淺談輸水箱涵混凝土缺陷滲水處理經驗

李 超，丁紅妹

（南水北調中線干線工程建設管理局天津分局，天津 300000）

1 輸水箱涵滲水情況

輸水箱涵主體為埋入地下3孔4.4 m×4.4 m有壓輸水箱涵,設計輸水流量50 m3/s，加大輸水流量60 m3/s。工程為I等工程,主要建筑物均為I級建筑物。

工程巡查人員巡查時發現，輸水箱涵右邊線外約0.5 m，積水面積約1.5 m2。經現場調查，出水點附近無灌溉和其他地下供水設施，初步判定為輸水箱涵滲水。

在輸水箱涵頂板以下約3 m位置鉆取伸縮縫的閉孔泡沫板后，發現伸縮縫下游側輸水箱涵邊墻內部存在混凝土孔洞。現場在滲水集中部位采取導流措施后，決定繼續向下開挖，以查找混凝土缺陷的具體范圍。

開挖至輸水箱涵底板位置，經檢查輸水箱涵邊墻施工縫以下無出水現象，但在施工縫以上，寬度約0.8 m、高約1.9 m范圍內存在多處出水點。在出水范圍內的混凝土表面用電錘試探性鉆孔，鉆孔深度1 cm~3 cm，多個孔出水，用錘子開展敲擊檢查時，敲擊點也有洇濕或出水現象。

經過現場測算，現階段出水量約為30 m3/h。滲水部位見圖1、圖2。

圖1 滲水輸水箱涵縱剖面圖

圖2 滲水輸水箱涵橫斷面圖

2 成因分析

滲水位置輸水箱涵為3孔4.4 m×4.4 m G1型，頂板、底板、邊墻和中墻厚度均分別為0.60 m、0.65 m、0.55 m和0.45 m。滲水部位在輸水箱涵右邊墻上，位于伸縮縫和底板施工縫交接部位，寬0.8 m，高1.9 m。

根據滲漏部位所處位置判斷，輸水箱涵滲水原因可能是因混凝土的配比、和易性、塌落度等參數偏離設計要求，加之在混凝土澆筑過程中振搗不充分、不到位，從而導致混凝土澆筑不密實。

結合現狀情況，初步判斷無結構安全問題。根據現場打孔感覺和滲漏情形來看，該部位混凝土比較松散，存在混凝土面滲和打孔后的孔流現象。由于混凝土松散面積較大，且位于止水帶部位，極有可能形成了混凝土與止水帶之間的滲漏通道，因此看到了伸縮縫也漏水。

3 輸水箱涵滲水處理方案分析

3.1 處理條件分析

輸水箱涵在通水運行條件下，滲水壓力較大，最好的情況是停水排空或減壓處理，其次是帶壓進行處理。

目前輸水流量較小，具備單孔停水作業條件，但是排空比較困難，因此，降低內水壓力幅度不大。如果帶壓作業，灌漿孔的安裝固定比較困難，在這種情況下，不適宜加固灌漿，只能進行封堵處理。混凝土加固處理在排空檢修情況下進行。

3.2 方案分析

根據以上分析，處理方式存在內部和外部兩種方式，簡述如下：

（1）輸水箱涵內部加固處理

該方案在輸水箱涵排空后進行內部處理。內部處理為永久加固方案。

由于內外部所顯示的混凝土松散范圍并不完全一致，對現在已開挖部位宜檢測松散范圍，以便在內部加固處理時處理范圍更準確。內部環氧砂漿加固處理范圍，應在外部檢測和內部檢測的基礎上，進行綜合確定。

（2）輸水箱涵外部應急處理

根據目前輸水箱涵內水壓力以及滲漏情況，外部應急處理簡述如下：

由于目前混凝土松散范圍比較小，能維持輸水箱涵結構安全，故此，以堵漏劑封堵滲漏通道為主。

3.3 內部加固方案工藝說明

內部加固方案需在輸水箱涵單孔排空條件下進行。

加固材料采用環氧樹脂砂漿，可以封閉滲漏通道和加固混凝土。

伸縮縫滲漏問題，采用SR膠+胎基布+手刮聚脲的方案對伸縮縫進行處理。

3.4 外部應急灌漿封堵方案工藝說明

外部應急灌漿封堵采用TPT型材料。TPT-2型材料具有吸潮或遇水反應固化的特點，漿液黏度低可滲透到混凝土細微裂縫，TPT-1型材料具備再遇水再膨脹的功能。

第一次施灌速凝性的TPT-2型水性灌漿材料。為保證灌漿充填密實，需進行第二次施灌，需要在灌漿材料中添加膨脹型的TPT-1型的油性材料，TPT-1型和TPT-2型材料進行混合時采用1∶3~5的比例，并攪拌均勻。

