高性能聚氨酯防水涂料在姚村千河水電站管道裂縫處理中的應用

李翠玲 蔣學行

河南省林州市姚村千河水電站裝機容量為820kW，輸水洞內徑為2.5m，管壁鋼筋混凝土厚度為20cm，總長近1100m。管道的上游是一敞開式漿砌石水池，出口端安裝了1臺500kW和1臺320kW水輪發電機，進出口高程差將近20m。該工程于2008年11月基本竣工，經壓水試驗，漿砌石水池和出口處的壓差為1.6MPa，流速為1.2m/s，基本能滿足發電要求。經過一年運行后，發現該電站壓力管道多處出現不同程度的滲漏現象，管道頂部和底部均出現較長裂縫，其中在80m沒有設伸縮縫的管道部分產生多條環形通縫，管道頂部和底部各有一條時斷時續的裂縫，而且縫的寬度也不盡相同。經壓水試驗，出現裂縫的部位滲漏較嚴重。

目前混凝土裂縫處理多采用沿縫埋管灌漿、沿縫鑿V或U形槽，然后用水泥砂漿、環氧樹脂砂漿、彈性或韌性膠粘劑填平等方法，但是沿縫鑿V或U形槽填剛性材料，材料會被拉開，形成新縫；填彈性材料后，為了延長滲徑，深度接近甚至大于寬度，不利于材料的拉壓變形，也難以適應面板的沉降變形，且兩種形狀下材料易被撕裂破壞，一般的彈性材料很難滿足施工的要求。由于該電站運行時間不長，裂縫是活動縫，所以用傳統方法處理很難滿足活動變形裂縫防滲處理技術的要求，為解決管道裂縫問題，必須選擇彈性材料以及合適的施工工藝進行處理。經過比選，最后采用了河南省水利科學研究院研制的高性能聚氨酯防水涂料，施工工藝借鑒渠道混凝土面板裂縫的防滲處理方法。

圖1 防滲處理示意圖

選擇的高性能聚氨酯防水涂料基本性能為：顏色為灰色或者灰白色，可現場調制；流淌性為45°混凝土面涂3mm不流淌；表面干燥時間為2h；拉伸強度≥4.0MPa；斷裂伸長率≥450%；粘接強度為1.2MPa；低溫柔性為-25℃不脆裂；靜水壓力為騎縫（縫寬0.3mm) 涂5cm寬、3mm厚，在0.3MPa下不滲漏。

施工工序

磨槽。為降低管道糙率，減少水流沖刷對高性能膜的破壞，使用高性能聚氨酯防水涂料防滲處理前，要對裂縫進行磨槽處理。磨槽處理時以混凝土面板裂縫為中心線，騎縫用角磨機磨出寬6cm、深5mm的槽。磨槽后要達到槽內縫表面平整，深度均勻。

表面清理。用鼓風機清除槽內表面灰塵，確保混凝土表面清潔干燥，有利于提高涂膜與基面的粘接力。

設置隔離層。在槽內縫的表面騎縫粘貼薄膜或涂刷隔離劑形成隔離層，增加涂膜自由寬度，使材料能隨裂縫變形，不容易被拉壞，提高抗滲能力。

涂刷底涂劑。高性能聚氨酯防水涂料刮入槽后，與槽內壁形成的粘接力亦是防滲的關鍵。提高兩者之間粘接強度，一方面可提高防滲效果，另一方面可防止水流沖刷對高性能膜的剝離破壞。河南省水利科學研究院自主研制的DT—2底涂劑，具有粘度低、滲透力強等特點。采用DT—2底涂劑后，大大提高了高性能膜與混凝土面的粘接力。

涂刮高性能防滲材料。槽內分次涂刮高性能防滲涂料至與混凝土面板齊平，降低水流對材料的剝離作用，同時防滲材料不會阻水；涂刮厚度均勻，不得有氣泡。現場高性能防滲涂料一次施工用多少就配制多少，避免浪費。

該施工新技術工藝簡單，方便快捷，使材料能很好地隨裂縫變形，磨槽有效延長了滲徑，起到了很好的防滲作用。防滲處理示意圖見圖1。

應用效果

高性能聚氨酯防滲涂料拉伸強度高，斷裂伸長率大，適應變形強，能承受較大水壓力，彈性、耐久性好，環保無毒，顏色與混凝土顏色基本接近，施工時不流淌，滿足了工程的需要。裂縫施工技術操作簡單，方便快捷，確保了工程質量。經過防滲處理的姚村千河水電站已運行3年，裂縫處理部位無脫落及滲漏現象，取得了良好的應用效果。