淺談輸水箱涵混凝土缺陷滲水處理經(jīng)驗(yàn)

李 超，丁紅妹

（南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局天津分局，天津 300000）

1 輸水箱涵滲水情況

輸水箱涵主體為埋入地下3孔4.4 m×4.4 m有壓輸水箱涵,設(shè)計(jì)輸水流量50 m3/s，加大輸水流量60 m3/s。工程為I等工程,主要建筑物均為I級建筑物。

工程巡查人員巡查時(shí)發(fā)現(xiàn)，輸水箱涵右邊線外約0.5 m，積水面積約1.5 m2。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，出水點(diǎn)附近無灌溉和其他地下供水設(shè)施，初步判定為輸水箱涵滲水。

在輸水箱涵頂板以下約3 m位置鉆取伸縮縫的閉孔泡沫板后，發(fā)現(xiàn)伸縮縫下游側(cè)輸水箱涵邊墻內(nèi)部存在混凝土孔洞。現(xiàn)場在滲水集中部位采取導(dǎo)流措施后，決定繼續(xù)向下開挖，以查找混凝土缺陷的具體范圍。

開挖至輸水箱涵底板位置，經(jīng)檢查輸水箱涵邊墻施工縫以下無出水現(xiàn)象，但在施工縫以上，寬度約0.8 m、高約1.9 m范圍內(nèi)存在多處出水點(diǎn)。在出水范圍內(nèi)的混凝土表面用電錘試探性鉆孔，鉆孔深度1 cm~3 cm，多個(gè)孔出水，用錘子開展敲擊檢查時(shí)，敲擊點(diǎn)也有洇濕或出水現(xiàn)象。

經(jīng)過現(xiàn)場測算，現(xiàn)階段出水量約為30 m3/h。滲水部位見圖1、圖2。

圖1 滲水輸水箱涵縱剖面圖

圖2 滲水輸水箱涵橫斷面圖

2 成因分析

滲水位置輸水箱涵為3孔4.4 m×4.4 m G1型，頂板、底板、邊墻和中墻厚度均分別為0.60 m、0.65 m、0.55 m和0.45 m。滲水部位在輸水箱涵右邊墻上，位于伸縮縫和底板施工縫交接部位，寬0.8 m，高1.9 m。

根據(jù)滲漏部位所處位置判斷，輸水箱涵滲水原因可能是因混凝土的配比、和易性、塌落度等參數(shù)偏離設(shè)計(jì)要求，加之在混凝土澆筑過程中振搗不充分、不到位，從而導(dǎo)致混凝土澆筑不密實(shí)。

結(jié)合現(xiàn)狀情況，初步判斷無結(jié)構(gòu)安全問題。根據(jù)現(xiàn)場打孔感覺和滲漏情形來看，該部位混凝土比較松散，存在混凝土面滲和打孔后的孔流現(xiàn)象。由于混凝土松散面積較大，且位于止水帶部位，極有可能形成了混凝土與止水帶之間的滲漏通道，因此看到了伸縮縫也漏水。

3 輸水箱涵滲水處理方案分析

3.1 處理?xiàng)l件分析

輸水箱涵在通水運(yùn)行條件下，滲水壓力較大，最好的情況是停水排空或減壓處理，其次是帶壓進(jìn)行處理。

目前輸水流量較小，具備單孔停水作業(yè)條件，但是排空比較困難，因此，降低內(nèi)水壓力幅度不大。如果帶壓作業(yè)，灌漿孔的安裝固定比較困難，在這種情況下，不適宜加固灌漿，只能進(jìn)行封堵處理。混凝土加固處理在排空檢修情況下進(jìn)行。

3.2 方案分析

根據(jù)以上分析，處理方式存在內(nèi)部和外部兩種方式，簡述如下：

（1）輸水箱涵內(nèi)部加固處理

該方案在輸水箱涵排空后進(jìn)行內(nèi)部處理。內(nèi)部處理為永久加固方案。

由于內(nèi)外部所顯示的混凝土松散范圍并不完全一致，對現(xiàn)在已開挖部位宜檢測松散范圍，以便在內(nèi)部加固處理時(shí)處理范圍更準(zhǔn)確。內(nèi)部環(huán)氧砂漿加固處理范圍，應(yīng)在外部檢測和內(nèi)部檢測的基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合確定。

（2）輸水箱涵外部應(yīng)急處理

根據(jù)目前輸水箱涵內(nèi)水壓力以及滲漏情況，外部應(yīng)急處理簡述如下：

由于目前混凝土松散范圍比較小，能維持輸水箱涵結(jié)構(gòu)安全，故此，以堵漏劑封堵滲漏通道為主。

3.3 內(nèi)部加固方案工藝說明

內(nèi)部加固方案需在輸水箱涵單孔排空條件下進(jìn)行。

加固材料采用環(huán)氧樹脂砂漿，可以封閉滲漏通道和加固混凝土。

伸縮縫滲漏問題，采用SR膠+胎基布+手刮聚脲的方案對伸縮縫進(jìn)行處理。

3.4 外部應(yīng)急灌漿封堵方案工藝說明

外部應(yīng)急灌漿封堵采用TPT型材料。TPT-2型材料具有吸潮或遇水反應(yīng)固化的特點(diǎn)，漿液黏度低可滲透到混凝土細(xì)微裂縫，TPT-1型材料具備再遇水再膨脹的功能。

