分析高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補

【摘要】在水利工程中，高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌應用非常普遍，是一種經濟有效的結構形式，且在不良地質環境中，鋼筋混凝土襯砌的應用價值越發明顯。但在實際應用中，卻往往因設備故障或地質條件限制而出現一系列缺陷。據此，本案筆者結合實際案例，淺析高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補方案。

【關鍵詞】高壓引水隧洞；鋼筋混凝土襯砌；缺陷修補；施工縫

引言

高壓引水隧洞是抽水蓄能電站或水電站的重要引水建筑物，其工作水頭壓力>100m。其中，對于抽水蓄能電站，高壓引水隧洞具有引水線路長、承壓水頭高及結構形式多樣等特點。高壓引水隧洞的襯砌通常包括鋼管回填混凝土襯砌、鋼筋混凝土襯砌兩種結構形式，其中后者的應用更為普遍，且隨著我國水利水電工程施工技術的深入發展，鋼筋混凝土襯砌結構在不良地質環境中的應用已成一種趨勢。但由于高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌常因吊裝設備故障、停電或地質條件限制等因素的影響而出現缺陷，如蜂窩、施工縫夾砂及新舊混凝土接觸不好等。因此，為了消除上述水利水電工程施工中產生的隱患，應積極探索高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補方案。對此，本案結合實際案例，并針對其中存在的蜂窩麻面、施工縫缺陷，提出行之有效的修補方案。

一、工程案例

某水庫是一項具有灌溉供水、防洪和發電等功能的水利建設項目，其在水中230m高程處建了一條直徑3.5m、長980m的引水隧洞用于引水發電及其尾部是平洞、高斜洞。據資料顯示，該水庫的正常蓄水位高程是270m，發電水頭的最大值是79.5m及平均值是66m。由于吊裝設備故障、停電等因素的影響，高壓引水隧洞調壓井三通段與平洞段的鋼筋混凝土襯砌在施工中出現局部蜂窩、施工縫夾砂及新舊混凝土接觸不好等缺陷，同時竣工驗收發現山體因地質條件較差而出現漏水現象。

二、高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補

針對案例工程高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌存在的缺陷，可選用苯丙細骨料混凝土或砂漿、環氧漿液或砂漿為防滲補強材料。通過在細骨料混凝土或砂漿中按比例摻入苯丙乳液，可增強修補材料的抗彎、抗拉、抗滲性能及粘接強度；環氧砂漿由砂、灰、環氧及固化劑組成，環氧漿液由環氧、固化劑及糠醛丙酮組成，兩者都是具有粘接力好、強度高等優點的環氧樹脂，常用在重要缺陷處修補環氧材料。表1所示為上述修補材料的力學性能。

在高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷的修補中，主要涉及蜂窩麻面、施工縫等的修補，具體如下：

（一）蜂窩麻面修補工藝

在案例工程中，下平洞、斜洞及調壓井的局部都存在程度不一的蜂窩麻面現象。針對蜂窩麻面的修補，操作步驟如下：首先，先鑿除疏松的混凝土，再用清水清洗，并在干燥后，再在修補面涂刷潮濕的固化環氧漿液；其次，先回填苯丙砂漿或苯丙細骨料混凝土，再通過壓實抹平來增強混凝土面與修補材料的粘結效果，然后再用模板支撐養護7d。對此，驗收結果如下：在下平洞、斜洞及調壓井局部的蜂窩麻面處，修補后的新舊結合面粘結效果好，且外觀、強度及修補質量都與預期要求相符；調壓井三通段混凝土的外觀、強度與設計要求相符，表明高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌的蜂窩麻面修補質量達標。

（二）施工縫修補工藝

在引水隧洞三通段存在斜向施工縫，局部存在滲水現象。針對這一缺陷，具體的修補工藝如下：首先，先順縫鑿一道深5cm、寬7cm的“V”型槽及鑿除疏松的混凝土，再用清水清洗干凈，最后再采用抽條法封縫及將灌漿嘴埋設其中；其次，先將環氧漿液涂刷在“V”型槽壁上，再用環氧砂漿嵌填其中，并在壓實抹平后，用模板支撐，以保證混凝土修補面與環氧砂漿的粘結效果；第三，在養護2d后，通過壓實試驗來查驗封縫效果，并預測灌漿量；第四，從下到上交叉開展環氧漿液灌漿，灌漿壓力取0.15MPa，同時漸增灌漿壓力，并將屏漿壓力調控在0.3MPa及屏漿時間調控在10-15min；第五，在漿液膠凝后，整修修補處的外觀及鑿除不必要的環氧砂漿，并將環氧漿液涂刷在凹陷處，最后再用環氧膩子進行壓實刮平處理。對此，通過開展鉆孔壓水試驗來檢查灌漿質量，w值與設計要求相符，表明高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌的施工縫修補質量達標。

三、討論

針對案例工程，在高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷修補后，電廠隨即投入高水位發電，并嚴格開展水工日常巡視工作。在機組檢修期，通過對引水隧洞放空檢查發現，修補處理面外觀平整、粘接牢固，且無任何異常現象。總之，文中針對高壓引水隧洞鋼筋混凝土襯砌缺陷談及的修補工藝，其處理效果可保證工程的外觀與總體質量，從而消除了工程隱患，因此值得在類似工程中推廣應用。

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