水利建筑滲漏問題與防范技術(shù)

陳小惠 廣東省水利水電第三工程局有限公司

滲漏問題是水利建筑常見的一種老化問題，原因主要是水利建筑自身出現(xiàn)了縫隙，比如由于養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、土質(zhì)、溫度影響產(chǎn)生的裂縫，水利建筑防水效果不好產(chǎn)生的變形縫以及混凝土所受拉應(yīng)力過大產(chǎn)生的滲漏縫，對于這類問題施工企業(yè)一定要提高重視。

1.滲漏問題原因分析

1.1 巖石基礎(chǔ)灌漿沒到位

水利建筑的巖石基礎(chǔ)是多發(fā)滲漏問題的地區(qū)，巖石基礎(chǔ)地區(qū)由于地質(zhì)、溫度、水壓等原因很容易產(chǎn)生縫隙造成滲漏問題，引起水利建筑結(jié)構(gòu)的破壞甚至崩塌。大多數(shù)施工團(tuán)隊(duì)都會對這些基礎(chǔ)地段進(jìn)行嚴(yán)密的防滲漏灌漿作業(yè)，但是，在此過程中由于施工過程中的某些技術(shù)不到位或者細(xì)節(jié)問題導(dǎo)致灌漿作業(yè)存在瑕疵，沒起到防滲效果。

1.2 混凝土受力變化產(chǎn)生滲漏縫

滲漏縫與混凝土所受拉力、應(yīng)力大小以及混凝土自身材料的抗拉力及拉應(yīng)力大小有關(guān)。一般建筑受到的拉力或應(yīng)力大小超過了混凝土承受的最大程度范圍，就可能會產(chǎn)生不同種類的滲漏縫，從而導(dǎo)致滲漏的發(fā)生?；炷恋呐浔葲Q定了自身抗拉力及拉應(yīng)力的大小，由多種復(fù)合脆性材料組成的混凝土如果材料比例不合理，導(dǎo)致混凝土拉應(yīng)力和抗拉力兩者失衡，過度拉伸，造成水利建筑混凝土出現(xiàn)明顯的裂縫，在工作環(huán)境中水壓作用下就會發(fā)生嚴(yán)重的滲漏。水利建筑基礎(chǔ)地段的混凝土容易因受力變化產(chǎn)生滲漏縫，這些問題是因?yàn)槭┕r(shí)未對其基礎(chǔ)進(jìn)行加固，導(dǎo)致水利建筑基礎(chǔ)發(fā)生沉降，混凝土受力超過自身范圍就產(chǎn)生了滲漏縫。所以要采取措施對水利工程進(jìn)行基礎(chǔ)加固，減少沉降，使基礎(chǔ)受力平衡。

2.水利建筑滲漏防范技術(shù)的應(yīng)用

2.1 灌漿法

臺山核電廠一期工程淡水水源工程新松水庫為臺山核電站長期輸送淡水，屬于大型水利建筑工程。該水庫在防滲漏工程中對水庫不同地段采取了不同的灌漿模式，分別是大壩固結(jié)灌漿、大壩接觸灌漿以及大壩帷幕灌漿三種方式，在實(shí)際灌漿過程中，因?yàn)榈囟翁攸c(diǎn)的不同，往往需要采取多種灌漿方式，但是一般帷幕灌漿放在后，前兩者先完成。下面對三類灌漿模式進(jìn)行技術(shù)分析。

