淺談水工程施工混凝土防滲及加固措施

莫永新

摘要：多年來，在水工程施工中，如何做好混凝土的防滲漏和加固是一個(gè)尤為重要的問題。防滲和加固工程都是水工建筑施工中不可忽視的部分。本文簡要對(duì)混凝土滲漏的原因進(jìn)行分析，提出處理措施并介紹幾種防滲加固技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水工施工；處理措施；防滲；加固

水工施工，如隧洞，地下周圍的裂隙水在砼襯砌完成后被封閉在外，使之形成高水頭壓力，因此薄弱點(diǎn)經(jīng)常在于混凝土襯砌滲水，危及結(jié)構(gòu)的安全使用。如何更好地做到防滲漏，是液壓工程中經(jīng)常遇到的問題。

一、滲漏成因及應(yīng)對(duì)措施

（一）成因分析

在混凝土澆筑完成后，由于混凝土襯砌的埋藏式水工隧洞阻塞了滲流通道，施工縫上的薄弱處的較高水壓力造成變形縫也易出現(xiàn)漏損。

原因： 混凝土的澆筑過程中沒有采取有效的排水方法（比如：打排水孔，打上排水廊道等一整套措施）進(jìn)行導(dǎo)出排水、減少壓力。

混凝土襯砌完成以后，巖體與襯砌之間不能立即回填和固結(jié)灌漿而產(chǎn)生一個(gè)較大的空隙。新的滲流通道尚不足以形成時(shí)，在圍巖和襯砌中產(chǎn)生的體積力是真實(shí)的外水壓力。當(dāng)直接作于襯砌砼上的外水壓力迅速升高時(shí)，必然會(huì)造成在混凝土的薄弱面出現(xiàn)滲水，威脅到結(jié)構(gòu)的安全性。

（二）處理措施

在施工位置較低的新、 舊混凝土結(jié)合處，接頭的焊縫宜采取及時(shí)沖毛或鑿毛的工藝，卻因?yàn)闂l件的限制仍存留一定問題。例如，少量積水和細(xì)小的沙子在開倉前與沖倉后還會(huì)存留，同時(shí)還有入倉前的混凝土砂漿難以覆蓋全部的混凝土面，結(jié)合面不能完全振搗密實(shí)等等原因，最終使之成為了一個(gè)較薄弱的地方。在那之后，如果增大強(qiáng)度需要一定的時(shí)間，而同時(shí)外水壓力還在迅速加大，水肯定會(huì)從那里滲漏。在這種情況下，使用"先導(dǎo)后排"的方法可取得一定的效果。先導(dǎo)是第一目標(biāo)，是為了在第二次混凝土澆筑前給定好的導(dǎo)水孔提供良好的導(dǎo)排減壓條件。后排的工作是在在混凝土二次澆筑后進(jìn)行的。通過導(dǎo)水管，滲漏水能夠保證有規(guī)律且順利地排出。這樣可以實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑的強(qiáng)度的增長后，能有足夠的時(shí)間來保證混凝土的質(zhì)量。最終，應(yīng)用注漿引水的方法來實(shí)現(xiàn)阻止?jié)B透的目的。詳細(xì)的做法步驟列舉如下：

1、在邊、頂拱巖壁有滲水的洞段進(jìn)行底板施工時(shí)，應(yīng)該在施工縫的外層鋼筋與巖壁之間預(yù)留一個(gè)縱向槽，并設(shè)有6cm的鋼筋保護(hù)層。若在邊墻處沒有留下足夠的超挖空間，則需要對(duì)部分巖石進(jìn)行鑿除，以此來保證此槽的形成。

導(dǎo)排水管應(yīng)該設(shè)置在縱向槽的底部與模板之間，管材可以選用PVC管。在澆筑邊頂拱的時(shí)候，需要在縱向槽內(nèi)填充碎石，并且表面采用鍍鋅鐵皮封蓋。當(dāng)邊頂拱澆筑完畢時(shí)，為保證能夠排水暢通，需要在施工后及時(shí)通開該P(yáng)VC管。

2、在裂縫集中滲水的地方，就需要采用對(duì)排水管進(jìn)行打孔，孔內(nèi)插管排水的方案。管子采用DPVC管。沿著裂隙的走向進(jìn)行打孔，一般的孔深采用1m，孔口直徑為42mm，孔口間距為2-3m。用釘子在插入孔內(nèi)的位置開設(shè)一些小孔，并且使用砂漿或者棉紗來堵塞孔口。這樣，管道不但可以順著巖壁接到縱向槽內(nèi)，而且也可通過堵頭模板將水排到倉外。

3、在頂拱澆筑施工時(shí)，應(yīng)該及時(shí)安排施工人員舀出倉內(nèi)的積水，以此來保證倉內(nèi)積水快捷迅速的排出。在邊、頂拱砼澆筑和模板拆出的工作結(jié)束后，需要立即掃開預(yù)埋在頂部的回填注漿孔，以方便排水減壓。

可以執(zhí)行 ? ?

