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浅谈下坂地水利枢纽工程混凝土裂缝灌浆材料和施工工艺

日期：2014-12-29 9:09:05　来源：互联网　浏览数：
　

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一、工程概述[1]
    切实落实“生态补水”“结合发电”“春旱供水”是水利工程建设的主要目的，地处叶尔羌河支流的塔什库尔干河中下游的新疆下坂地水利枢纽工程，就是这样一座II 等（2）型综合性水利工程。该工程总库容量达到了8.26 亿m3，蓄水位共计2,960m，该水站共计150MW 装机。该枢纽主要是由导流泄洪兼防空洞、拦河坝、地下电站厂房与引水发电洞四大部分所组成的。2006 年4 月开工建设，2010 年1月下闸蓄水运行。
    工程地处帕米尔高原高寒山区，建筑物在海拔3,000m以上，坝区地震设防裂度8.5 度。工程区年平均气温3.4℃，多年平均相对湿度39.5%，昼夜温差大，由于特殊的气候条件，在导流泄洪洞闸井（64m 深）混凝土的施工中虽然采取了温控等措施，还是产生了少许温度裂缝，在水库蓄水后出现裂缝渗水。为保证混凝土的耐久性、强度及工程的运行安全，采用了当前通常使用化学材料封堵裂缝及缺陷处理，并同时对混凝土进行补强的做法。
    二、材料选择
    采用ZG 瞬间堵漏胶对漏洞进行紧急修补；灌浆主要采用KGM 化灌材料；防水宝与防水砂浆具有非常强的抗渗补性；弹性变形止水材料主要采用BW 止水条、ZG 密封胶、SPZ 复合止水板以及821BF 膨胀止水条；TS 堵漏宝作为防渗堵漏和结构补强材料。
    1．KGM 化灌材料
    KGM 不仅具有非常好的可灌性，同时期粘度也较低，是一种新型的灌浆材料。KGM 又可分为A、B 两种材料，在使用时主要以1：1 的比例进行调和，在30min~24h 内能聚合固化，膨胀止水。KGM 所具备的以水止水和弹性止水的功能，可对变形缝的漏水有非常好的处理效果，其主要性能指标详见表1。

    若仅使用B 料，因其伸缩性能的独特性，是一种效果非常好的伸缩缝灌浆止水材料，由于该材料能够与水作用产生相应反应，所生成的固结体其硬度非常好，可达到40±8 邵尔A。具体性能见表2。
    2．821BF 膨胀止水条

    3．BW（自粘性）Ⅱ型止水条
    当止水条与水反应后，其体积会迅速膨胀，将存在的缝隙迅速填补起来，可迅速达到止浆或止水的目的。见表4。

    4．ZG 密封胶
    ZG 密封胶具有非常好的延展和粘附力，这两大性能可使其密封性能大大提升，在抗老化上效果非常显著，针对施工缝、伸缩缝以及接缝上均有着非常好的密封效果。见表5。

5．防水宝
防水宝是一种呈现为粉末状态的无机防水材料。防水宝可水中直接进行各种操作，其即使进入水中也不会分散，不仅如此，在其中混入催化料后，可使其在水中的凝结性能更好，强度也不会因此而出现下降；此外，防水宝的基面粘结性能也非常好，即使在背水面施工也能够达到非常好的稳定性；防水宝的寿命也非常长，几乎与混凝土无较大差异。见表6、表7。

    防水宝砂浆是一种将防水宝I 型作为母料的材料；
    6．TS 堵漏宝
    TS 堵漏宝主要用于紧急堵漏，其是具有非常好的水硬性。TS 堵漏宝堵漏主要是通过其固结之后所具备的弹性，使其能够将应力裂缝、温度裂缝迅速填补，使其能够正常变形，达到非常好的补漏效果。见表8。

