淺析水電站引水隧洞混凝土裂縫化學灌漿處理

李起叢

【摘 要】本文結合某水電站工程為例，首先分析了自然災害造成的裂縫的成因以及現狀，然后闡述了裂縫的處理要求以及施工材料的選擇，最后論述了混凝土裂縫化學灌漿技術的施工要點以及施工工藝，以供同行參考。

【關鍵詞】化學灌漿；水電站；裂縫；灌漿

某水電站引水隧洞由于特大地震災害的影響而受到重創，造成了隧道之中多處混凝土出現了垮塌現象，進而引起整個隧道頂部以及邊拱出現了連續性裂縫，與此同時還出現了混凝土裂縫后變形隱患，以致隧洞無法正常使用?；谶@種情況，在處理的過程中主要是針對隧道頂部垮塌、邊拱裂縫以及底板淘刷現象較為嚴重的部位進行處理。一般在處理工作中我們主要采用對垮塌的混凝土采用錨噴掛網支護、隧洞頂部脫空地帶進行回填灌漿和混凝土裂縫化學灌漿處理。本文就這些處理方法進行分析與探討，以供同行工作參考借鑒。

0.工程概述

隧洞進水口為開敞式，孔口寬度8.0m，進口底板高程1065.00m，進口頂高程1082.50m，設平板檢修門；無壓排礫洞段長353.71m，隧道口成城門洞型，全段鋼筋混凝土襯砌，斷面尺寸為8～10m×17.5～19.7m（寬×高），末端設4個0.8m×0.8m排礫孔和18m漸變段分別與排礫廊道和圓形壓力隧洞項鏈，圓形壓力隧洞全長10100.8m，洞徑9.0m，全段采用混凝土或鋼筋混凝土襯砌。在過去受到八級特大地震災害的影響，該水電站隧洞遭受了嚴重的破壞，共垮塌23處，整個隧洞頂部基本上出現裂縫，一部分裂縫出現變形，以環形縫居多，裂縫的寬度在0.4mm～1.0cm不等。底板淘刷較為嚴重，多數存在露筋現象。

1.地震造成裂縫的現狀及成因

1.1裂縫的現狀

該水電站的引水隧道全場接近萬米，其中就其頂部的混凝土裂縫現象而言就有近8千米長，大多數的裂縫都分布在隧道頂拱之上，而縫寬一般也都在0.2～10mm之間，且多數都呈現出連續性特點。其中在這些裂縫隱患中垮塌現象多是由于混凝土環形裂縫轉變形成的，因此在工作中對這些裂縫的處理就顯得尤為重要。一般在施工之前都是通過聲波監測的手段和方法來對裂縫存在問題進行分析，對施工處理較難的地帶進行前期總結和設計，從而確保隧道裂縫修復和處理能夠滿足于工程項目要求。經過對這些裂縫采用聲波檢查得出，隧道裂縫多數都存在著較為嚴重的滲水現象，有些裂縫表面干燥但是內部卻較為潮濕。

1.2裂縫出現的成因

在上述工程的引水隧道當中，通過對該裂縫的分析，其主要是由于外界地震災害而造成的，在這些裂縫當中，有些很小的裂縫不足以使工程出現質量問題，但是在隧道中，還存在著很多較大裂縫，這些裂縫極大的威脅到了整個引水隧道的安全使用。對此，相關研究者開始采用各種手段來對這些裂縫進行觀察與測定，分析結果表明，這些裂縫的出現主要是因為隧道頂部的混凝土出現脫空的現象。如果隧道頂部的混凝土沒有出現脫空現象，那么其產生裂縫的危害也比較小。一般來說，隧道頂部出現脫空的現象主要是因為其頂部不能夠將應力有效的傳遞，以致于混凝土出現裂縫現象。

1.3裂縫處理要求

（1）如果裂縫的寬度沒有超過0.4mm，那么施工人員只需要對裂縫的表面進行處理，其主要施工步驟是：首先將裂縫中存在的各種雜物清除干凈；然后再在裂縫表面涂抹一層防水性能較好的材料，這樣就能夠有效的修護該裂縫，使其達到防水的效果，在一定程度上保證了隧道的質量，使其能夠正常使用。