4、 一起在處理槽內(nèi)，回填注漿，最后，在那之后，如果隧道埋在清晰的 PVC 管沿埋孔注漿處理。具體方法如下：

（1） 沿煤層的開放的"V"形槽，槽深 x 寬度是 4-5 x 4-5 厘米。

（2） 沿輪盤賭的鉆孔煤層是后 40 厘米，直徑 25-28 毫米，炮孔深度 55 厘米。

（3） 裂紋的清洗、 清潔、 孔來實(shí)現(xiàn)一個(gè)洞，插槽，無污垢、 破碎。

（4） 排氣管和注漿孔放置，注漿是約 45 厘米長，直徑 18 毫米；排氣管是約 10 厘米長，直徑為 8 毫米。

（5）在最后回填隧洞灌漿時(shí)，槽內(nèi)余留的骨料需要進(jìn)行處理。將埋好的PVC排水管內(nèi)的清除后，繼續(xù)沿埋留孔洞進(jìn)行灌漿處理。其具體的施工方法如下：

①首先，沿著槽縫開一個(gè)“V”型槽口，槽深×寬為4-5×4-5cm。

②將縫孔沿著縫鉆整齊，孔距可以取40cm，孔徑為25-28mm，孔深取55cm。

③對(duì)裂縫、孔洞進(jìn)行清理，直到孔洞和槽縫處沒有泥垢或是碎碴為止。

④注漿與排氣管都設(shè)置在孔內(nèi)，注漿管的長度約取45cm，管徑取18mm；排氣管的長度約10cm，管徑取8mm。

⑤用速凝水泥對(duì)縫隙進(jìn)行嵌補(bǔ)，然后埋管，要求在施工中做到嵌入均勻，孔內(nèi)水泥壓的密實(shí)緊貼、平坦整齊，不許發(fā)生滲漏現(xiàn)象。

⑥將丙酮混合的漿液注入，完成后記錄下注漿壓力和注漿量。

⑦將環(huán)氧漿液注入，記錄第一次注漿的壓力為0.8Mpa，然后進(jìn)行二次重復(fù)注漿，壓力選為1.0Mpa，而后依靠逐級(jí)升壓的方式來實(shí)施灌漿。

⑧在注漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)壓力后，一定要保持恒壓10-15分鐘，以不進(jìn)漿為結(jié)束。

⑨孔口的檢查工作需要在一次注漿結(jié)束后5小時(shí)進(jìn)行，由現(xiàn)場負(fù)責(zé)人進(jìn)行檢查。若發(fā)現(xiàn)有孔口漿液不飽滿的現(xiàn)象，則必須要進(jìn)行二次注漿，直到孔口飽滿為止。

二.加固技術(shù)措施

（一）高壓噴射灌漿技術(shù)

實(shí)際在防滲工程中，相比傳統(tǒng)的混凝土防滲墻技術(shù)，高壓噴射灌漿技術(shù)在降低工程成本方面有不同的程度的作用效果。其施工便利，開挖體積小，占地面積少，同時(shí)對(duì)毗鄰的建筑物影響低等優(yōu)勢。這項(xiàng)技術(shù)大大提高了江、 河、 湖、 庫、 渠的抵御自然災(zāi)害的能力和增大了壩滲流阻力，減小了控洪的壓力。這保護(hù)對(duì)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都將發(fā)揮積極的作用，其社會(huì)效益是非常明顯。

1、鉆削過程：

泥漿固壁 （或沖擊） 鉆進(jìn)，在井孔施工過程中要防漏防堵，以保持孔的泥漿與套管鉆桿正常往返循環(huán)，直到最后一洞。鉆進(jìn)施工時(shí)注意要保持鉆機(jī)垂直，且偏斜率宜不大于1%；泥漿固壁的鉆孔可以把噴射桿直接下放到孔口內(nèi)部，直至孔底。

