化學灌漿及環氧樹脂柔性材料噴涂在無蓋重氣墊式調壓室閉氣補強中的應用

王勇 胡緒峰 龐松

（中國水利水電第十工程局有限公司，四川成都 610072）

1. 工程概述

小天都水電站位于四川省康定市內，電站經過10年運行從未進行防空檢查，電站氣墊式調壓室漏氣量有所增加，補氣運行成本增加，增大了運行管理難度。調壓室圍巖為花崗巖，巖層整體較為完整，以Ⅱ類圍巖為主，局部為小斷層帶、裂隙密集帶，次塊狀或碎裂結構，為Ⅲ類圍巖，是主要的漏水漏氣點。

2. 技術原理

本次施工采用新型環氧樹脂灌漿材料代替水泥漿液對基巖內部裂隙進行封堵，采用改進型環氧樹脂噴涂材料在調壓室表層形成3mm～4mm厚的封閉層以達到混凝土蓋重相似的作用。同時采用排堵結合的方法，通過安裝排水管將部分滲水引流至水位線以下，減少基巖表面滲水情況。

3. 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程圖

4. 防滲閉氣施工

4.1 基巖面清洗

油污清洗劑調和好后使用高壓水槍對基巖進行清洗。注意巖面死角及裂隙等部位，反復清洗達到無死角，無油污、無明顯砂石雜質的要求。

4.2 環氧砂漿抹縫

（1）將需修補的基底面涂刷0.2kg/m2～0.3kg/m2的滲透型改性環氧材料做底涂實行滲透固結粘合。一是對基面和薄弱疏松層進行滲透固結，改善被磨蝕砼表面物理、力學性能的均一性。二是通過該粘合涂料使基面與新抹涂的環氧砂漿粘合為一個整體。（2）在涂刷底涂后再涂抹高抗沖磨改性環氧復合砂漿。

4.3 環氧樹脂灌漿鉆孔

（1）針對基巖所有裂隙及漏水點進行鉆孔作業。孔位布置在基巖裂隙兩側，孔距1m～2m，鉆孔必須穿過基巖裂隙；滲水點周圍布置4個灌漿孔，孔離裂隙或滲水點不大于50cm，孔深1.5m～2m。（2）對于滲水較嚴重部位、擠壓破碎帶、圍巖較松散破碎部位采取系統性環氧樹脂鉆孔灌漿，個別部位可進行加密灌漿。（3）采用高壓軟管代替灌漿嘴作為注漿管，灌漿管與排水管根據鉆孔傾斜方向進行安放。灌漿管深入孔內約50cm，排水管距孔底約10cm，孔口使用環氧砂漿封堵20cm。環氧樹脂灌漿注漿管安裝如圖2所示。

圖2 環氧樹脂灌漿注漿管安裝示意圖

4.4 環氧樹脂灌漿

（1）灌漿選用DMIX c-300電動高壓灌漿泵加裝電接點壓力表及自動壓力控制系統。（2）灌前采用壓水進行沖洗，直至回水清凈，沖洗壓力采用1.0Mpa。（3）每批材料入庫前均按規定進行檢查驗收并分開存放，不得相混。（4）使用電子臺秤稱量精確稱量各組分后進行配漿，對于巖層極度破碎的部位可適當提高B組分含量，根據現場經驗，A組分：B組分不宜大于5：1，以免發生聚爆反應。（5）灌注時，從進漿管注漿，待孔內空氣、積水從回漿管排盡且見正常濃度的環氧樹脂漿液流出時封閉回漿管，逐漸加壓進行灌漿，灌漿結束后封閉進漿管進行閉漿。（6）待孔內環氧樹脂固化反應后切除孔口尾管，用環氧膠泥抹平[1]。

4.5 聚氨酯灌漿堵漏

（1）對于一般滲水裂隙，聚氨酯灌漿孔位沿滲水裂隙兩側布置1排鉆孔或騎縫孔，孔距20cm，采用電鉆鉆孔，孔深25cm。（2）難處理的小范圍內多處滲水點，在滲水范圍周邊由外向內布置環繞式鉆孔，通過聚氨酯灌漿封閉裂隙水外部通道，將裂隙水擠壓至中間排水孔或直接打到堵漏效果。（3）對于小范圍多處滲水點布置的環形灌漿孔，采取由下到上，由外到內的順序進行灌漿，灌漿步驟及操作與前面相同。聚氨酯灌漿布孔如圖3所示。（4）灌漿過程中發現排水量持續較大的孔可擴孔作為排水孔。灌漿完畢后敲掉止水針頭，并用環氧砂漿涂抹。

