某水庫輸水隧洞滲漏分析及其灌漿處理

文∕王春永、孫杰

1 前言

某一個水庫是屬于中等類型的水庫，建設在2008年，在已經竣工的初始時期水庫正式運行的階段，有工作人員發現整個水庫出現了蓄水以及滲漏的情況，在輸水洞前方的第五節洞壁上存在著環形的裂縫且都有著凹凸不平的沉陷問題，還發生了不一樣程度的噴射狀滲水情況。為了在第一時間處理此種問題，讓水庫可以完全體現出應有的項目效益，防止產生更多的意外事故，就一定要真正從源頭上開始著手，消除安全隱患。

2 工程概況

該水庫屬Ⅲ等中型工程，水庫功能以防洪、供水為主，兼顧改善周邊環境等。主要建筑物有土壩、溢洪道及輸水隧道等。按照100年一遇洪水設計，1000年一遇洪水校核。設計正常蓄水位293.47m，校核洪水位293.63m?？値烊轂?228 萬m3。大壩屬于黏土心墻石渣壩，最大壩高40.65m。輸水隧洞包括進口引渠、涵洞及出水管等。涵洞進口底板的最頂端高程是255.20m，出口底板的高程是254m?；炷练胶捻敯搴穸仁?.8m，底板的厚度為1m。

隧洞工程穿越地層巖性為花崗斑巖，基本屬于弱風化，工程地質條件良好。輸水隧洞的第二到六節洞身基礎坐落在弱風化花崗斑巖的上方，在基巖和混凝土墊層接觸方位之下0.5 到1m 的巖芯則呈現出碎塊狀況，ROD 數值就在百分之零到百分之三十以內。基巖長時間受到上方荷載所帶來的壓力，在開展鉆探取樣的環節中會受到各種機械的影響以及本身應力釋放而造成的雙重作用，從而出現破損情況。整個工程地質的巖石比較軟，是屬于中硬度巖石，除了LS6 是屬于較軟性的巖石以外，其它所有孔巖石全部屬于中硬巖。據最新檢測結果表示，取水塔和土壩軸線以內的第二到五節隧洞都有著不一樣程度的裂縫及滲漏，呈現出噴射現象，滲漏問題十分嚴重。而裂縫大多在每一節貼近結構縫周邊的兩到五米處。第四節隧洞的滲漏情況尤為嚴重，頂端以及兩側都出現了三道環狀裂縫，這當中側壁洞身部位的裂縫大致在兩到三毫米左右，底板處的裂縫大致在1.5 到4mm 左右。同時在第四個節點與第五個節點的洞子結構縫處出現了豎向相對位移大致為2.5cm，第五個節點的位移十分大同時伴有下沉的情況。第五處節點有著兩道裂縫，頂板以及側壁上所存在的裂縫是一到二毫米，底板處的裂縫約為1.5mm。除此之外，輸水隧洞第二節點部位的涵洞又多了一處環向裂縫，第五處的節點也出現了兩個環向裂縫，第六個節點處裂縫的總數量更是有所提高，其表明輸水隧洞裂縫數量隨時間的增長呈現出上升趨勢。

3 水庫輸水隧洞滲漏原因分析

輸水隧洞出現滲漏情況關鍵是在不均勻荷載所造成的影響下，所發生的不均勻沉陷，再加上洞身混凝土或者是墊層的混凝土原本強度并不是很高，洞身主要的承載力數值較差，就導致洞身發生下沉。出現裂縫的因素有以下幾種：其一就是，借助鉆芯法來對整個輸水隧洞的洞身進行檢驗以后，發現其平均強度卻只有C17，混凝土的強度則有著C25。洞身上的混凝土實際強度無法滿足設計標準，再加上洞壁出現了不相同類型的沉陷，這就讓以往洞身結構最基本的受力狀況出現了一定的變化，遠遠超過了結構設計的具體工況，也讓洞身的縱向承受了較強壓力；洞身混凝土原本的強度并不是很高，所受到的拉應力也大大超過了鋼筋混凝土自身的拉應力，而混凝土也遭到了相應的剪切損壞，應力也就在多個裂縫處被完全釋放，進而致使洞身出現了大量的環向裂縫。

其二因為施工周期尤為緊張，對墊層混凝土開展的施工被設置在十月下半旬左右，為了在有限的時間內完成任務，就開始在晝夜進行施工，而夜晚最低氣溫卻遠遠在零度以下。一些墊層混凝土并沒有根據冬季建設標準來開展，在第二年春季四月最下旬就可以看出一些墊層混凝土最表面受到氣溫的影響而變酥，整個墊層的實際強度也達不到預期，在對表層進行清除以后再次澆筑一定量的墊層混凝土。墊層混凝土的粗骨料就產生了十分集中的情況，粗骨料非常少，且尤為不均勻，這就致使墊層混凝土本身的強度數值特別低。所設計的輸水隧洞的墊層混凝土實際強度是C15。對整個墊層混凝土具體的抗壓能力進行檢驗，就可以發現數值在C9.5 到C19.7 之間，折算到28d以后，其平均強度則是C9.9。

