引水隧洞衬砌混凝土裂缝处理策略

资料大小：430KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-03

资料介绍

引水隧洞衬砌混凝土裂缝处理策略
侯荣丽才国宝
(辽宁省水利工程造价管理中心沈阳 110003) (辽宁省水文水资源勘测局朝阳分局朝阳 122000)
王吉祥
(沈阳市政集团有限责任公司 110003)
【摘要】隧洞衬砌混凝土裂缝在引水隧洞项目中不可完全避免，但因为裂缝存在的不利因素较多，而且有安全
隐患，因此要及时采取措施进行处理。本文对西溪河联补水电站引水隧洞土建Ⅱ标采取的衬砌混凝土裂缝处理策
略进行了引用和阐述，该标段Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ 、V类围岩都存在，地质条件极其复杂，隧洞衬砌混凝土裂缝相对典型，施工
方采用的技术处理策略非常先进，且有针对性，对类似问题的处理有很强的借鉴性。
【关键词】引水隧洞混凝土裂缝处理策略材料技术措施
1 工程简介
西溪河联补水电站引水隧洞全长约13652．4m(水
平投影长度)，其中采用喷锚支护5762m、钢筋混凝土
衬砌支护长约8491 rn。引水隧洞按平底圆形断面开
挖，底宽4．Om，开挖直径为5．Om。引水隧洞位于西溪
河右岸山体中，沿线出露地层岩性较复杂，主要有玄武
岩、灰岩、白云质灰岩、泥灰岩、砂岩、泥质粉砂岩、泥
岩、页岩等，按构造分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V类。隧洞沿线地
面高程1800～2000m，埋深210～900m。根据设计要求
和经批准的不良地质施工方案，其中Ⅱ类围岩采用局
部随机锚杆、局部湿喷8cm厚素混凝土支护；IlI类围岩
采用系统锚杆、喷lOem厚素混凝土支护，局部较差洞
段喷15em厚纤维混凝土或挂网支护；IV、V类围岩采
用开挖前打超前锚杆、开挖后再进行随机锚杆支护、挂
网喷混凝土支护、安装钢拱架和衬砌混凝土支护。
2 隧洞衬砌混凝土裂缝形成及危害分析
引水遂洞穿越岩层地质结构复杂，支护方式不固
定，隧洞高埋深、压力大，衬砌混凝土分布分散，前期施
工完成的衬砌混凝土出现了不同程度的裂缝。经分
析，衬砌混凝土裂缝有如下几种危害：
a．裂缝形成新的渗水通道，影响发电量。
b．裂缝形成新的渗水通道，严重时发生管涌将引
发山体灾害。
c．引水隧洞永久运行得不到保障。
为了确保后期隧洞运行安全，必须妥善及时地对
裂缝进行处理。
3 裂缝处理技术措施
I类裂缝为表面缝宽6≤0．2mm，且不渗水的裂
缝，Ⅱ类裂缝为表面缝宽6>0．2mm，且表面不渗水以
及表面渗水裂缝。
3．1 I类裂缝处理
3．1．1 施工处理程序
I类裂缝施工处理程序为：裂缝清理一涂刷底
液一HK一961涂层。
3．1．2 施工工艺
3．1．2．1 裂缝清理
裂缝清理用电动磨光机清理裂缝周边范围内的松
动混凝土或泥浆等污渍，对于混凝土表面存在的蜂窝
麻面和多孔表面必须打磨平整并露出牢固的结构层，
清理宽度为裂缝周边不小于20cm范围的区域，清理后
· 27·
■ 水利建设与管理 2012年·第4期
用毛刷清理干净。若裂缝周围混凝土潮湿，还需采用
喷灯烘干基础面。
3．1．2．2 涂刷底液