第一次施灌速凝性的TPT-2型水性灌漿材料。為保證灌漿充填密實(shí)，需進(jìn)行第二次施灌，需要在灌漿材料中添加膨脹型的TPT-1型的油性材料，TPT-1型和TPT-2型材料進(jìn)行混合時(shí)采用1∶3~5的比例，并攪拌均勻。

外部應(yīng)急灌漿封堵灌漿孔布置在滲水輸水箱涵距伸縮縫10 cm處，孔距30 cm，孔深至外層鋼筋內(nèi)側(cè)5 cm，按照一般規(guī)律，應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)最終確定。由于暫未摸清混凝土松散狀況，灌漿過程中，可根據(jù)混凝土出水情況調(diào)整灌漿或增加灌漿部位。

為避免伸縮縫漏漿，可采用水不漏對伸縮縫進(jìn)行封蓋。在滲水點(diǎn)位置采用水不漏預(yù)埋導(dǎo)流管。

灌漿壓力施工中應(yīng)隨時(shí)觀察修正，最終壓力的控制既要保證漿液的灌入，又要防止由于壓力過大導(dǎo)致串漿引起的混凝土破環(huán)的漏漿現(xiàn)象。灌漿過程中應(yīng)逐級提升灌漿壓力。必要時(shí)采用速凝高的材料進(jìn)行專門處理。

4 輸水箱涵外部應(yīng)急處理

4.1 設(shè)置引流孔和水不漏封堵

滲水處，沿伸縮縫及側(cè)墻部位進(jìn)行引流和水不漏封蓋處理。伸縮縫部位設(shè)置引流管4根，伸縮縫下游側(cè)墻處2根引流管，進(jìn)行滲水導(dǎo)流。對滲水部位和伸縮縫采用土工布條和水不漏進(jìn)行表面封堵。

目前，布設(shè)的6根引流管出水情況正常，并已在各導(dǎo)流管增設(shè)閥門，墻面及伸縮縫封堵位置無出水情況。全部將導(dǎo)流管閥門關(guān)閉后，伸縮縫兩端和封蓋混凝土與墻體間均有少量出水，并已使用水不漏對出水部位進(jìn)行了封堵。

已設(shè)的6根引流管中，出水量最大的為2號、5號兩個(gè)。經(jīng)閥門關(guān)閉試驗(yàn)，根據(jù)各引流管的出水量變化，發(fā)現(xiàn)1號、2號、3號引流管具有一定的相關(guān)性，4號、5號、6號引流管（其中5號和6號位于混凝土墻體中）具有一定的相關(guān)性。

圖3

4.2 滲漏處側(cè)壁增加鋼筋混凝土封蓋

滲漏部位處，設(shè)置間距0.2 m橫向和縱向錨固筋。橫向錨固筋12根、縱向錨固筋6根，鋼筋為Φ12，鋼筋兩端采用膨脹螺栓固定。

圖4 滲水位置加橫向、縱向鋼筋錨固

在封堵部位加鋼筋錨固后，對滲水部位設(shè)置模板，寬度為1.1 m、長度為2.2 m、厚度0.1 m，采用C30混凝土進(jìn)行澆筑，形成保壓封蓋。

4.3 灌漿封堵方案

該部位滲漏封堵擬采用大流量低壓灌漿和小流量高壓灌漿相結(jié)合的封堵方式。

4.3.1 裝高壓注漿頭

灌漿前，在伸縮縫處和墻面布設(shè)高壓灌漿孔，并安裝注漿頭，注漿孔的布設(shè)位置見下圖。注漿孔采用電錘在封蓋混凝土表面垂直鉆孔，注漿孔的鉆孔深度以鉆孔出水為準(zhǔn)，最大不超過原混凝土墻體內(nèi)5 cm。

安裝注漿頭時(shí)，鉆孔孔徑不得擴(kuò)孔，能牢固安裝注漿頭為準(zhǔn)，亦可采取土工布包裹、水不漏封堵等措施，保證注漿頭安裝牢固。

圖5 注漿孔、導(dǎo)流孔布置示意圖

4.3.2 大流量灌漿

首先，利用出水流量較大的2號、5號引流管，使用2臺泵同時(shí)進(jìn)行大流量灌漿，鑒于大流量注漿宜采用流動性略強(qiáng)的漿液，漿液配比擬采用1∶3（TPT1∶TPT2），直至1號孔、3號孔、4號孔、6號孔先后出現(xiàn)乳白色漿液。

