化學灌漿在修復混凝土壩裂縫中的應用

張炳芳

（中國水電第四工程局有限公司基礎分局，青海 貴德 811700）

幾乎所有的大壩混凝土工程均存在不同程度的裂縫，只是存在的部位、程度、大小、范圍不同而已，對大壩安全運行埋下了隱患。因此，必須對其進行修復處理，以保證大壩的安全運行.

1 處理方法一

1.1 裂縫分類及處理方法

首先，在處理裂縫之前，先要對裂縫進行普查、統計，按其裂縫的寬度進行分類。統計內容包括部位、類別、縫寬、縫長、裂縫位置及走向示意圖，根據普查結果，按照裂縫寬度不大于0.2 mm和縫寬大于0.2 mm逐塊分類。

其次，按照裂縫寬度不大于0.2 mm、縫寬大于0.2 mm選取典型的裂縫，分別進行現場試驗。

最后，根據試驗結果，選擇合理的處理參數，指導后期的裂縫處理。

裂縫寬度不大于0.2 mm的處理方法較多，常見的方法為裂縫兩側混凝土的鑿除→清理刷環氧樹脂（或涂底膠）→粘貼土工布（或粘貼GB三元乙丙復合板）→封邊處理（粘貼土工布可不進行封邊處理）。

裂縫寬度大于0.2 mm處理，常見的處理方法：清理裂縫表面→裂縫處打孔→鑲嵌灌漿管→水泥砂漿抹面→化學灌漿→水泥砂漿抹平。

1.2 施工工藝

（1）鑿槽。沿裂縫摳一深10 cm、寬10 cm的V型槽，要求V型槽長度兩端各超出裂縫末端10～15 cm，摳槽時遇到鋼筋處將鋼筋保留，用鋼絲刷等工具清除裂縫表面的浮土、附渣及污物等，然后再用刷子沾上酒精、甲苯等溶液清洗混凝土表面，使之保持清潔、干燥。

（2）嵌PVC半圓管。將1″PVC塑料管剖成兩半，將裂縫按其裂縫大小（一般按2 m）進行分段，將1″PVC半圓管騎縫壓在裂縫上，并用堵漏王進行壓緊、固定，半圓管兩端插入6′進回漿PVC管，并用堵漏王進行封堵及固定。

（3）M30干硬性水泥砂漿抹面。用M30干硬性水泥砂漿（摻加速凝劑、錨固劑、堵漏王）分次將裂縫填滿、抹平，每次間隔時間3～6 h。

（4）化學灌漿。水泥砂漿抹面后待凝3～5 d即可進行化學灌漿：

配漿。根據縫面漏水量的大小，在施工現場配置所需的LW水溶性聚胺脂化學漿材，存放在施工現場留待灌漿。

壓丙酮。灌漿開始前須向縫內壓入一定量的丙酮，壓力為0.3 MPa,待回漿管溢出丙酮后將回漿管扎住，保持設計壓力不變，向縫內壓丙酮。

結束條件：

①達到設計壓力后，縫內注入丙酮注入率為0 L/min時，持續30 min結束。

②未達到設計壓力，丙酮注入量已達50 L時，即可結束。

灌漿。壓丙酮結束后，即可向縫內注入LW水溶性聚胺脂化學漿材，將配好的漿材中加入固化劑（水），然后立即進行灌漿，從6′進漿管壓漿，待回漿管溢出漿材后扎住回漿管，保持設計灌漿壓力0.5 MPa，進行壓漿。

結束條件：

①達到設計壓力，縫內漿液注入率為0 L/min，持續1 h后結束。

②未達到設計壓力，縫內累計注入量達到50 L時，即可結束灌漿。

2 處理方法二

聚氨脂灌漿補縫的施工工藝：裂縫部位鑿槽→預埋灌漿管→通水洗縫→配漿及灌漿→封閉待凝→拆除灌漿管→砂漿補平。

（1）鑿槽。沿裂縫人工鑿成深60～80 mm、寬50 mm的梯形槽，鑿成后用清水洗凈，汽油噴燈烘干。注意不要在縫面上留下油污、煙塵。每隔0.8～1.5 m設一根灌漿管,視裂縫寬度，若縫較寬，則可設稀一點，反之則需加密。填埋預縮砂漿時，先涂一層環氧基液，預縮砂漿要逐層夯實，為加速施工進度，可在砂漿中摻加少許水玻璃。待凝后，在灌漿管上連接軟管，通水洗縫，水壓0.1～0.3 MPa。通水的目的：一是檢查裂縫砂漿密封情況，二是沖洗縫內淤泥，三是潤濕裂縫，提供聚胺脂膠凝所需的水。若發現某些部位漏水，可重新進行砂漿密封，確保灌漿順利進行。

（2）干硬性沙漿分層夯實。干硬性預縮砂漿配比方法為：水泥為普硅42.5級，砂的細度模數為1.6～1.8，水灰比 0.32～0.34，灰砂比 1∶2～1∶2.5，引氣劑0.2/萬，木鈣摻量0.25%。預縮砂漿的水灰比很重要，一般在氣溫10～15℃左右情況下，砂漿拌好后應靜置1～1.2 h后方可使用，目的是讓砂漿充分收縮，避免產生干縮裂縫。預縮砂漿每層2 cm厚，分層夯實，外部用泥板收平，用42.5級普硅水泥拌制的預縮砂漿的抗壓強度可達50～60 MPa，粘接力好，可承受超過1 MPa灌漿壓力不崩裂。

（3）注漿。漿液主劑為HW，LW水溶性聚胺脂，暫定混合物配合比為3∶7。水溶性聚胺脂材料為含有過量異氰酸根基團的高分子化合物，該材料注入裂縫后，以水為膠聯劑立即進行化學反應，放出CO2，逆水而上，進行擴散，并與周圍的砂、石、泥土等固結成彈性的固結體，最終達到止水目的。采用單液法注漿，注漿設備為J系列計量泵。

灌注時控制注漿壓力在0.3～0.5 MPa范圍內，若鄰管串漿則應堵塞，根據縫寬、縫深以及灌漿管間距確定每管注入量，當注入量達到預定值或進漿量很小時，換一管灌注，灌后將灌漿管封堵嚴實。灌漿完畢后待凝1～2 d，割除外露的灌漿管，用砂漿抹平。

水溶性聚胺脂初始膨脹率能夠達到100%以上，形成膠凝體以后，第一次膨脹消失，但具有很好的彈性，成為穩定的類似止水橡皮的彈性體。一般來講，水溶性聚胺脂灌漿技術適用于處理穩定型（非活動型）裂縫的防滲工程，并在裂縫開展最寬的時機 為當地最低氣溫下施工效果最好。 當水溶性聚胺脂灌漿材料在壓力作用下進入裂縫，與裂縫中存留的水或水汽—水溶性聚胺脂催化媒介結合，即刻產生化學反應并膨脹，在很短的時間內形成密實的彈性膠凝體，堵塞裂縫，達到防滲的目的。由于水溶性聚胺脂灌漿材料成膠時間很短，對于大體積混凝土來講，不可能充滿裂縫。水溶性聚胺脂灌漿材料進入裂縫的深度與裂縫寬度相關：裂縫越寬，漿液流速越大，進入裂縫就越深，灌漿效果越好。

［1］龔召熊.水工混凝土的控制與防裂［M］.北京：中國水利水電出版社，1999.