化學灌漿及手刮聚脲在穿堤涵滲漏修補中的應用

【摘要】遼河臺安縣通江子排灌站穿堤壓力箱、壓力洞伸縮縫破損漏水，汛期管涌現象非常嚴重，嚴重威脅防洪安全。對滲漏及破損部位進行修補處理，阻斷滲水通道，以保證工程安全運行。通過對險工的治理，論述采用化學灌漿及手刮聚脲對此類險工治理技術措施。

【關鍵詞】穿堤險工；滲漏；化學灌漿及聚脲；技術應用

1、工程概況

臺安縣通江子排灌站位于遼河右岸通江子村，始建于1976年，重建于1994年，排水流量6.4m3/s，總裝機800kw，除澇控制面積為16.8km2，灌溉面積為13.3km2。對于灌溉排水聯合站，排水是主要途徑，灌溉為輔。2016汛期，在低水位運行情況下，壓力箱所在背水堤腳側發生了管涌現象，汛期如在高水位運行管涌現象將非常嚴重，穿堤壓力箱、壓力洞基礎淘空將非常迅速，如不及時加以治理將會產生潰壩的危險。根據現場查勘及險工專家鑒定意見，穿堤壓力箱、壓力洞伸縮縫破損漏水，嚴重威脅防洪安全。因此，必須采取有效措施，及早進行滲漏治理，阻斷滲水通道，排除險工，以保證工程安全運行。

2、修補方案設計

2.1.修補對象及范圍

通江子排灌站穿堤涵滲漏此次修補處理的重點是伸縮縫。由于發生管涌現象，在工程外部就可見明顯的滲漏缺陷，因此此次修補處理的重點首先著眼于豎井、壓力箱、連接段以及涵洞等結構的伸縮縫的修補，其次兼顧混凝土結構內部缺陷發生區域的處理，比如裂縫、集中滲漏、混凝土結構與其它結構（諸如鋼管道、鋼結構）結合面的修補處理。一旦在普查中發現這些缺陷，采取適宜的方式進行處理，以便提高工程運行的可靠性。

2.2.修補原則

（1）處理方案必須能適應各種復雜條件，適應區域內冷、熱溫度的變化，適應凍脹和凍融環境。

（2）選擇的處理時間要結合實際，合理安排，力求一次性修補完畢；

（3）應選擇適合大變形柔性材料的內外處理方法。在處理前應做好勘察、防滲等方面，對滲漏區域先進行止水處理，可選擇適應變化環境的柔性充填材料充填止水。修復后，應不影響其正常使用功能；

（4）修補后表面要具有抵抗沖刷的性能；

（5）伸縮縫表面防護材料應當具有較好的耐久性，尤其注意低溫工況下的延展性、扯斷伸長率等技術指標。

2.3修補方案

根據裂縫成因分析及處理原則，結合裂縫處理經驗和調研結果，針對國內外現有修補材料的現狀，首先選用裂紋內的化學灌漿。用手刮聚脲對裂紋表面進行封閉，必須先進行灌漿封堵處理。

2.3.1化學灌漿

高壓注漿設備是將柔性化學漿液注入狹縫內部進行封堵?；瘜W漿具有一定的強度，能夠適應裂紋的變形?；瘜W漿是一種水膨脹型柔性聚氨酯柔性材料，固結后的彈性體能較好地填充裂縫內部空間。

對施工準備化學注漿的施工工藝過程中的關鍵步驟，檢查裂縫位置和布孔、鉆孔、清孔、噴嘴的安裝檢驗和水壓，壓縮機的安裝檢查，灌漿嘴及表面裂縫暫堵，漿料制備、注漿、質量檢驗（水壓力檢測，核心檢測）?；炷帘砻媾R時堵漏磨光面的拆除及驗收。

2.3.2手刮聚脲

手刮聚脲具有優異的抗老化、抗滲、抗磨損、防腐蝕等功能。適用于混凝土的開裂。結構縫、凍融破壞等部位的修補。由于其優良的力學性能和施工方便，不需要特殊設備的許多特點，在水利水電工程中具有廣泛的應用前景，如防滲、耐磨等。

（1）主要物理力學性能

（2）低溫柔性、低溫工作性

手刮聚脲抗凍性能試驗結果表明，在-45℃的情況下仍具有較高的柔性，斷裂伸長率大于100%，抗拉強度增大。聚脲能適應高寒地區的低溫環境，特別是混凝土在低溫下的開裂變形。斷裂伸長率在低溫下下降。但低溫工作性能基本不受影響。

（3）抗沖磨性

研究表明，無論防滲型還是抗沖磨型手刮聚脲，都具有良好的抗沖磨性，而且性能優于二級配的高強混凝土。

（4）施工工藝

手刮聚脲施工為人工涂刷，通過涂刷遍數，可以很好的控制涂刷厚度及均勻性。壓力箱以及涵洞內壁缺陷集中的部位應采用手刮聚脲進行表面局部全封閉，封閉材料涂刷厚度為2mm。

手刮聚脲施工的工藝流程的關鍵步驟為：施工準備→混凝土表面打磨→混凝土缺陷修復→混凝土清洗→涂刷界面劑→手刮聚脲一遍→布置胎基布→手刮聚脲二遍以上→表面質量檢查和驗收。

（5）手刮聚脲工序技術要點

1）鋼筋頭割除，混凝土鑿毛

對于影響裂縫修補施工的鋼筋等埋件，需向業主請示，經同意后進行割除，對風化嚴重風化混凝土表面鑿深度根據現場混凝土試驗結果確定，一般20mm ～ 30mm，并鑿適合露出新鮮混凝土面。鑿后用高壓風槍清洗表面，再用聚合物砂漿回填養護。

2）混凝土凍融剝蝕等缺陷的修補

對混凝土凍融破壞（剝蝕或基坑深度大于30mm），用聚丙烯混凝土回填和養護，鋼筋錨固鋼筋網加固，以進一步提高新老混凝土之間的黏結強度和抗剪強度；

3）混凝土表面打磨、開收邊槽

手刮聚脲的混凝土區域同時存在混凝土蜂窩、脫空、凍融、剝蝕的，先進行混凝土蜂窩、脫空、凍融、剝蝕等缺陷預處理，然后磨削區域擴展到100mm邊緣外預處理。磨削深度取決于現場混凝土的質量，混凝土表面和凍融表面應磨掉，打磨后表面保持平整；

4）刷涂界面劑

界面劑要求涂刷均勻，無滲漏為薄涂層，涂層界面應保持干燥無水分；

5）布置胎基布

在界面劑干燥但未完全固化前，刮第一遍聚脲，在一小時內，將胎基布輕按在聚脲表面，并保持表面平整；

6）手刮聚脲二遍以上

在第一遍聚脲表干后，再涂刷二～ 四遍聚脲，涂層固化后厚度要求達到3mm ～ 4mm，聚脲與混凝土外邊緣保持平滑過渡。

3、結束語

化學灌漿及手刮聚脲在遼河臺安縣通江子排灌站穿堤涵滲漏險工修補工程中得以成功應用，顯示了獨特優勢。實踐證明：化學灌漿及手刮聚脲修補技術達到了滲漏險工治理的質量要求，確保了遼河堤防安全度汛。該項技術具有對原混凝土結構破壞性小、施工進度快、造價低的特點。

作者簡介：張為然（1993-），男，遼寧鞍山人，漢族，畢業于遼寧科技大學土木工程專業，現工作在臺安縣水利局從事水利勘測設計工作，技術職稱——助理工程師。