河床式水電站廠房混凝土滲漏處理與探討

李海波

摘 要：混凝土滲漏水裂縫影響著水電站建筑物的安全和正常運行。文章以黃河干流上河床式電站河口水電站為例，通過對滲漏水裂縫化學灌漿技術及工程應用實例的總結分析，肯定了使用HH-G3型水溶性聚氨酯灌漿液處理漏水裂縫的可行性。為探索漏水裂縫化學灌漿處理新工藝找到了可行的途徑。

關鍵詞：混凝土；裂縫；水電站；化灌

中圖分類號：TV698.2+33 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）18-0150-02

河口水電站位于蘭州市西郊黃河干流上的一座中型水電站，距蘭州市區約45 km，是黃河龍～青段梯級第十七座水電站。電站是以發電為主，兼有一定的灌溉、旅游及改善環境等綜合利用效益的中型水電站，正常蓄水位為1 558.0 m，相應庫容1 364萬m3，水庫總庫容1 638.4萬m3。電站裝機容量74 MW，多年平均發電量3.85億kW·h，水輪發電機采用4臺燈泡式貫流機組，單機容量18.5 MW，額定水頭5.3 m，水電站引用流量為 1 594.4 m3/s。

根據對河口水電站現場勘查，電站廠房交通廊道、灌漿廊道和樓梯間出現不同程度的滲水，主要表現形式為結構縫、墻面施工縫、裂縫、蜂窩麻面等部位滲漏水。為了保證混凝土結構構件的安全性、耐久性以及生產廠區的正常運行，需要對出現滲漏水、表面缺陷的混凝土結構進行滲漏處理和加固修復處理。

1 總體處理原則與方案

根據發電廠房的構造特點，滲漏水一般為有壓滲漏。針對這一特點以及結合水工混凝土結構的特點，應采用“以堵為主，堵排結合”的處理方案。

采用壓力灌漿法通過鉆孔將灌漿材料注入裂縫間。漿液固化后在裂縫間形成一個彈性聚合體與混凝土或止水片結成一體，以起到止水作用。

處理原則：結構縫采用防水砂漿或水泥基堵漏劑進行縫面封閉，漏水集中處鉆孔排水孔分流，止水片間化學灌漿的方法進行處理。施工縫、裂縫滲水采用化學灌漿的方法進行處理。滲水點及混凝土蜂窩麻面采用先灌漿后封面的方法處理。

2 滲漏調查

2.1 滲漏的原因分析

河床式水電站廠房存在滲漏水的隱患多。例如在發電運行期間，運行層地面容易因地基處理不到位而發生滲水，貫流式機組管型座施工縫容易因止水片損壞或搭接不夠而局部冒水，水下墻側壁容易因混凝土存在少量蜂窩而出現氫氧化鈣溶解物，甚至因某個預留孔洞周圍混凝土欠振而造成尾水管與排水廊道之間形成通道等，給水電站正常運行帶來極大的危害。一般說來，廠房滲漏水主要表現為結構縫滲漏；墻面施工縫、混凝土蜂窩、麻面、孔洞滲漏；混凝土抗滲性能較差滲漏等。水電站廠房出現滲漏水，很大程度上是由于施工質量問題引起的。

2.2 滲漏狀況及性狀描述

河口水電站廠房滲漏水的調查中取得了大量的第一手資料，下面舉幾個典型例子供參考， 見表1。

3 材料選擇及性能指標

3.1 灌漿材料

灌漿材料選用新型的HH-G3型水溶性聚氨酯灌漿液，各項性能指標，見表2。

3.2 表面和臨時封縫材料

結構縫封縫和小的滲水點封堵采用堵漏寶進行施工，堵漏寶粉末為無毒、無味、抗老化的無機材料，其主要技術指標如下：

初凝時間3～45 min可調；

終凝時間≤5 h；

粘結力≥2.2 MPa；

抗折強度≥7.2 MPa（28 d）；

抗壓強度≥25 MPa；

抗滲強度≥2.0 MPa（28 d）。

3.3 表面修補材料

表面修補材料采用環氧樹脂砂漿或改性砂漿進行施工，主要性能指標，見表3：

改性砂漿技術指標：

高粘結強度：粘結強度>1.2 MPa；

抗滲性能好：抗滲強度>2.0 MPa，吸水率降低90%以上，氯離子滲透能力提高8倍以上；

抗裂性能好，與普通水泥砂漿相比提高6倍以上，極限延伸率提高6倍，收縮率降低60%；

密實性好，抗凍性能大幅提高，耐磨性提高2～3倍；

環保產品，無毒無污染，施工工藝簡便，防滲漏已有15年的應用實例；無機防水，與結構同壽命。

4 滲漏處理的基本步驟

4.1 結構縫

結構縫滲水一般為壓力型滲水，其滲水原因是原施工設置的止水帶施工缺陷。此部位的化學灌漿采用打斜孔至橡膠止水帶和銅止水帶之間，在此區域進行彈性聚合物化學漿液灌注的施工方法。兩道止水帶能起到止漿屏障的作用，使灌入的漿液在止水帶間固化后形成彈性止水體，起到堵漏的作用。