（2）如果裂縫的寬度超過0.4mm，則需要施工人員采用灌漿法來進行處理，其主要措施是：1）采用相應的工具將裂縫的兩側設置斜孔，在設置過程中，施工人員必須要保證斜孔的距離與裂縫的寬度一致；2）當設置好斜孔之后再采用壓縫檢查的方式來進行測試，從而保證施工人員在灌注混凝土的過程中不會出現漏漿等現象。在采用灌漿法進行施工的過程中，施工人員一般會采用奧多為環氧漿等施工材料，而這些材料一般都是根據普通的環氧施工材料來進行施工的。在處理裂縫表面的過程中，要求漿材的強度大于1.0MPa，在水泥漿灌注的過程中，將其壓力嚴格控制在0.4MPa以內，并且施工人員在灌注過程中，一定要從最下端的斜孔開始，依次向上灌注。在灌注過程中一定要注意的是從最深的斜孔開始灌壓。等到灌注的混凝土凝固之后，一定要對其進行養護，使其強度達到設計的要求。

2.裂縫化學灌漿材料選擇

目前，由于裂縫是工程中最常見的質量通病，通過施工人員對其進行分析與探索，結果表明，當前處理裂縫最常見的方法也就是化學灌漿，這種技術由于需要采用大量的施工材料，性能差異也相對較大，所以施工人員采用該技術時一定要認真選擇材料，通常情況下，要想達到設計要求，就需要選用的材料具有以下幾點要求：（1）需要水泥漿液具有較高的穩定性，使其長期在常溫下不會有任何反應，基本結構不能夠改變；（2）需要保證水泥漿液是真溶液，并且要求該溶液具有粘度小、灌注性能高等優點；（3）需要保證施工材料具有耐久性，并對其加以控制，并且要求其不受到外界環境的影響，從而有效的防止各種有害物質的入侵；（4）在使用水泥漿液的過程中，盡量將其收縮率降到最低，而且需要固結體具有較高的粘結性，這樣才能夠在灌注水泥漿的過程中不受到其他因素的限制；（5）水泥漿液必須是高強度、無毒無害、對環境污染小的物質，這樣才能夠符合人們的要求。

3.施工要點

3.1漿材的選擇

在本水電站工程施工過程中，施工人員必須要選擇符合設計要求的材料，這樣才不會使工程再次出現裂縫。在選擇材料的過程中，施工人員該應該將裂縫出現的時間、產生的原因、分布特點等諸多方面進行綜合考慮，然后通過設計師與工程師共同協作與探討，總結出滿足要求的施工措施。通過對上述水電站出現的裂縫和結構現狀來分析，施工人員往往會采用環氧漿材來進行施工，并且采用CH-40型號的潮濕型灌封膠來進行施工，我們將這兩種材料運用于施工中，其中環氧漿材主要用于主要的結構材料，而潮濕型灌封膠則用于一種輔助材料，在施工過程中，將這種輔助材料的壓力嚴格控制在6MPa之內，這樣就能夠達到修補與加固的效果。

3.2施工工藝

（1）表面清理。采用角磨機及鋼絲刷，對施工縫的兩邊打磨50mm的寬度，除掉混凝土表面的雜物，并用水清理干凈。

（2）鉆孔。為了減少孔內的占漿量，選用Φ16mm的鉆桿進行鉆孔，深度為裂縫縫深，封孔的鉆騎縫孔，縫窄的鉆斜孔。

（3）嵌縫。對于縫寬的裂縫應先進行嵌縫，防止漿液神羅。選用CH-3B封縫膠進行裂縫封閉。

（4）灌漿。灌漿順序是：斜縫要由里向外，由下而上灌漿；水平縫要由里向外、由一端向另一端灌漿。

4.結束語

該水電站引水隧洞裂縫處理歷時60d，在施工、設計、監理的共同配合下，圓滿地完成地震災害處理，為災區的重建貢獻一份力量，本次裂縫灌漿處理，取得很好的效果，通過竣工驗收，發電運行至今，工作情況良好。

【參考文獻】

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