圖3 聚氨酯灌漿布孔示意圖

4.6 基巖面噴涂

柔性環氧樹脂涂刷材料基巖面噴涂施工工藝為：基巖施工分區→基巖面清理→底涂涂刷→面涂涂刷→質量檢查。

（1）環氧防滲材料噴涂施工采用采用美國進口的TiTan無氣噴涂設備，該設備能適應現場潮濕、低溫環境，涂料噴出時為霧狀，且高速高壓，能夠射入細微裂縫中，噴涂效果較好。（2）施工前應結合現場情況對噴涂工作面進行進行區域劃分，采用合適的噴涂厚度。（3）在噴涂前應對基巖面進行再次清理，基面應裸露出基巖面，保障涂刷區域干凈、干燥，不得存在明顯有水膜或滲水現象。（4）待基面干燥及前期基面修補材料凝固后，根據現場情況選擇噴涂或涂刮的方式施工底涂材料，噴涂或涂刮施工應均勻一致，以保證涂層的厚度均勻和表面平整，詳見圖4。（5）根據現場情況選擇噴涂或涂刮的方式施工面涂材料，涂刮施工時應沿同一走向且與基層涂刮走向垂直涂刷，以保證涂層的厚度均勻和表面平整。（6）相鄰區域每層涂刷應有5m左右搭接長度，保證涂刷的連接性與整體性。（7）施工完成后對噴涂面進行檢查，對出現的漏噴、少噴及表層氣泡、氣眼等及時采用人工涂刷方式補刷[2]。

圖4 噴涂工藝分區展示圖

4.7 排水管安裝

在鉆孔中發現的排水情況良好的孔均可進行擴孔、加深作為排水孔使用，同時可結合現場巖層及基巖滲水情況擇處鉆孔尋找排水孔。相鄰區域排水管接入一根主管引流至水位線以下，所有排水管路安裝及焊接完成后使用環氧樹脂噴涂材料全部涂刷。

5. 質量控制

5.1 防滲堵漏施工質量控制

（1）聚氨酯灌漿鉆孔及環氧樹脂灌漿鉆孔均要求控制好鉆孔角度和深度，確保鉆孔能貫穿裂隙。（2）環氧樹脂灌漿注漿管根據鉆孔傾斜方向進行安放才能到達排水排氣要求，孔口環氧砂漿封堵充實，防止孔口出現漏漿，如發生漏漿，應停止灌漿作業，迅速采用速凝劑、環氧砂漿等材料封堵后灌漿。（3）環氧樹脂灌漿漿液應精確稱重后配置，充分攪拌，配置的漿液及時使用。（4）灌漿過程中控制好灌漿壓力及流量，遵循由“一個方向到另一個方向”的原則灌漿。（5）排水管安裝牢固、緊密，安裝完畢后所有管路必須使用環氧噴涂材料進行涂刷。（6）施工完畢后檢查基巖面是否存在滲水情況，如有滲水應采取相應措施處理。

5.2 噴涂施工質量控制

（1）基面檢查：涂刷前確保基面干凈干燥，使用棉紗將明水拭干或吹干。（2）陰角處涂刷：陰角等部位不宜一次性成面，可使用毛刷進行補充涂刷，確保涂層厚度，并保證平滑可靠。（3）涂刷順序：每層涂層需待檢查驗收完成后方可進行下一層的施工。（4）涂料使用：涂料應攪拌均勻，隨拌隨用，拌好的涂料應在30min內用完。（5）涂層檢查：施工完畢后對施工面進行檢查，表面應處于平整光滑狀態，發現有漏涂或有缺陷部位進行二次涂刷，發現有氣泡時在材料終凝前刺破氣泡進行補刷。

6. 總結

采用該方法進行防滲閉氣施工，材料可現場隨配隨用，減少材料浪費。施工設備輕巧，施工方便，提高了施工效率，節約施工成本。

（1）裂縫化學灌漿中以往的嵌縫過程可采用環氧膠泥進行表面封堵替代，工序簡單、快捷，可以降低成本、加快進度。（2）深孔環氧樹脂灌漿以往的埋設孔口鋼管且為單管，工序復雜、成本較高且不利于排出孔內空氣和積水影響灌漿質量，現改為埋設高壓軟管用環氧砂漿封堵改善上述問題。（3）采用德曼氏高壓化學灌漿泵并改進，可自動控制灌漿壓力及流量，減少操作人工，保證操作安全及灌漿質量。（4）經過工程實踐總結，通過堵排結合、表層封堵、深層防滲的方案進行處理，并采用了“包圍圈式”的堵漏方法，以排水孔為中心從遠端向近端逐漸縮圈達到堵排結合的效果。