根據(jù)出現(xiàn)漿液情況，逐步關(guān)閉1號孔、3號孔、6號孔、4號孔，繼續(xù)灌漿2號孔、5號孔，直至灌漿壓力達(dá)到0.2 MPa。

4.3.3 高壓灌漿

大流量灌漿完成，所有引流管全部關(guān)閉后，靜置5 min。再由預(yù)先設(shè)置好的注漿頭，開展高壓灌漿，漿液比例擬采用1∶2（TPT1∶TPT2）。高壓灌漿同時(shí)使用3臺注漿機(jī)，1臺在伸縮縫位置，由下至上逐個(gè)開展注漿作業(yè)；2臺同時(shí)在墻面位置的注漿孔作業(yè)，由下而上順序作業(yè)。至封蓋混凝土邊緣出現(xiàn)漿液冒出或注漿壓力明顯增大，停止作業(yè)，靜置15 min。

4.3.4 滲水觀察

封堵部位灌漿后，暫不開啟各引流管閥門，進(jìn)行24 h觀察。鑒于現(xiàn)做的封蓋混凝土跨越連接兩節(jié)輸水箱涵，如無滲水跡象，沿伸縮縫處，對封蓋混凝土開展切割，恢復(fù)輸水箱涵柔性伸縮縫功能。

切割完成后，滲水部位方可回填。

5 輸水箱涵內(nèi)部處理

5.1 混凝土處理

5.1.1 基層處理

混凝土基層進(jìn)行打磨、清除松散的混凝土，有利于舊混凝土與環(huán)氧樹脂砂漿的結(jié)合。

打磨出新鮮混凝土面，鑿除混凝土表面不超過5 cm，不留階坎基面應(yīng)平整、清潔、干燥，不得有空鼓、松動、蜂窩、麻面、浮碴、浮土、脫模劑和油污，表面強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求。

5.1.2 環(huán)氧樹脂砂漿使用方法

根據(jù)材料使用說明將A料與B料攪拌成均勻的砂漿狀即可。用抹刀涂抹環(huán)氧樹脂砂漿，涂抹時(shí)要邊壓實(shí)邊抹光。

若基面較深，可分兩次橫向縱向交錯(cuò)涂抹，每次涂抹深度為2 cm~3 cm，中間增加一層鋼絲網(wǎng)。

5.2 伸縮縫處理

5.2.1 表層柔性止水施工材料

選用刮涂型SPUA-SKJ聚脲基復(fù)合彈性體系列材料。

刮涂型聚脲基復(fù)合體系材料（SKJ系列材料）能夠適應(yīng)低溫、潮濕、有水、早齡期混凝土等施工環(huán)境的特點(diǎn)。施工后的涂膜具有高強(qiáng)度、低吸水率、抗沖耐磨、抗紫外線老化、抗凍融、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，在長期浸水、水流沖刷環(huán)境下具耐久性高的特點(diǎn)。

配套底漆材料及基面修補(bǔ)材料（SKJ系列）具有現(xiàn)場調(diào)配方便、使用簡單、適應(yīng)潮濕環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

5.2.2 施工工藝及施工方法

（1）施工工藝流程

基面清理→打磨→填充SR填料→制作SR鼓包→貼胎基布→2 mm厚聚脲施工。

（2）施工方法

①基面清理

對需封閉范圍的箱涵內(nèi)壁面采用砂輪打磨，要求磨出新鮮混凝土面，不留階坎；將原伸縮縫處密封膠清理干凈，挖出深3 cm深的凹槽。

②打磨：用鋼絲刷對結(jié)構(gòu)縫及周邊附近混凝土表面淤積物進(jìn)行洗刷清理，鑿除混凝土損壞部分，并將縫面的雜物清理干凈。

③填充SR填料：在伸縮縫凹槽表面刷一層黏結(jié)劑，黏結(jié)劑刷完之后，將凹槽嵌填SR填料。

④制作SR鼓包：凹槽填滿之后，在伸縮縫及周邊涂抹黏結(jié)劑，在已經(jīng)填滿SR填料的伸縮縫上方，添加厚2 cm的SR鼓包；嵌填止水材料時(shí)，按照先縫里后縫外的原則，邊嵌填邊按壓，確保粘貼密實(shí)。

⑤貼胎基布：將胎基布平整無褶皺地平鋪SR鼓包材料表面上，并用刮板將胎基布刮平。

⑥聚脲基涂層材料刮涂施工

a聚脲基刮涂厚度：刮涂施工時(shí)，以1 mm厚度為基準(zhǔn)刮涂第一遍聚脲基材料。

b第二遍聚脲刮涂：待第一道聚脲基材料表干后刮涂第二遍聚脲材料。

6 結(jié)束語

輸水箱涵滲水處理工作是一項(xiàng)重要的工作，維護(hù)質(zhì)量和效果關(guān)系到工程運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。輸水箱涵滲水處理是一項(xiàng)復(fù)雜又需要不停探索的工作，是考驗(yàn)一個(gè)維護(hù)團(tuán)隊(duì)能否適應(yīng)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要體現(xiàn)。