a．刮涂前的表面处理：对于混凝土表面存在的较
深坑凹的缺陷，需进行找平处理，找平材料为环氧胶
泥，找平后基面应与周边混凝土高度持平。
b．材料配合比：涂刷底液材料为HK—G低黏度
环氧涂料，HK—G为双组分涂料，A、B两个组分的配
合比一般情况下为5：1(重量比)，具体配比根据施工
期间的气温情况进行调节，进行小样试验。
c．涂刷底液：在清理好的裂缝周边20cm范围内
混凝土表面涂刷一道薄而均匀的HK—G环氧涂料，涂
刷底液不可过厚(表面残留基液)或漏刷，涂刷过厚部
分应用干净毛刷吸附部分底液，漏刷部分则应进行
补刷。
3．1．2．3 HK一961涂层
涂刷HK一961增厚环氧涂料前应待HK—G环氧
基液干燥后进行，具体操作方法如下：
a．材料配合比：表面涂刷材料为HK一961增厚环
氧涂料，HK一961为双组分涂料，A、B两个组分的配合
比一般情况下为4：1(重量比)，因气候等条件对材料
流动性影响较大，施工过程中可在961涂料中添加适
量稀释剂。
b．涂刷HK一961涂料：在干燥的底液表面涂刷
HK一961增厚环氧涂料，涂刷分二道进行，在第一道涂
层结束后2h内进行下一道环氧涂层的施工。
带水条件下的注意事项：对于输水隧洞底部带水
部位的施工，施工前在裂缝(施工缝)两侧增设临时围
堰，再进行上述处理过程，待最后一道环氧干燥后，方
可拆除临时围堰。
3．2 lI类裂缝处理
3．2．1 施工处理程序
采用先对裂缝进行化学灌浆处理，再采用表面封
闭处理的方案，施工处理程序如下：
a．化学灌浆：
清缝一凿槽一埋管封槽一化灌。
b．表面封闭：
· 28·
清缝一刷底液一HK一961涂层。
3．2．2 施工工艺
3．2．2．1 清洗缝面
对缝表面进行打磨，打磨宽度15～20cm，去除缝
面的钙质、析出物及其他杂物。
3．2．2．2 凿槽
沿裂缝缝面人口开凿3～5cm 宽，深3～5cm 的
“V”形槽，对于宽度、深度不足3cm的部分V形槽，对
该部位进行重新修补，直到满足方案要求；凿槽结束后
用清水冲洗V形槽基础面。
3．2．2．3 埋管封槽
冲洗干净基础面后，用力顿快干水泥封槽，同时间
隔30～50cm埋设灌浆管。
3．2．2．4 化学灌浆
a．灌浆材料选配：灌浆材料选用LW／HW 水溶性
聚氨酯溶液，两种材料的配合比为LW：HW =7：3(重
量比)，对于漏水量较大部位的化学灌浆，适当提高
LW 的比重。
b．灌浆：待封缝材料有一定强度后进行化学灌
浆，灌注LW／HW水溶性聚氨酯化学灌浆材料。灌浆
压力为0．4～0．6MPa，从最低端向高端进行，待邻孔出
浆后，关闭并结扎出浆管，继续压浆；也可在邻孔出浆
后，关闭原灌浆管，移至其他邻孔继续灌浆，一直到整
条裂缝都灌满浆液并稳压5～10min为结束标准。
3．2．2．5 表面修复处理
待浆液固化后，凿除灌浆管，并用钢丝刷清理缝面
两侧，清理完后再在缝面涂刷2道HK一96系列增厚
环氧涂料，涂刷宽度为15～20cm(具体工艺同I类裂
缝表面处理工艺)。
4 主要材料性能介绍
4．1 HK—G环氧涂料
HK—G系列环氧涂料具有亲水性好、起始黏度
小、可灌性好、强度高、凝固时间可调、双组份、操作方
便等优点，可以对细微的混凝土和岩基裂缝进行灌浆
处理，达到防渗补强加固之目的。HK—G系列环氧材
料可用于水工建筑的基础和坝体裂缝的补强加固