    7．其他主材
    防渗堵漏施工选用525#普通硅酸盐水泥，选用本地产洁净中砂。
    三、裂缝灌浆施工工艺流程
    1．渗水裂缝背水面封堵施工步骤
    （1）骑缝凿“U”形槽，规格：宽200mm×深150mm；
    （2）对开凿后的“U”槽部位进行清理，并对其进行彻底清理，尤其应加强主缝两边渗漏源钙化物等的清理；
    （3）以主缝为轴线，运用电锤对其距离7-8cm 的两侧进行钻孔，每孔之间距离应保持在30cm 左右，孔径则取10mm，深度应保持5cm；
    （4）采用膨胀螺栓进行安装，选用规格为8×10mm。
    （5）沿主缝两侧12cm 处用电锤按100cm 间距钻450 斜孔，孔深30cm，孔径Φ10mm，沿主缝中心线按200cm 间距钻垂直孔，孔深200mm，孔径Φ10mm；
    （6）冲洗孔洞后用ZG 瞬间堵漏胶预埋灌浆管；
    （7）将8mm 半圆灌浆管以中线为中心进行埋设，采用ZG 瞬间堵漏胶将缝线填补。应注意将漏水缝中心线与半圆管开口对准，再将导气管或灌浆管放置两端；
    （8）将821BF 止水条沿着中缝进行安装，由于其抗高水压性能较强，故常运用到施工缝或变形缝的堵漏中，通过这种方法，可使止水条的膨胀止水功能得到最大限度的发挥，起到非常好的以水治水的效果；
    （9）对开凿槽进行回填时，运用TS 堵漏宝使其高度达到80mm；
    （10）将GB 型止水条沿着中缝进行安装。首先，采用镀锌铁丝对膨胀螺栓进行布筋处理；其次，将防水宝I 型作为母料，运用525#硅酸盐水泥，将中沙以1：10：10 的比重进行调和，再进行回填，使其能够恢复至以往的平整、水平面、收光和压实；
    （11）通常情况下，7d 后封面封闭材料即可达到较为理想的强度，此时，即可开始压水试验。压力仅需要化灌压力的80%即可，在完成水压测试后，可采用高压空气（0.4MPa）对缝面和管路进行鼓吹，使水分能够被快速蒸发。
    若时间不够充足，无法延后，则还可采用灌注适量的丙酮来帮助水分的排除，随后再运用纯压法来完成化学灌浆。灌浆机具运用手掀泵，运用KGM 作为磁疗，将A：B 料按照1：1 的比例进行调和。若串漏现象较为严重，则可在其中加入0.5%催化剂，再一端买入导气管，另一端则用于进浆，所有填埋方式行水平式填埋。若行上下式埋管，其下端则必须用作进浆口，当然上端自然而然应用于导气管或导水管的谭卖。
    在行灌浆时，最开始时，其压力应控制在0.3-0.3MPa 之间，直至导气管浆液填满为止，随即可将导气管扎紧，持续向其加压，使压力能够达到0.7MPa ，直至进浆速率低于1.0ml/min，在持续给予其0.4MPa 的压力，时间必须持续10min 以上。若零星漏浆现象非常严重，则必须运用TS 堵漏宝对其进行及时处理，漏浆得到及时修补后，可继续进行补灌。若发生串漏现象且情况较为严重，则应当对催化剂的比例进行调整或运用间歇法进行处理或提前将灌浆终结。特别注意的是，化灌时要先灌主缝，待灌浆材料初凝后然后才能进行垂直孔和斜交叉孔的化学灌浆；
    （12）在完成化学灌浆处理后，通常情况下，三天时间内即可将管割开，再对管口进行封堵处理。
    2．漏水点封堵施工步骤
    （1）将漏水点作为开凿的中心，开发一个“U”形孔洞，开凿规格：宽200mm×深150mm；
    （2）在对基面进行清理时，可运用钢丝刷，对其进行彻底清理；
    （3）在进行打孔时，运用电锤进行打孔，深度应保持15~20cm，孔之间间距10mm，孔均为斜交孔，倾斜角度应达到75°左右，必须标准临近的孔与孔之间能够相互交叉，使渗水能够融入到孔内；
    （4）灌浆管应选择规格为8mm 的，选其中一根作为导水管或导气管，另一根则用于进浆管，封孔和埋管均主要采用ZG 瞬间堵漏胶；
    （5）孔内底面采用TS 堵漏宝作为封堵，使渗水能够经由导水管渗出；
    （6）连续进行48h 的洒水养护，养护后可运用防水宝防水砂浆以1：10：10 的比例进行调和，对砼基面进行回填，注意将平面找平、抹实；
    （7）洒水湿养护7d 后即可进行化学灌浆，灌浆工艺同上。
    3．混凝土缺陷修补施工步骤
    （1）沿缝将缺陷混凝土周边不密实部分凿除干净，开凿时，不得割断或扭弯原有钢筋，开凿金属管等预埋件接触部位混凝土时，要轻敲细琢，保证预埋件不受损坏；
    （2）清理开凿部位，用钢丝刷彻底洗刷干净；
    （3）用电锤在“U”型槽斜面钻深50mmΦ10mm 圆孔，间距20cm（视缺陷面范围而定），然后安装Φ8×100mm膨胀螺栓；
    （4）用TS 堵漏宝净浆（水灰比0.3）沿槽底及开凿毛面进行回填、压实，注意用手抹密实，回填至原有砼面，注意防水砂浆和膨胀螺栓要抹密实，结合良好；
    （5）湿养护14d。
    四、施工质量
    经观测，采用新型的化灌封堵材料和先进的施工工艺，封堵后的裂缝不在渗水。建筑材料、施工工艺符合《地下工程防水技术规范》（GB50108—2002）及《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001），化灌处理后的渗水裂缝满足相关部位抗压、抗渗、抗冻、抗裂（抗拉）、抗风化、抗侵蚀等要求，施工质量符合GB50208—2002《地下防水工程质量验收规范》。