地下水工構筑物滲漏問題及對策

鄭建英

摘? 要：地下水工構筑物在石油煉制和化工項目中發揮了舉足輕重的作用，象緊急排放池、污水池、循環水池等均采用鋼筋混凝土結構。地下水工構筑物一旦出現滲漏質量問題，由于難于判斷其確切地點和問題的根源，處理起來還是比較棘手的，而通過采取地質雷達對水下構筑物本體進行掃描檢測，提前掌握其結構質量缺陷和具體部位，從而為技術人員有的放矢地制訂更有效的處理方案提供依據。

關鍵詞：水池;滲漏;地質雷達;高壓注漿

中圖分類號：TU992? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 工程概況

某大型化工項目循環水場地下吸水池在閉水試驗時發現池壁、4個直徑為DN2600循環水管與池壁連接鋼套管的周圍多處漏水。該水池總容積約6 000 m3，一晝夜漏水量達到1 000 m3以上，嚴重超出SH/T3535—2012《石油化工混凝土水池工程施工及驗收規范》允許的范圍。由于水池外壁土方已回填，在制定治理方案前為了調查清楚套管周邊混凝土是否存在成型差、大面積蜂窩等質量問題，使用地質雷達對池壁及套管周邊混凝土結構進行掃描檢查，以消除對影響水池耐久性的混凝土結構密實程度的疑問，再針對池壁滲漏點采取行之有效的治理措施。

2 地質雷達檢測方法和原理

地質雷達是一種寬帶高頻電磁波信號勘探介質分布的非破壞性的勘探儀器，它通過天線連續拖動的方式獲得斷面的掃描圖像。地質雷達天線向物體內部發射電磁波，就會產生反射、透射和折射波，使電磁波在不同介質的界面處發生反射，并由雷達的接收天線接收，由于物體內部的物理特性差異，介質的介電常數差異越大，反射的電磁波能量也越大。雷達主機能夠精確記錄反射回的電磁波的運動特征，再通過數據的技術處理根據發射電磁波至反射波返回的時間差和物體中電磁波的速度來確定反射體距表面的距離，從而分析出介質內部的目標體（象缺陷）的位置、深度等。地質雷達工作原理示意圖如圖1所示。地質雷達圖像以脈沖反射波的形式記錄，波形的正負峰分別以黑白表示，同相軸或等灰線即可形象地表征出地下反射面或目標，根據雷達圖像追蹤介質體的反射界面就可以判斷混凝土的厚度、密實度（缺陷）和鋼筋分布等情況。

該次地質雷達勘探采用X3M雙通道型探地雷達測量系統，選用主頻500 MHz、時窗間隔45 ns～70 ns，全屏蔽天線進行勘探。

3 檢測結果及原因分析

經地質雷達檢驗，發現水池池壁有一處較大的酥松空鼓（面積約800 mm×600 mm）以外，4個套管周圍的壁板混凝土密實度質量沒有問題，有一處套管外壁板背面土方脫空，面積約1 m2，池壁鋼筋間距和混凝土保護層普遍誤差均在允許范圍內。

經破壞性檢查，發現池壁空鼓部位的混凝土酥松、強度低，握裹力差，鑿除后發現部分鋼筋已出現銹蝕。再將4個套管的石棉水泥和油麻鑿除時，發現每個套管沿徑向有多處沒有擋圈（根據水池套管設計節點，在鋼管外側中部設置圓環形擋圈），導致油麻填縫時難以填塞密實，當池內靜水壓力大時，水從套管縫隙中滲漏。而從施工單位詳細了解到，現場管道安裝施工時，由于管道與套管的同心度沒有事先控制好，安裝時管道局部位置被鋼圈阻礙，導致管道無法安裝就位，施工單位對阻擋部位的擋圈進行了切除處理，遂造成套管與管道之間的空隙填塞油麻和石棉水泥時不夠密實，而且DN2600的管道在充水后其壓力改變、軸向伸縮產生應力導致管道與套管之間出現縫隙，池內大量的水從縫隙中滲出到池壁外土壤中。