2、施工工藝

實(shí)際上，施工使用的技術(shù)參數(shù)取用依據(jù)不同的噴射注漿法而不同。不同的注漿壓力，提升速度也存在較大差異。對(duì)各種地層來說，如果水壓，氣壓，壓漿的壓力在施工中變化不大，只是提升速度的變化大，是影響噴漿質(zhì)量的主要因素。一般來說，接下來的一系列問題應(yīng)該要注意：地層各不相同，砂層中的提升速度較快，而在砂卵石 （礫石） 層中應(yīng)放慢速度，含有大顆粒大小 （40 厘米以上） 的石層應(yīng)該更慢。先進(jìn)行的孔洞內(nèi)提升速度可稍慢，而后的孔洞速度可以相對(duì)來講稍快。如果孔內(nèi)返漿量在高噴施工中減少，應(yīng)該放慢提升速度。

3、墻體位置確定

場地按照設(shè)計(jì)的要求平整好，場地內(nèi)沒有地下障礙物。如果遇見某些場地基礎(chǔ)松軟，不均勻，可能引發(fā)意外而造成整機(jī)翻車，必須采取預(yù)防措施。通過測量墻體中心線來定好位置。

4、噴墻管理

應(yīng)檢查好掘進(jìn)的速度和注漿力、進(jìn)氣量的大小以及提升速度，建議將漿料制成沸騰狀。注漿漿階段不應(yīng)出現(xiàn)離析，而且不允許斷漿，以此來確保無堵塞或短時(shí)停機(jī)的現(xiàn)象，應(yīng)快速修好。

（二）一般灌漿治漏加固技術(shù)

1、簡介

（1）壩體、壩基帷幕灌漿：主要填充壁上的孔洞和裂縫，用以防止泄漏，通過注漿形成防滲結(jié)構(gòu)。這種方法適于漿砌石重力壩。

（2）壩上游面固結(jié)灌漿：通過對(duì)大壩加強(qiáng)加固和封堵漏洞和孔徑來改善性能，可以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性。

（3）壩下游面追蹤固結(jié)灌漿：水或溶蝕物的泄漏會(huì)形成水平或傾斜的孔洞。用注漿管澆筑漿孔以及壩體的裂縫，以加強(qiáng)和提高大壩表面的抗磨損性能。這種反向灌漿的方法，適用于拱壩和支墩壩工程。最好是在壩前無水的條件下使用。

2、布孔和造孔應(yīng)遵循的原則

（1）帷幕灌漿布孔：在壩體的漏水段，沿著壩頂?shù)闹行木€，采用孔距為3m和孔徑50mm或75mm較為適合。可以根據(jù)試驗(yàn)來確定孔距?？卓诘纳疃葢?yīng)該鉆至漏水部位以下1m—2m。假使是接觸帶或基巖漏水，鉆孔深度應(yīng)該鉆到不透水基巖以下的lm—2m。一次性造孔或是分序造孔都是可采用的造孔順序。

連接腳壩上游的孔洞需要打斜孔或是直接灌漿的大壩基礎(chǔ)，基巖接觸部位和壩基灌漿也可以采用。在壩腳澆筑0.3m一0.5m厚混凝土，待凝固后再打孔。垂直或傾角小于5度的帷幕灌漿孔，其孔向的偏差值不得大于規(guī)定值。

（2）壩上游固結(jié)灌漿布孔：在裂縫部位，可以沿著裂縫每lm布設(shè)一孔?？讖綖?2mm，孔深0.7m—1.5m，其他可以根據(jù)壩體實(shí)際情況確定；在漏水部位設(shè)成“梅花”型，鉆距和排距應(yīng)該設(shè)為lm—3m為宜，根據(jù)漏水情況確定。

3、截滲墻技術(shù)

截滲墻的技術(shù)分可以分為兩種：一種是造價(jià)最低的水泥土截滲墻；一種是造價(jià)較高的混凝土截滲墻。砼截滲墻技術(shù)是在地面上進(jìn)行開槽施工，用泥漿在地基處進(jìn)行固壁，開鑿形成槽形孔或者是連鎖樁柱孔。使用回填防滲材料，筑成地下防滲連續(xù)墻。

優(yōu)點(diǎn)：占地面積少，消耗造價(jià)低，施工過程較快。

缺點(diǎn)：截滲墻為地下隱蔽工程，施工工藝比較復(fù)雜，技術(shù)要求也高。施工中易問題，從而造成施工中斷。其次，混凝土截滲墻還易出現(xiàn)槽壁漏漿、坍塌，以及墻體接縫有泥皮夾層、墻體槽間橫向傾斜等技術(shù)難題，這些還待于進(jìn)一步的分析和研究。

綜上，首先要在施工工作中，做好引排洞內(nèi)滲水的工作，然后要認(rèn)真加固施工縫結(jié)合部位，才能更好地解決水工隧洞施工中的遇到的砼防滲及加固問題。