大壩壩體排水槽化學灌漿施工技術

武基民

（中國水利水電第八工程局有限公司　　長沙市　410004）

大壩壩體排水槽化學灌漿施工技術

武基民

（中國水利水電第八工程局有限公司長沙市410004）

馬來西亞沐若工程大壩為碾壓混凝土重力壩，相鄰壩段橫縫間上游面兩道銅止水之間設有排水槽，壩體上升主要采用多壩段通倉斜層碾壓連續澆筑，施工過程中部分銅止水周邊存在繞滲，為減少庫區水流入排水槽，要求對橫縫排水槽進行回填灌漿處理。如何采用合適的灌漿材料并將排水槽封堵好，是本工程在施工過程中必須研究的課題。文章在大量檢查及試驗前提下對排水槽灌漿進行研究探討。

馬來西亞大壩排水槽化學灌漿

1 概　述

沐若水電站工程攔水建筑物為碾壓混凝土重力壩，相鄰壩段橫縫間上游面兩道銅止水之間設有排水槽，施工過程中組織對大壩500m高程以下排水槽進行了壓水檢查，經過檢查部分排水槽壓水有流量，分析部分銅止水周邊存在繞滲，為減少庫區水流入排水槽，要求對橫縫排水槽進行回填灌漿處理。

根據多次專題會會議要求，項目部先后做了化學灌漿材料調查和選取、化學灌漿漿液配比試驗、現場排水槽鉆孔疏通試驗、現場化學灌漿試驗等。根據現場施工和試驗的各項數據和各次專題會會議精神，制定了本施工技術以用于大壩蓄水前壩體排水槽化學灌漿。

2 化學材料

經市場調查以及類似工程經驗，會議探討決定選擇由杭州國電大壩安全工程有限公司生產的光電牌水溶性聚氨酯化學灌漿材料，主要采用LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料對排水槽進行灌漿回填，同時購買部分HW水溶性聚氨酯化學灌漿材料對有滲水的部位進行灌漿。

2.1LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料

LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料是一種快速高效的滲水堵漏材料，對于各類工程中出現的大量涌水、漏水及活動縫防滲處理有獨特的止水效果，已在國內大量的工程中得到成功應用。

2.1.1特點

具有良好的親水性能，水既是稀釋劑，又是固化劑，漿液遇水后先分散乳化，進而凝膠固結；可在潮濕或者涌水情況下進行灌漿，對水質適應性強，在海水和pH為（3～13）的水中均能固化；經急性毒性試驗檢測，屬實際無毒類；施工工藝簡便，漿液無需繁雜配置；固結體為彈性體，并且可遇水膨脹，具有彈性止水和以水止水的雙重功能，適應于變形裂縫的防水處理；可與HW水溶性聚氨酯化學灌漿材料以任何比例混合使用，以配置不同強度和不同膨脹倍數的材料。

2.1.2主要性能指標

LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料主要性能指標見表1。

2.2HW水溶性聚氨酯化學灌漿材料主要性能

HW水溶性聚氨酯化學灌漿材料是一種快速高效的防滲堵漏補強加固材料，對各類裂縫的滲漏處理及基礎的補強加固具有明顯的效果，已在國內大量的工程中得到成功應用。

2.2.1特點

具有良好的親水性能，對潮濕混凝土基面有良好的粘結性；漿液粘度低，可灌性好，可在潮濕或者涌水情況下進行灌漿，對水質適應性強，在海水和pH為（3～13）的水中均能固化；固結體經急性毒性試驗檢測，屬實際無毒類；施工工藝簡便，漿液無需繁雜配置；固結體有較高的力學性能，適應于混凝土或基礎的補強加固處理；可與LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料以任何比例混合使用，以配置不同強度和不同膨脹倍數的材料。

表1　LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料性能指標

2.2.2主要性能指標

HW水溶性聚氨酯化學灌漿材料主要性能指標詳見表2。

表2　HW水溶性聚氨酯化學灌漿材料性能指標

3 漿液配比試驗

根據HW、LW兩種水溶性聚氨酯化學灌漿材料的性能和大壩壩體排水槽的實際情況宜選擇LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料進行灌注，大壩蓄水時候宜選用HW水溶性聚氨酯化學灌漿材料進行灌注。針對LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料做了以下配比試驗（表3）。

表3　LW水溶性聚氨酯漿液配比試驗

LW：水=100：2的配合比至90min開始硬化，120 min開始具有一定的強度。因此擬在比較干燥的橫縫采用LW：水=100：3，在濕潤的情況下采用LW：水= 100：2，而在動水的情況下采用純LW進行回填。

對LW：水=100：2、LW：水=100：3、LW：水=100：4這三種配比遇水后24h膨脹率試驗數據見表4。

表4　LW水溶性聚氨酯漿液配比試驗

4 現場化學灌漿試驗

（1）試驗部位情況。

試驗部位為基礎廊道（430m高程）至455廊道12#～13#排水槽，排水槽理論容積為1000L。該排水槽上下通水均通暢，保持孔口壓力為0.1MPa時，通水流量為（68～69）L/min，同時基礎廊道內有滲水。

（2）試驗程序。

試驗程序：排水槽通水檢查—→用高壓風將排水槽吹干—→灌漿—→閉漿—→質量檢查。

（3）試驗施工。

①2013年4月28日，對該部位排水槽進行了通水檢查。采用從基礎廊道往455廊道通水，通水時排水槽下端口（基礎廊道）壓力為0.32MPa，7min后，排水槽上端口（455廊道）出現返水，將上端口封堵后保持0.32MPa的壓力繼續通水，此時進水流量為70L/min。

