滲水處鑿開進(jìn)行表面堵漏，結(jié)果是堵住這里那里又開始滲漏，因?yàn)榱芽p在混凝土內(nèi)部是無規(guī)則的，水可以在裂縫中自由串動(dòng)，從相對(duì)薄弱的部位滲出。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，該電站廠房工程的迎水面墻體局部位置滲漏較嚴(yán)重，滲漏情況較復(fù)雜，屬典型混凝土高壓慢滲。傳統(tǒng)表面堵漏的方法難以取得成效，解決擋水墻體滲漏問題需要全面分析，認(rèn)真對(duì)待，堵防排結(jié)合，綜合治理才能成功。首先是堵漏，先將大量裂縫和漏水點(diǎn)用高壓化學(xué)灌漿方法堵住，再用有機(jī)化學(xué)灌漿材料自下向上，由兩邊向中間進(jìn)行復(fù)合防滲，墻根底部設(shè)置排水溝并引流至廊道集水井，使整個(gè)基礎(chǔ)達(dá)到完全止水無滲漏的目的。化學(xué)灌漿則是指將

7、化學(xué)材料配置的漿液，通過鉆孔埋設(shè)注漿嘴，使用壓力將其注入混凝土的裂縫中，使其擴(kuò)散、凝固，達(dá)到堵漏、防水的目的。常用于修補(bǔ)較深的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。根據(jù)灌漿的壓力和速度，可分為高壓快速灌漿法和低壓慢速灌漿法。前者適用于混凝土深層裂縫漏水堵漏，后者適用于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固，本電站廠房工程更適于使用高壓快速灌漿法。高壓化學(xué)灌漿堵漏可利用灌漿機(jī)產(chǎn)生的持續(xù)高壓，將化學(xué)漿液灌注到混凝土內(nèi)部的縫隙中，并將縫中的水完全沿來水通道并與水?dāng)D走反應(yīng)形成凝膠將原來滲水縫隙完全填充滿，達(dá)到永久止水目的。這種灌漿方法的優(yōu)點(diǎn)：壓力高，一般可達(dá)20mpa并能穩(wěn)定恒壓，能讓化學(xué)漿液完全進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)深層微小縫隙內(nèi)部，止水效果好。化學(xué)灌漿

8、液生產(chǎn)技術(shù)成熟，品種齊全，基本上都已實(shí)現(xiàn)單組份成品化生產(chǎn)，貯存穩(wěn)定性好，開桶即可使用，不需現(xiàn)場配制。漿液與混凝土粘結(jié)性能好，且對(duì)混凝土無腐蝕，固化后無毒環(huán)保，可永久防水。施工工藝簡單易行，施工速度快，止水效果立竿見影。工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，施工效率高，比傳統(tǒng)作法快510倍。施工不受季節(jié)與天氣限制，可用于各種工程，包括新建與搶修工程，飲用水工程等。施工綜合費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益均顯著。4、化學(xué)堵漏材料及施工機(jī)具的選定最常用的堵漏灌漿液是聚氨酯堵漏劑。分為油溶性和水溶性兩類，適用的場合不同。水溶性聚氨酯固化后膠結(jié)體為彈性體軟泡，可將水包住，但水份流失后將收縮到原體積，優(yōu)點(diǎn)是彈性好抗變形，適用于長期有

9、水場合。油溶性堵漏劑固化后膠結(jié)體為疏水性硬泡，反應(yīng)后形成的膠結(jié)體不收縮，但彈性小，抗變形能力差，適用于變形小的場合。經(jīng)與廠家技術(shù)人員就小漩發(fā)電廠房的滲水情況進(jìn)行了分析，并結(jié)合以往其它項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，采用下列材料和機(jī)具進(jìn)行化學(xué)灌漿堵漏處理：1）、dm-410抗?jié)B1號(hào)（堵漏型）：單組份灰色粉體，凝結(jié)固化快、小時(shí)強(qiáng)度高，無毒、無味、無污染、不燃燒，耐化學(xué)品腐蝕。適用于磚石、混凝土、鑄鐵等基材堵漏?？蓭畮憾侣?。凝結(jié)固化快、小時(shí)強(qiáng)度高，微膨脹水硬材料。可帶水帶壓施工，適用于堵漏止水搶修加固。與水泥、磚石、鑄鐵等基材粘結(jié)力強(qiáng)。具體性能指標(biāo)如下：凝結(jié)時(shí)間，初凝23min，終凝45min；抗壓強(qiáng)度，1h2

10、0mpa，3d30 mpa；抗折強(qiáng)度，1h3.0mpa，3d5.0 mpa；粘結(jié)強(qiáng)度， 7d，1.5mpa；試件抗?jié)B性， 7d3.0 mpa。2）、dm-5600 pu聚氨酯灌漿堵漏劑該材料屬有機(jī)化學(xué)灌漿材料，具有良好的疏水性能，化學(xué)穩(wěn)定性高，強(qiáng)度高，韌性好，具有較大的滲透半徑和凝固體積比。外觀為單組份透明粘稠狀液體，耐酸、堿和有機(jī)溶劑，耐化學(xué)腐蝕性好。遇水反應(yīng)，以水治水。灌漿膠與水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后釋放出co2，氣體產(chǎn)生的壓力推動(dòng)漿液向裂縫深處擴(kuò)散，借其緩慢膨脹及持續(xù)壓力，可將灌漿膠滲透至微細(xì)裂縫、蜂窩、孔洞及鋼筋四周，達(dá)到完全止水的功能。無毒、無味、無污染、不燃燒。專用于滲漏水、涌水、噴水等場