其三輸水隧洞的整個洞身位于弱風化花崗斑巖之上，在基巖和混凝土墊層接觸方位之下零點五米到一點零米的巖心則呈現出碎塊狀，RQD 數值就在零到百分之三十之間，基礎巖石地基本身的承載力并不是很強，極易出現凹凸不平的沉陷。其四建基面十分不均勻且不平整，混凝土墊層的實際厚度也并不相同，墊層混凝土所受到的拉應力也有著較大的差異，非常容易出現不均勻的沉陷。其五輸水隧洞在運行多年以后，并未對洞口使用保溫策略，所以在溫度應力造成的影響下，就會出現部分非常微小的裂縫。

4 水庫輸水隧洞滲漏處理措施

4.1 回填灌漿

在對原輸水隧洞的第一節到第十二節涵洞的鋼筋混凝土內壁進行鑿毛以后綁扎好鋼筋，需要應用二級鋼筋。分階段借助泵送混凝土對整個鋼管外開展高自密實性能的混凝土回填，高自密實性能混凝土擁有較強的高流動性以及填充性，其所完成的填充密度十分高?；炷帘旧淼木唧w強度數值為C25，抗凍標號是F200，抗滲漏標號是W8。回填灌漿的實際范疇是整個鋼管頂端的一百二十度角度，回填灌漿需要設置成三排，一共要有一百零一個孔，孔的大致深度要到已有鋼筋的混凝土壁。在澆筑混凝土以前就應該完成好預埋DN40 的回填灌漿管工作，一定要分成兩序孔進行施工，從十分低的部分開始，然后朝著較高的部分做好推進，要將灌漿壓力調整到0.30MPa。鋼管和所有外包混凝土之間一定要接觸灌漿，因為混凝土達成凝固以及冷卻收縮的周期尤為漫長，所以接觸灌漿最好在襯砌混凝土且結束澆筑的六十天以后開展。鋼襯接觸灌漿的實際部位與灌漿孔的實際部位必須要在現場經過嚴格的敲擊與檢測。對面積超過0.5m2的脫空區域做好灌漿，對所有單獨的脫空區域進行布孔都應該不少于兩個，最低的區域與最高的區域都需要做好布孔工作。在鋼襯上進行鉆孔且灌漿的時候可以借助磁座電鉆，孔徑則為 20mm。 接觸灌漿的壓力要調整至0.08MPa。使用濃水泥漿，水灰之間的比例是0.5∶1。在結束灌漿以后需要使用絲堵加焊或者是補法封孔，孔口應該借助砂輪進行打磨，做好防腐處理工作。

4.2 基礎固結灌漿措施

輸水隧洞所澆筑的鋼筋混凝土實際方含地板的厚度為0.8m～1m，下部底端的混凝土墊層具體厚度是0.8m～3.6m，其下部分則是弱風化花崗斑巖。因為地基有著凹凸不平的沉陷情況，若是想增強巖體本身的抗變形能力就一定要對輸水隧洞做好固結灌漿工作。要將灌漿孔設計成長方形，設置成兩排，灌漿則要秉持著分序加密的準則開展，沿著河水的流動方向分為兩序進行施工。發現在洞內使用鉆機開展施工的空間非常狹窄的時候，要把排與排之間的距離制定為1.7m，灌漿孔則要距離混凝土洞壁有著0.3m。灌漿孔之間的距離必須是1.85m 到2m，一共要設置160 個孔。對于實際沉陷程度十分大、裂縫非常多的第二到七節洞底板灌漿則要設置成密實的鉆孔，孔與孔之間的距離要有1.85m；對于沉陷程度尤為小、裂縫并不是很多的第八到十三節和一節洞底板灌漿就要設置成疏松的鉆孔，孔與孔之間的距離為兩米。在意識到輸水隧洞方涵的主要寬度是2.3m 時，就要盡量擴大基礎巖石的實際灌漿范疇，要將灌漿孔的鉆孔制定成傾斜角度，豎向傾斜度必須是五到十度。灌漿孔的所有灌漿段長度一定要在2m～5m，這當中鉆孔編號是1～120 的墊層混凝土下灌漿段的主要長度則為5m，豎向傾斜度需要設計成五度；鉆孔編號是120～160 的灌漿段長度要維持在2m，豎向傾斜度是十度。按照先導孔的具體灌漿情況，像是巖石碎裂程度太大、節理縫隙太多等等，灌漿段的孔深就能夠從兩米擴大到5m。

5 結語

總而言之，在對水庫輸水隧洞滲漏問題做好處理施工以后，經過兩年的周期，輸水隧洞的運行情況仍舊良好，水庫的整個蓄水位也逐漸達到278m 之上，滲漏問題也獲得了有效地解決，在對大壩進行長時間的觀察后發現并未產生滲漏通道。并且還完善了洞身斷面，洞徑也有著一定的縮小。安全隱患確實得到了徹底的根除，也防止大型事故再次出現。