李翠玲 蔣學行
河南省林州市姚村千河水電站裝機容量為820kW,輸水洞內徑為2.5m,管壁鋼筋混凝土厚度為20cm,總長近1100m。管道的上游是一敞開式漿砌石水池,出口端安裝了1臺500kW和1臺320kW水輪發電機,進出口高程差將近20m。該工程于2008年11月基本竣工,經壓水試驗,漿砌石水池和出口處的壓差為1.6MPa,流速為1.2m/s,基本能滿足發電要求。經過一年運行后,發現該電站壓力管道多處出現不同程度的滲漏現象,管道頂部和底部均出現較長裂縫,其中在80m沒有設伸縮縫的管道部分產生多條環形通縫,管道頂部和底部各有一條時斷時續的裂縫,而且縫的寬度也不盡相同。經壓水試驗,出現裂縫的部位滲漏較嚴重。
目前混凝土裂縫處理多采用沿縫埋管灌漿、沿縫鑿V或U形槽,然后用水泥砂漿、環氧樹脂砂漿、彈性或韌性膠粘劑填平等方法,但是沿縫鑿V或U形槽填剛性材料,材料會被拉開,形成新縫;填彈性材料后,為了延長滲徑,深度接近甚至大于寬度,不利于材料的拉壓變形,也難以適應面板的沉降變形,且兩種形狀下材料易被撕裂破壞,一般的彈性材料很難滿足施工的要求。由于該電站運行時間不長,裂縫是活動縫,所以用傳統方法處理很難滿足活動變形裂縫防滲處理技術的要求,為解決管道裂縫問題,必須選擇彈性材料以及合適的施工工藝進行處理。經過比選,最后采用了河南省水利科學研究院研制的高性能聚氨酯防水涂料,施工工藝借鑒渠道混凝土面板裂縫的防滲處理方法。
圖1 防滲處理示意圖
選擇的高性能聚氨酯防水涂料基本性能為:顏色為灰色或者灰白色,可現場調制;流淌性為45°混凝土面涂3mm不流淌;表面干燥時間為2h;拉伸強度≥4.0MPa;斷裂伸長率≥450%;粘接強度為1.2MPa;低溫柔性為-25℃不脆裂;靜水壓力為騎縫(縫寬0.3mm) 涂5cm寬、3mm厚,在0.3MPa下不滲漏。
磨槽。為降低管道糙率,減少水流沖刷對高性能膜的破壞,使用高性能聚氨酯防水涂料防滲處理前,要對裂縫進行磨槽處理。磨槽處理時以混凝土面板裂縫為中心線,騎縫用角磨機磨出寬6cm、深5mm的槽。磨槽后要達到槽內縫表面平整,深度均勻。
表面清理。用鼓風機清除槽內表面灰塵,確?;炷帘砻媲鍧嵏稍?,有利于提高涂膜與基面的粘接力。
設置隔離層。在槽內縫的表面騎縫粘貼薄膜或涂刷隔離劑形成隔離層,增加涂膜自由寬度,使材料能隨裂縫變形,不容易被拉壞,提高抗滲能力。
涂刷底涂劑。高性能聚氨酯防水涂料刮入槽后,與槽內壁形成的粘接力亦是防滲的關鍵。提高兩者之間粘接強度,一方面可提高防滲效果,另一方面可防止水流沖刷對高性能膜的剝離破壞。河南省水利科學研究院自主研制的DT—2底涂劑,具有粘度低、滲透力強等特點。采用DT—2底涂劑后,大大提高了高性能膜與混凝土面的粘接力。
涂刮高性能防滲材料。槽內分次涂刮高性能防滲涂料至與混凝土面板齊平,降低水流對材料的剝離作用,同時防滲材料不會阻水;涂刮厚度均勻,不得有氣泡?,F場高性能防滲涂料一次施工用多少就配制多少,避免浪費。
該施工新技術工藝簡單,方便快捷,使材料能很好地隨裂縫變形,磨槽有效延長了滲徑,起到了很好的防滲作用。防滲處理示意圖見圖1。
高性能聚氨酯防滲涂料拉伸強度高,斷裂伸長率大,適應變形強,能承受較大水壓力,彈性、耐久性好,環保無毒,顏色與混凝土顏色基本接近,施工時不流淌,滿足了工程的需要。裂縫施工技術操作簡單,方便快捷,確保了工程質量。經過防滲處理的姚村千河水電站已運行3年,裂縫處理部位無脫落及滲漏現象,取得了良好的應用效果。