11、合的快速止水。施工時(shí)需用專用高壓注漿機(jī)將灌漿止漏膠注入混凝土內(nèi)部。在潮濕狀態(tài)下，灌漿膠與混凝土的粘結(jié)性能優(yōu)良。它在縫中遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成堅(jiān)韌的固結(jié)體，因其優(yōu)異的粘結(jié)性能、彈性及延伸性不會(huì)因建筑物的變形而引起二次滲漏。該種材料固化后無毒，對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)人體無害，可用于飲用水工程。該化學(xué)灌漿材料具體性能指標(biāo)如下：外觀為淡黃色或棕色透明粘稠液體，密度為1.05g/cm3 ，粘度1000 mpa.s，凝固時(shí)間800s，發(fā)泡率，1000%，不揮發(fā)物含量78% 。3）、高壓灌漿機(jī)具的選用化學(xué)灌漿施工時(shí)采用電動(dòng)高壓灌漿機(jī)。該機(jī)具常用于大型堵漏工程，適于水利、隧道及地下工程灌漿堵漏。該機(jī)使用220v電源，

12、機(jī)重18kg，可長時(shí)間連續(xù)使用。灌漿壓力可在4-23mpa之間精確設(shè)定，持久平穩(wěn)，操作簡便，省時(shí)省力工效高，堵漏效果好，該機(jī)經(jīng)久耐用，維修清洗方便。4）、常用輔助機(jī)具設(shè)備材料高壓清洗機(jī)：用于洗縫。工作壓力68mpa，噴槍上需配上牛油頭才可使用。、電錘、沖擊鉆頭：用于鉆孔，常選用直徑1014mm，長度3540cm的沖擊鉆頭。、防水電纜：3×2.5，帶電源插座的線盤。、丙酮：用于清洗灌漿機(jī)等，也可作為灌漿料的稀釋劑。、水泥基防水材料（防水型、堵漏型）：用于封縫、封口。5、化學(xué)堵漏施工工藝：本工程堵漏采用高壓化學(xué)灌漿方法進(jìn)行，堵漏的順序應(yīng)先四周后中間，因混凝土澆注時(shí)四周溫度梯度大產(chǎn)生的溫度

13、應(yīng)力大，裂縫產(chǎn)生的概率大，縫隙多滲漏情況較嚴(yán)重。無論是線性漏水縫或滲漏點(diǎn)，在施工前都應(yīng)在滲漏部位作出標(biāo)記或畫出范圍，然后進(jìn)行清理-鉆孔-埋注漿咀-洗縫-封縫-灌漿-拆咀-封口-防水修補(bǔ)等工序進(jìn)行。1）、清理：詳細(xì)檢查、分析滲漏情況，確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區(qū)域，鑿除混凝土表面突起及析出物，確保表面干凈濕潤。2）、鉆孔：使用電錘等鉆孔工具沿裂縫兩側(cè)鉆孔，鉆頭直徑14mm，鉆孔角度宜在30°±10°，鉆孔深度約500mm，鉆孔必須穿過裂縫，鉆孔與裂縫間距100mm左右，鉆孔間距約200300mm。3）、埋咀：在鉆好孔內(nèi)安裝灌漿咀（又稱止水針頭），并且用

14、專用工具擰緊，使灌漿咀周圍與鉆孔之間無空隙，不漏水。4）、 洗縫：用高壓清洗機(jī)以6mpa壓力水向灌漿咀內(nèi)注內(nèi)潔凈水，觀察出水點(diǎn)情況，并將縫內(nèi)粉塵清洗干凈。5）、封縫：將洗縫出現(xiàn)滲水的裂縫表面用抗?jié)B1號(hào)（堵漏型）進(jìn)行封閉處理，以防跑漿。6）、灌漿：使用高壓灌漿機(jī)向灌漿孔內(nèi)灌注pu灌漿止漏膠。立面灌漿順序由下向上，平面可從一端開始，單孔逐一進(jìn)行。當(dāng)相鄰孔開始出漿后，保持壓力35min，即可停止本孔灌漿，改注相鄰注漿孔。7）、拆咀：灌漿完畢，確認(rèn)不漏即可去掉或敲掉灌漿咀，并清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。8）、封口：用抗?jié)B1號(hào)（堵漏型）進(jìn)行灌漿口的修補(bǔ)，封口處理。堵漏工作完成后，清理施工現(xiàn)場，觀察，若有遺漏再進(jìn)行補(bǔ)注。6、化學(xué)灌漿堵漏施工過程注意事項(xiàng)1）、施工時(shí)操作人員必須佩戴防護(hù)眼鏡、橡膠手套等勞動(dòng)安全防護(hù)用品。，以防止?jié){液濺入眼內(nèi)，如不慎濺入眼內(nèi)，應(yīng)立即用清潔水沖洗并盡快去醫(yī)院治療。2）、施工現(xiàn)場嚴(yán)禁煙火。丙酮、灌漿料均為易燃危險(xiǎn)品，施工現(xiàn)場要遠(yuǎn)離火源，通風(fēng)良好。3）、鉆孔時(shí)注意電錘傷人，高壓管路保持暢通，防止爆裂。灌漿設(shè)備用完，要及時(shí)清洗干凈。7、結(jié)束語通過用高壓化學(xué)灌漿機(jī)灌注灌漿止漏膠，對(duì)廠房滲漏點(diǎn)的滲水情況順利得到解決。通過施工實(shí)踐，采取上述施工技術(shù)，很好的控制了結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位的滲漏水現(xiàn)象，為同類工程結(jié)構(gòu)的滲漏水處理積累了一些經(jīng)驗(yàn)。事實(shí)證明，這套堵漏