②4月29日，灌漿前施工人員用風將排水槽吹干。

③4月29日上午九點，灌漿正式開始。灌漿漿液配比為∶LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料：水按= 100∶2（質量比）。灌漿從排水槽下端口灌入（基礎廊道），30min后，漿液從排水槽上端口返出，此時灌漿壓力為0.32MPa，返漿后上端口立即進行封堵，隨后提高灌漿壓力至0.45MPa，繼續進行灌漿直至排水槽不再吸漿，灌漿結束。本次試驗純灌注時間40 min，共注入漿液1275L。

（4）試驗數據分析及試驗效果。

基礎廊道（430m高程）至455廊道12#～13#排水槽，排水槽理論容積為1000L，本次試驗共注入漿液1275L大于排水槽的理論體積，而且灌漿時排水槽的上端口順利返漿，說明排水槽被漿液充填飽滿。灌漿試驗完成48h后，對排水槽充填的灌漿材料進行現場取樣，灌漿材料密實。對灌漿材料進行膨脹率檢驗，在水中浸泡24h后，漿液材料試驗塊體積由15mL膨脹為21.5mL，其膨脹率達43.3%。

5 排水槽化學灌漿施工

根據設計要求及會議精神，對前期各高程排水槽的壓水資料做具體分析，并制定出相應的詳細處理方案：

（1）化學灌漿材料。

根據化學灌漿漿液配比試驗和現場試驗情況，壩體排水槽化學灌漿使用LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料∶水按=100∶2（質量比）的配比漿液。根據現場實際情況，若排水槽內有水可調整漿液配比減少水的比重，也可選擇純LW水溶性聚氨酯化學灌漿材料灌注，或先采用丙酮趕水再灌注LW漿液。

（2）化學灌漿施工程序。

化學灌漿施工程序為：資料準備—→用高壓風將排水槽吹干—→灌漿前準備—→灌漿—→閉漿—→質量檢查。

（3）資料準備。

在排水槽化學灌漿前，應仔細查看和分析該排水槽的壓水資料，并計算排水槽的理論容積和灌漿壓力等，對有特殊情況的排水槽應采取專項灌漿方案。

（4）用高壓風將排水槽吹干。

為保證漿液的擴散范圍，應采用高壓風將排水孔吹干，根據排水槽的高度和部位確定排水的通風時間，但每條排水槽的通風時間不應少于1h。通風結束后應立即進行化學灌漿，其間隔時間不應超過30min，以防止積水回流影響灌漿效果，若間隔時間超過30min，應重新進行通風。

（5）灌漿前準備。

灌漿前應準備充足的灌漿材料，確保灌漿連續進行。化學灌漿應做好管路連接防止化學灌漿漿液泄露，開始灌漿前宜提前配置一定漿液以保證前期灌漿漿液用量。

（6）化學灌漿。

①排水槽上、下連通時，化學灌漿壓力以排水槽上端口壓力達到0.2MPa為控制標準。

②排水槽上、下不連通時，從上端口灌漿壓力按孔口壓力0.2MPa控制。

③排水槽上、下不連通時，從下端口灌漿壓力按（0.2MPa+排水槽高度×0.01MPa）進行控制。

④根據化學灌漿實際情況可以適當提高灌漿壓力，但提高灌漿壓力應得到建設部和設計相關人員的許可。

⑤應保證化學灌漿前20min的進漿流量，以確保排水槽被化學漿液快速充填飽滿。

⑥排水槽上端口返漿后應及時進行封堵，防止化學漿液外漏過多，同時保證灌漿順利升壓。

⑦當灌漿壓力達到規定值后，繼續灌注漿液無流量后即可結束灌漿。

⑧灌漿結束后，應對排水槽進行閉漿，閉漿時間不得小于24h。

6 特殊情況處理

（1）根據壓水資料排水槽上下層串通時，化學灌漿管路采用三通連接對排水槽的上下層同時進行灌注，灌漿壓力應根據上下層排水槽的總貫通高度進行計算。

（2）當灌漿量總量超過理論容積1.5倍以上，且流量較大，短時間無法結束時，可根據實際情況調整漿液配比，以保證化學灌漿能順利結束。

7 質量檢查

（1）化學灌漿完成48h后，可通過對排水槽上、下端口的灌漿漿液充填情況進行查看以判斷排水槽是否充填飽滿以及充填材料的密實度等。

（2）根據排水槽和廊道的相對位置，對有條件的排水槽可以采取鉆孔取芯的方式進行質量檢查。

8 安全文明施工保障措施

（1）參與化學灌漿施工的人員均應發放和佩戴防毒口罩和防護眼鏡。

（2）化學灌漿施工區域應做好通風保障，灌漿材料應堆放整齊，不得堵塞施工通道。

（3）化學灌漿前應對相關人員做好安全和技術交底工作，確保每個員工熟練掌握技術要求和安全注意事項等。

（4）化學漿液配備時應按要求進行，漿液攪拌和傾倒時應注意防止漿液濺射。

（5）化學灌漿的管路應連接牢固，對管路薄弱的連接處用采用二次綁扎防護，以防止管路脫離或漿液泄露。

（6）化學灌漿結束后，應立即對灌漿設備和灌漿管路進行清洗。

（7）化學灌漿材料應按要求存放在干燥、陰涼處，不應在陽光下暴曬和接觸雨水等。

（8）對施工產生的廢水和廢渣應集中收集并按要求排放。

9 結　語

本工程通過采取上述措施，經灌后質量檢查，排水槽填充密實，灌漿效果良好。后期大壩廊道的監測數據顯示，滲水量遠遠小于設計要求。施工質量取得了一定的效果，可供大家探討和借鑒。

武基民（1981-），男，安徽天長人，大學本科，工程師，主要從事水利水電工程土建施工技術質量管理工作，手機：18874289231。

（2016-06-28）