外部應急灌漿封堵灌漿孔布置在滲水輸水箱涵距伸縮縫10 cm處，孔距30 cm，孔深至外層鋼筋內側5 cm，按照一般規律，應經過試驗最終確定。由于暫未摸清混凝土松散狀況，灌漿過程中，可根據混凝土出水情況調整灌漿或增加灌漿部位。

為避免伸縮縫漏漿，可采用水不漏對伸縮縫進行封蓋。在滲水點位置采用水不漏預埋導流管。

灌漿壓力施工中應隨時觀察修正，最終壓力的控制既要保證漿液的灌入，又要防止由于壓力過大導致串漿引起的混凝土破環的漏漿現象。灌漿過程中應逐級提升灌漿壓力。必要時采用速凝高的材料進行專門處理。

4 輸水箱涵外部應急處理

4.1 設置引流孔和水不漏封堵

滲水處，沿伸縮縫及側墻部位進行引流和水不漏封蓋處理。伸縮縫部位設置引流管4根，伸縮縫下游側墻處2根引流管，進行滲水導流。對滲水部位和伸縮縫采用土工布條和水不漏進行表面封堵。

目前，布設的6根引流管出水情況正常，并已在各導流管增設閥門，墻面及伸縮縫封堵位置無出水情況。全部將導流管閥門關閉后，伸縮縫兩端和封蓋混凝土與墻體間均有少量出水，并已使用水不漏對出水部位進行了封堵。

已設的6根引流管中，出水量最大的為2號、5號兩個。經閥門關閉試驗，根據各引流管的出水量變化，發現1號、2號、3號引流管具有一定的相關性，4號、5號、6號引流管（其中5號和6號位于混凝土墻體中）具有一定的相關性。

圖3

4.2 滲漏處側壁增加鋼筋混凝土封蓋

滲漏部位處，設置間距0.2 m橫向和縱向錨固筋。橫向錨固筋12根、縱向錨固筋6根，鋼筋為Φ12，鋼筋兩端采用膨脹螺栓固定。

圖4 滲水位置加橫向、縱向鋼筋錨固

在封堵部位加鋼筋錨固后，對滲水部位設置模板，寬度為1.1 m、長度為2.2 m、厚度0.1 m，采用C30混凝土進行澆筑，形成保壓封蓋。

4.3 灌漿封堵方案

該部位滲漏封堵擬采用大流量低壓灌漿和小流量高壓灌漿相結合的封堵方式。

4.3.1 裝高壓注漿頭

灌漿前，在伸縮縫處和墻面布設高壓灌漿孔，并安裝注漿頭，注漿孔的布設位置見下圖。注漿孔采用電錘在封蓋混凝土表面垂直鉆孔，注漿孔的鉆孔深度以鉆孔出水為準，最大不超過原混凝土墻體內5 cm。

安裝注漿頭時，鉆孔孔徑不得擴孔，能牢固安裝注漿頭為準，亦可采取土工布包裹、水不漏封堵等措施，保證注漿頭安裝牢固。

圖5 注漿孔、導流孔布置示意圖

4.3.2 大流量灌漿

首先，利用出水流量較大的2號、5號引流管，使用2臺泵同時進行大流量灌漿，鑒于大流量注漿宜采用流動性略強的漿液，漿液配比擬采用1∶3（TPT1∶TPT2），直至1號孔、3號孔、4號孔、6號孔先后出現乳白色漿液。