4.2 施工縫、裂縫

施工縫和裂縫滲漏水的特點為：壓力不大，滲漏水分布不規則，縫隙寬度和長度均不大，多發生于上游邊墻受力復雜的部位。針對施工縫和裂縫的特性，擬采用灌注低粘度、灌注性能好的水溶性漏劑，在縫隙內部形成止水體。

4.3 滲水點及混凝土蜂窩麻面

點、面滲漏主要有混凝土澆筑時形成的蜂窩、麻面，殘留的鋼筋頭等原因引起。對于進行過表面裝修的廠房，這類滲漏對外觀影響較大。點滲漏采取單點封堵處理；面滲漏根據嚴重程度內部采用化學堵漏灌漿，混凝土表層缺陷采用改性砂漿或環氧砂漿封面的方法進行施工。

4.4 引排水處理

引排水施工適用于：受變動載荷頻繁，受力復雜的滲漏水部位；水壓過大，采用堵漏施工可能引起結構件安全或其它部位出現滲漏水的部位；不具備化學灌漿施工的條件，且設有排水溝的滲漏水部位。

引排水施工主要是通過在混凝土表面鑿槽，槽內鋪設PVC波紋管，將結構部位的滲漏水通過PVC波紋管引至排水溝的施工方法。表面鑿除的混凝土用防水砂漿填平，亦可以起到封堵內部水的作用。

5 河口水電站滲漏處理施工過程及質量控制

5.1 結構縫施工過程

現場調查→施工準備→安全防護→表層清理、縫清理→布孔、鉆孔→清孔→封閉裂縫表面→安裝灌漿塞、連接灌漿泵→灌漿→清理墻面殘余漿液→灌漿孔封堵→沿縫鑿矩形槽→縫中部鑿V型槽→清洗槽面→安置半圓形波紋管→水泥基堵漏劑封堵→安置聚乙烯閉孔泡沫板→填筑改性防水砂漿→表面養護→驗收

河口電站結構縫處理主要針對高程1526.5、1532.5、1541、1543處已出現滲水的結構縫。

5.2 施工縫和裂縫施工過程

施工準備→布孔、鉆孔→清孔→安裝灌漿塞、連接灌漿泵→灌漿→封孔清理→驗收

施工縫、裂縫為常規滲水，如高程1728廠房墻面、高程1704-1728樓梯、高程1704上下游墻角。表面大多為陰濕現象，具體施工同結構縫相似，鉆孔用電錘沿縫兩側20～25 cm左右的位置打孔徑為φ20的斜交孔，控制孔與縫隙的交角大于30度，孔至少穿過縫5 cm，鉆孔間距30～60 cm。灌漿安裝灌漿塞、連接灌漿泵，具體施工同上。完成后封孔清面。

5.3 滲水點施工過程

施工準備→鉆孔→灌漿→鑿毛→表面封閉→驗收（同上）。

5.4 質量控制措施

5.4.1 主控項目

調查裂縫類型，檢查裂縫屬于靜止裂縫還是活動裂縫，以及裂縫的長度、寬度、數量尚在發展的裂縫。檢驗方法：肉眼觀察法。

①化學灌漿裂縫處理對灌漿材料的選擇。

②檢驗方法：所購材料到貨后要經驗貨后方可入庫；聚氨酯類材料，要進行凝膠試驗。

③灌漿施工的基本原則。

④灌漿施工質量控制。

5.4.2 一般控制項目

①堵水灌漿應進行必要的裂縫表面封閉和壓風、壓水試驗。

②現場混合、配制漿液，無論是重量比還是體積比，一定要按操作規程辦。一定要保證稱量器具干凈、靈敏，稱量準確，以確保漿液配比準確無誤，確保漿液最終固化完全。

③在灌漿過程中，如果出現輕微漏漿，可以進行臨時堵漏后繼續進行灌漿。

④在灌漿過程中，出現稍大的漏漿，可采用灌灌停停，也可采用較濃漿液進行灌注。

⑤如遇漏漿嚴重無法繼續進行灌漿，可采取停灌，之后設法復灌，必要時可補孔進行灌漿。

河口水電站廠房混凝土滲漏水處理工作于2012年3月全部結束，經灌漿廊道量水堰測值顯示，全廠滲漏水量由未施工前的180 L/min，減少到80 L/min以下。

通過對混凝土滲漏水裂縫化學灌漿技術的總結、分析和探討表明，采取上述施工技術，很好地控制了結構的滲漏水現象，為同類廠房工程結構的滲漏水處理積累了一些經驗。需要強調的是，施工前防水工程的施工質量及混凝土的澆筑質量是關鍵，最大可能地做好防止滲漏水施工的關鍵工序。當然沒有一種材料是百分之百的可靠，沒有一種施工方法是盡善盡美的， 只有在正確選材、合理施工，才能達到徹底防滲漏水的目的。今后河床式電站廠房建設，需要一套可靠的滲漏水裂縫整體解決方案。

參考文獻：

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