4 處理方案

池壁空鼓處采用常規的鑿除酥松部位，清理干凈后澆筑高強度灌漿料即可。對于套管滲漏的問題，在滿足原設計對套管填充要求的基礎上，結合《地下工程滲漏治理技術規程》JGJ/T212—2010相關要求，套管滲漏擬采用油性聚氨酯注漿液對鋼管與套管之間縫隙進行壓力注漿。

4.1 施工工藝

由于油性聚氨酯注漿液遇水即反應，體積膨脹生成一種不溶于水并具有一定強度的發泡體，由于水參與了反應，且漿液不會被水稀釋沖走，這是其他灌漿材料所不具備的優點;另外，漿液在壓力作用下，灌入混凝土細微縫隙或空洞處，同時向縫隙周圍滲透，滲入混凝土結構，在短時間內膨脹固化，實現完全止水目的。所形成的膠狀體具有一定的強度，適用于池壁加固補強。

4.2 施工方法和步驟

由于鋼套管直徑較大，池壁厚度達600 mm，注漿存在一些不確定因素，為保證注漿質量，需定制600 mm長鉆頭和200 mm長非標注漿孔，同時還需埋設透明塑料觀測管。在鋼套管兩側和頂部埋設注漿針孔和探測管，探測管深入池壁4/5范圍內，注漿時從鋼套管下部開始往上順序推進作業，同時注意觀察，當漿液充滿套管周邊縫隙時探測管中流水停止，且會從探測管中流出漿液，直至鋼套管上部和側邊的探測管均停止流水且有觀測管仲有漿料溢出時，方可停止注漿。主要施工步驟如下：

沿套管內側分均布注漿孔—鉆孔埋設注漿嘴—在套管下方及兩側埋設注漿觀測管—高壓灌注油性聚氨酯注漿液—循環注漿—觀察導管出水及出漿情況—拆除灌漿嘴—槽孔修補—表面恢復。

4.2.1 鉆孔及安裝注漿嘴

鉆孔采用600 mm長鉆頭沖擊成孔，鉆頭規格為φ12 mm，鉆孔深度到池壁內500 mm位置。考慮到鉆孔時會有池外壓力水流出，鉆頭前需設置防水膠片，以防沖擊鉆浸水觸電。將注漿嘴布置安裝好后，在裂縫處和注漿管根處用發泡劑快速封堵，以防注漿時漿液外漏，提高注漿壓力，同時使漿液能夠壓入套管深部，以保證注漿質量。

4.2.2 注漿及封孔

注漿環節是整個工作的中心環節，須待一切準備工作完成后方可進行。注漿前應有組織地進行分工，崗位固定，尤其需要有專職熟悉的人員進行注漿操作。檢查注漿設備、管路運轉是否正常，注漿嘴是否牢固，并設定好注漿壓力參數，控制在0.2 MPa～0.4 MPa。注漿采取自下而上的順序進行，在壓力比較穩定的情況下，觀測孔內停止流水且漿液流出發泡后再繼續注1 min～2 min即可結束灌漿，并拆卸管路清洗待注漿液完全凝固。待觀察沒有漏水的現象后，卸下灌漿頭，將注漿部位用防水砂漿進行封堵抹平。

4.2.3 池壁恢復

在封孔后觀察24 h，無滲漏現象即可恢復池壁及套管的防腐層、清理池壁和池內地面。水池經治理后經閉水試驗滲漏量滿足規范2 L/m2.d的要求，達到較好的效果。

5 結語

對于地下水工構筑物滲漏的治理，采取無損檢測的手段預先掌握出現質量部位的準確位置以及缺陷情況，有助于工程人員制定針對性強的治理方案，有效地提高施工效率和縮短工期。

參考文獻

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[2]張德峰.聚氨酯高壓注漿原理及施工[J].福建建材，2012（8）：93-94，113.