根據出現漿液情況，逐步關閉1號孔、3號孔、6號孔、4號孔，繼續灌漿2號孔、5號孔，直至灌漿壓力達到0.2 MPa。

4.3.3 高壓灌漿

大流量灌漿完成，所有引流管全部關閉后，靜置5 min。再由預先設置好的注漿頭，開展高壓灌漿，漿液比例擬采用1∶2（TPT1∶TPT2）。高壓灌漿同時使用3臺注漿機，1臺在伸縮縫位置，由下至上逐個開展注漿作業；2臺同時在墻面位置的注漿孔作業，由下而上順序作業。至封蓋混凝土邊緣出現漿液冒出或注漿壓力明顯增大，停止作業，靜置15 min。

4.3.4 滲水觀察

封堵部位灌漿后，暫不開啟各引流管閥門，進行24 h觀察。鑒于現做的封蓋混凝土跨越連接兩節輸水箱涵，如無滲水跡象，沿伸縮縫處，對封蓋混凝土開展切割，恢復輸水箱涵柔性伸縮縫功能。

切割完成后，滲水部位方可回填。

5 輸水箱涵內部處理

5.1 混凝土處理

5.1.1 基層處理

混凝土基層進行打磨、清除松散的混凝土，有利于舊混凝土與環氧樹脂砂漿的結合。

打磨出新鮮混凝土面，鑿除混凝土表面不超過5 cm，不留階坎基面應平整、清潔、干燥，不得有空鼓、松動、蜂窩、麻面、浮碴、浮土、脫模劑和油污，表面強度達到規定要求。

5.1.2 環氧樹脂砂漿使用方法

根據材料使用說明將A料與B料攪拌成均勻的砂漿狀即可。用抹刀涂抹環氧樹脂砂漿，涂抹時要邊壓實邊抹光。

若基面較深，可分兩次橫向縱向交錯涂抹，每次涂抹深度為2 cm~3 cm，中間增加一層鋼絲網。

5.2 伸縮縫處理

5.2.1 表層柔性止水施工材料

選用刮涂型SPUA-SKJ聚脲基復合彈性體系列材料。

刮涂型聚脲基復合體系材料（SKJ系列材料）能夠適應低溫、潮濕、有水、早齡期混凝土等施工環境的特點。施工后的涂膜具有高強度、低吸水率、抗沖耐磨、抗紫外線老化、抗凍融、綠色環保等特點，在長期浸水、水流沖刷環境下具耐久性高的特點。

配套底漆材料及基面修補材料（SKJ系列）具有現場調配方便、使用簡單、適應潮濕環境等優點。

5.2.2 施工工藝及施工方法

（1）施工工藝流程

基面清理→打磨→填充SR填料→制作SR鼓包→貼胎基布→2 mm厚聚脲施工。

（2）施工方法

①基面清理

對需封閉范圍的箱涵內壁面采用砂輪打磨，要求磨出新鮮混凝土面，不留階坎；將原伸縮縫處密封膠清理干凈，挖出深3 cm深的凹槽。

②打磨：用鋼絲刷對結構縫及周邊附近混凝土表面淤積物進行洗刷清理，鑿除混凝土損壞部分，并將縫面的雜物清理干凈。

③填充SR填料：在伸縮縫凹槽表面刷一層黏結劑，黏結劑刷完之后，將凹槽嵌填SR填料。

④制作SR鼓包：凹槽填滿之后，在伸縮縫及周邊涂抹黏結劑，在已經填滿SR填料的伸縮縫上方，添加厚2 cm的SR鼓包；嵌填止水材料時，按照先縫里后縫外的原則，邊嵌填邊按壓，確保粘貼密實。

⑤貼胎基布：將胎基布平整無褶皺地平鋪SR鼓包材料表面上，并用刮板將胎基布刮平。

⑥聚脲基涂層材料刮涂施工

a聚脲基刮涂厚度：刮涂施工時，以1 mm厚度為基準刮涂第一遍聚脲基材料。

b第二遍聚脲刮涂：待第一道聚脲基材料表干后刮涂第二遍聚脲材料。

6 結束語

輸水箱涵滲水處理工作是一項重要的工作，維護質量和效果關系到工程運行的安全性和穩定性。輸水箱涵滲水處理是一項復雜又需要不停探索的工作，是考驗一個維護團隊能否適應企業高質量發展的重要體現。