化學灌漿工藝在蒲石河抽水蓄能電站中的應用

胡 鑫，龍思佳，杜丹晨，赫巖松，孟 玲，楊 凱

（遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司，遼寧 丹東 118216）

1 化學灌漿概述

混凝土裂縫在大體積混凝土中常見，化學灌漿是最為有效的裂縫處理方法之一。 目前，化學灌漿所用漿液種類繁多，常見有水玻璃類、丙烯酰胺類、聚氨酯類、環氧樹脂類、甲基丙烯酸脂類、丙烯酸鹽類、木質素類等。針對要解決的不同滲漏、補強問題可采用不同的材料。應用較頻繁的主要為水溶性聚氨酯及環氧樹脂。一般水溶性聚氨酯遇水膨脹，防滲能力強，因此有防滲要求的部位經常采用聚氨酯作為化學灌漿漿材；而環氧樹脂因具有強度高、粘結力大、收縮小、化學穩定性好、可以常溫固化等優點，多用作補強灌漿，例如蒲石河電站下水庫溢流堰面裂縫處理。

一般化學灌漿漿液粘度低，可灌性好，可通過浸潤滲透的流動規律灌入細微裂隙；凝固時間可在幾秒至幾十小時內調節控制。化學灌漿的最佳時間為裂縫開度最大時，此時漿液易于進入裂縫，可灌性好。不同漿材有不同的適應溫度，一般情況下應盡量選擇溫度較低時灌漿，且以-10℃以上為宜。

2 化學灌漿工藝

（1）布孔。混凝土裂縫灌漿主要有騎縫孔和斜孔兩種形式。對于細裂縫，通常選擇在縫較寬的部位，騎縫埋設灌漿嘴進行灌漿；若遇到鉆孔無效果、縫內情況復雜、處理難度較大的裂縫也可局部鑿槽造成空腔作為進漿通道進行灌漿，但鑒于混凝土表面強度及一體性一般不優先采用。斜孔布孔即沿裂縫左右3～5 cm鉆斜孔，孔深根據裂縫具體情況具體分析而定，布孔間距一般控制在0.3～1.0 m。

（2）洗孔。鉆孔后，要將孔內粉塵和碎末沖洗干凈，疏通鉆孔和裂縫形成的通道。干縫應用壓風沖洗，壓力不能超過設計灌漿壓力。

（3）埋嘴封縫。封縫的目的是確保灌漿時漿液不流失且使灌漿材料將裂縫充填密實，對于斜縫灌漿亦可作永久保護。封縫止漿有兩種形式，一種是嵌縫止漿，即騎縫沿縫鑿 “V”形槽，然后嵌入止漿封縫材料，一般對于滲漏水的裂縫采用此法，但對于有一體性及有強度要求的不建議采用此法；另一種是表面封縫，即沿縫涂刷高強度封縫涂料或用環氧樹脂基液粘貼玻璃絲布2～3層，每層玻璃絲布之間以及與混凝土表面必須貼平整，不得留有氣泡和皺紋，一般對于細縫及斜縫灌漿采用此法。蒲石河電站下水庫采用高強度封縫涂料，上水庫面板采用環氧樹脂基液粘貼玻璃絲布封縫，均達到預期效果。

（4）壓水壓溶劑通風試驗。埋嘴封縫結束后，需進行壓水通風試驗，以檢查封縫是否有效，了解裂縫和各灌漿孔之間是否通暢，否則需重新封縫或埋設灌漿嘴，直至完全滿足要求方可灌漿。

（5）灌漿。經過試驗檢查后，確認封縫質量良好，無滲漏現象，即可配制漿液。裂縫灌漿可采用單孔或群孔灌漿，按由深到淺、由下而上的順序進行。灌漿壓力一般可采用0.3～0.5 MPa，或按設計提供的壓力進行灌漿。當壓力達到最高值后，應注意保持壓力穩定，直至灌漿結束。灌漿結束以恒壓不吸漿為標準，但在實際灌漿中難以達到，因此，當吸漿率小于0.01 L/min，并穩定10 min后可作為結束標準。停止進漿，即將灌漿孔上的閥門關閉，使縫內漿液在受壓狀態下凝膠固化。灌漿過程中，往往會發生縫面漏漿情況，此時應降低進漿的速度或暫停進漿，同時迅速采取有效的止漿措施，例如速凝水泥等，在盡可能短的時間內恢復灌漿，以免縫內漿液凝膠影響灌漿質量。

（6）整理縫面。待漿液凝膠固化后，將裂縫表面灌漿管鏟除干凈，孔內用高強封堵材料封填密實，表面恢復原狀。

3 化學灌漿在蒲石河電站下水庫溢流堰面裂縫處理中的應用

蒲石河抽水蓄能電站工程下水庫泄洪排沙閘溢流堰二期混凝土澆筑后，堰體表面多處出現裂縫，裂縫寬度在0.15～1 mm，根據鉆孔取芯結果表明，裂縫深度約1.0 m。為了保證工程如期蓄水，采用表面彌縫和灌漿彌縫的方法進行裂縫處理。

3.1 灌漿材料性能

根據設計要求，對寬度大于0.2 mm的裂縫進行化學灌漿處理，對于寬度小于0.2 mm細小縫進行表面封閉處理。

蒲石河水電站化學灌漿材料選用YDS-0高滲透性環氧灌漿材料；結構膠采用JGN型粘鋼膠。表面彌縫處理采用水泥基抗滲微結晶材料。材料的各項性能參數見表1、2。

表1 YDS-0高滲透性環氧化學灌漿材料的主要性能參數

表2 JGN型粘鋼膠主要性能參數

3.2 灌漿施工

灌漿流程為：鉆孔→清孔→試壓檢查 （若不通氣應重新鉆孔）→安裝測縫計→埋設灌漿嘴→縫面清理→封縫→灌漿→去掉灌漿嘴→封孔。

灌漿漿液在使用前按照廠家提供的配比攪拌均勻，漿液自制備至用完的時間不超過1 h。在整個灌漿過程中，保證迅速、均勻、連續地拌和漿液。保證制漿量與灌漿機的灌注量相匹配，加強對所有灌漿設備的維護保養，避免因設備故障而造成灌漿中斷。

用壓力灌漿機接好灌漿嘴，注入高滲透環氧灌漿料，灌漿壓力為0.15～0.3 MPa，原則上先灌斜孔后灌騎縫孔，采用由上而下的順序。灌漿方式采用間歇式，中間孔有漿液溢出時停止灌注，并保持壓力15 min左右，然后對中間孔進行補灌，反復操作直至整條裂縫灌滿為止。

發生冒漿、串漿的情況時，在不中斷灌漿的情況下采用快速堵漏、降壓的方法處理，待快速堵漏材料達到一定強度后，繼續灌漿。

3.3 處理效果

對14、29、37號裂縫進行鉆孔取芯檢驗。取芯機械為φ32 mm水鉆，取芯長度為800～1 200 mm。經檢查，芯棒外觀無缺陷，裂縫內化學灌漿料填充良好，與裂縫兩邊混凝土緊密粘接。裂縫化學灌漿效果滿足預期要求。

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