SK單組分手刮聚脲呼圖壁河大海子水庫放水涵洞防滲工程中的應用

【摘要】SK單組分手刮聚脲具有較高的抗沖耐磨性能、良好的防滲效果、耐腐蝕性強以及優異的綜合力學性能，在國防、工民建及水利水電工程中得到了廣泛應用。

【關鍵詞】SK單組分手刮聚脲；防滲處理

呼圖壁河大海子水庫放水涵洞采用聚合物砂漿封縫，灌注水溶性聚氨醋堵漏，SK單組分手刮聚脲護面工藝對漏水伸縮縫進行了防滲處理。取得了投資少、防滲徹底的良好效果。

1、工程概況

呼圖壁縣河是一條地處天山北坡呼圖壁縣境內的內陸河流，在呼圖壁縣城西北5km、高程約497m處分為東河和西河。東、西河向北，分別消失在吐爾班通古特沙漠南緣的二道溝和馬橋古城。大海子水庫位于西河中段，是一座平原河攔河水庫。屬呼圖壁河流域管理處管理。其主要任務是向兵團第六師芳草湖農場灌溉供水。水庫于1962年建成蓄水。‘壩頂高程423m，設計總庫容4000萬m3。水庫大壩為均質土壩、最大壩高8m、壩線長10840m、壩頂寬4m。放水涵洞位于大壩東向西7km處，為單孔矩形鋼筋混凝土結構，內徑2.4m ×2. 4m，進口高程415. 5m，設計最大放水流量25m3/s。涵洞原設計洞長24m，只設了一道放水閘門、位于進口向下游16. 5m處。

水庫壩址斷面多年平均徑流量7800萬m3。控制灌溉面積26.4萬畝。

大海子水庫是“大躍進”時期以人力為主建設的中型水庫。由于工程質量問題，未達到設計蓄水標準。2000年，昌吉州水利局組織對水庫進行了大壩安全鑒定。認為因“水庫不能滿足防洪標準規范要求；各別壩段壩體干容重未達到設計要求；放水涵洞漏水、洞體短；庫容達不到設計標準”等原因大壩安全類別定為三類。

為了恢復水庫設計能力，2002年10月到2003年底呼圖壁河流域管理處實施了大海子水庫除險加固工程。完成了大壩、溢洪道加固，更新了閘門下游無壓段涵洞伸縮縫止水銅片，重新對涵洞周圍進行了土方填筑，涵洞向下游延長了6m。

為了解決放水涵洞無檢修閘門，工作閘門長期處于工作狀態，閘門、啟閉設備不易檢修，降低了工程運行管理安全度的問題。2015年又將涵洞向上游加長12m，在加長段中部增設了檢修閘門。原工作門與新設檢修門距離22.5m。涵洞全長由原來的24m加到了42m。

加設了檢修閘門后，發現涵洞原閘門前有壓段3道伸縮縫由于水庫除險加固時未處理，止水功能部分失效，產生伸縮縫漏水。長時間作用有可能形成貫穿性滲透通道，影響大壩安全。

經論證，管理單位委托蘇州博源公司采取SK單組分手刮聚脲防水技術對漏水縫進行了防水處理。

2、聚脲材料及界面劑

2.1聚脲材料定義及原理

聚脲是聚氨醋中的一種特殊材料。具有較高的抗沖耐磨性能、良好的防滲效果、耐腐蝕性強以及優異的綜合力學性能，在國防、工民建、及水利水電工程中得到了廣泛應用。聚脲材料分為雙組份噴涂聚脲和單組分涂刷聚脲。雙組分聚脲固化速度快、施工設備體積大，在水利水電工程的應用中受到一定限制、處理混凝土局部破壞或裂縫也不經濟。單組分涂刷聚脲是由異氰酸酯預聚體和封閉的胺類化合物、助劑等構成的液態混合物，采用涂刷、輥涂或刮涂方法施工，在空氣中水分作用下，封閉的胺類化合物產生端氨基并與預聚體產生交聯點而形成的彈性涂層。施工簡單、不需要專門設備，較雙組分聚脲經濟，常用于水利水電防滲工程。

2.2材料物理力學性能

SK單組分手刮聚脲分為柔性防滲型和柔性抗沖耐磨型。具有不 變色（脂肪族）、相對于雙組分噴涂聚脲固化時間慢3—4小時、施工方便、粘結強度高等特點。

3、大海子水庫放水涵洞漏水縫處理方案

本次處理的是上次未處理的老閘門到新閘門之向的3道伸縮縫漏水問題。施工方案如下：

（1）、拆除縫內原有的橡膠板；清理槽縫；用金剛石片、鋼絲球打磨槽壁；在清理好的基面上涂刷界面劑；用聚合物砂漿填平槽縫；聚合物砂漿達到設計齡期，凝固到設計強度后，在縫兩側約10cm處，沿縫周邊以50一100cm間距鉆020的斜孔穿透伸縮縫；在鉆孔中安裝灌漿嘴。

（2）、用灌漿嘴向縫內灌水，使縫隙內充滿水；用化灌泵向縫內灌注水溶性聚氨酯堵漏。灌注壓力開始時不大于1 MPa，如灌注順暢，逐步提高灌注壓力，最大壓力不大于2 MPa。灌至縫面出漿或相鄰灌漿孔持續出漿即可結束聚氨酯灌注；聚氨醋漿液固化后，卸除灌漿嘴，用聚合物砂漿封閉灌漿孔；清理縫、孔溢出的聚氨酯漿液；清理并打磨平整聚合物砂漿縫面。

聚氨酯要豎直縫自下而上、水平縫自一端向另一端逐孔灌注，不能隔孔灌注。

（3）、封縫聚合物砂漿達到20天齡期后，再次對伸縮縫兩側50cm范圍進行打磨清理；在清理好的混凝土面上涂刷聚脲界面劑并刮第一層聚脲；在第一層聚脲上貼胎基布，在胎基布上刮第二、第三層聚脲，形成厚度大于2mm的聚脲涂層。

4、大海子水庫放水涵洞漏水縫處理效果

由于水溶性聚氨酯和SK單組分手刮聚脲是出色的阻滲材料，圖2所示的結果是對涵洞伸縮進行了兩道防滲，取得了理想的堵漏效。

5、結語

SK 單組分手刮聚脲強度高、柔性好，具有優異的抗沖磨、耐老化和防滲水性能。呼圖壁河大海子水庫用該技術對放水涵洞漏水縫進行了防滲處理。與傳統的開挖涵洞兩側土方重新安裝或更換止水相比，施工簡單、防滲徹底、投資少，效果良好。

近幾年，中國水科院等單位又開發出了SK聚天門冬氨酸酯聚脲。較其他聚脲，這種材料力學性能更優異；耐候能力、柔韌性、抗沖磨、抗沖撞性能更好；與基面附著力更強；可低溫固化，受外界溫濕度影響小。尤其適用于高流速多泥沙環境下水工混凝土護面及補強修復。

參考文獻：

[1].孫志恒、張會文.聚脲材料的特性、分類及其應用范圍.《水利規劃與設計》2013年第10期

[2].于建平.聚脲材料及其相關問題探討.《中國建筑防水》2011年第5期