2.1.1 大壩固結(jié)灌漿

該水庫壩基面由于相對隔水層埋深較淺而且基層的透水性較差，所以壩基面要想達(dá)到最優(yōu)的防滲漏效果，最好是采用大壩固結(jié)灌漿法。固結(jié)灌漿旨在提升壩基巖體的力學(xué)性能，降低巖石的滲透性。在開始實(shí)施固體灌漿工程之前，除了做好制漿系統(tǒng)，以及風(fēng)、水、電系統(tǒng)的布置，進(jìn)度安排，人員配置，施工設(shè)備配置以外，關(guān)鍵的一點(diǎn)是在施工前對相應(yīng)施工地質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)場施工試驗(yàn)，確定灌漿鉆孔的布置和深度、如何灌注、灌漿地段長度和灌漿壓力、灌注標(biāo)準(zhǔn)等試驗(yàn)參數(shù)，為后續(xù)施工提供試驗(yàn)依據(jù)。最后，經(jīng)過監(jiān)督部門審查通過后才能開工，而后經(jīng)過測量放線、鉆孔、沖洗、壓水試驗(yàn)、灌漿、封孔、質(zhì)量檢查完成灌漿工作。測量放線時(shí)，孔位離伸縮縫或者結(jié)構(gòu)物邊緣的距離不小于1m。鉆孔時(shí)，要保證灌漿孔的直徑在60mm左右，檢查孔的直徑不小于100mm，并且要保證鉆孔內(nèi)壁光滑，及時(shí)清理孔內(nèi)的雜物，保持孔道通暢，以便后續(xù)卡塞進(jìn)入灌漿?？孜黄钚∮?0mm，孔傾斜度不超過5°，遇見斷層時(shí)要鉆透斷層1m之后再停止。同時(shí)按照環(huán)(排)間分序，環(huán)(排)內(nèi)加密的原則將灌漿孔分成兩序。其順序位置要根據(jù)現(xiàn)場施工圖紙來合理安排。沖洗時(shí)沖洗壓力要小于1 Mpa，大概是灌漿壓力的80%。沖洗方式有風(fēng)水聯(lián)合或者壓力脈動沖洗。壓水試驗(yàn)采用單點(diǎn)法，壓力控制在灌漿壓力的80%左右。若大于11Mpa，則要有10-30min的穩(wěn)定時(shí)間。灌漿時(shí)采用自上而下分段循環(huán)式灌漿，同時(shí)根據(jù)地質(zhì)情況決定灌漿段長度。使用多大的灌漿壓力以及灌漿是否分級升壓決定于地質(zhì)抬動的情況，要保證抬動變形值小于設(shè)計(jì)允許值0.1mm。實(shí)際工作中利用壓力表來監(jiān)測壓力的變化并做好記錄。灌漿過程要連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)漿液的攪拌時(shí)間、溫度、停留時(shí)間等都有嚴(yán)格限制。固結(jié)灌漿法的封孔階段要在該段灌漿最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率小于1L/min，繼續(xù)灌注半個小時(shí)才可結(jié)束灌漿，封孔要等到灌漿全部結(jié)束后，保持孔內(nèi)無積水污物，先封各個序列的灌漿孔，再封檢查孔。

2.1.2 大壩接觸灌漿

該水庫大壩與基巖的豎直或高傾角接觸面防滲漏作業(yè)宜采用接觸灌漿，填充混凝土收縮產(chǎn)生的縫隙，使大壩和基巖之間緊密結(jié)合。接觸灌漿的流程分為錨筋施工、止?jié){片支座施工、接觸灌漿鉆孔、灌漿管路安裝、混凝土澆筑、縫面清潔、灌漿施工以及閉漿八大部分。錨筋的擺放須沿著止?jié){片呈梅花型安置，各個之間的距離在0.5m-1m。鉆孔時(shí)，與固結(jié)灌漿鉆孔不同，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行斜向鉆孔，使其呈梅花狀。接觸灌漿管路的布置原則是漿液能夠自下而上均勻灌注各個灌區(qū)的裂縫中，盡可能順直安裝，減少彎道布置，灌漿裝置保持通暢，進(jìn)漿管、回漿管以及排氣管應(yīng)該做到同區(qū)集中。層層混凝土澆筑前后可通過安裝預(yù)留管以方便展開通水檢查，及時(shí)解決出現(xiàn)的問題。

2.1.3 大壩帷幕灌漿

該水庫處于河床、兩岸的壩基以及兩岸壩頭在進(jìn)行防滲漏處理時(shí)，適用大壩帷幕灌漿的方法。針對該水庫的實(shí)際環(huán)境情況，首先確定了帷幕的型式和帷幕的深度，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的孔向和順序鉆孔，保證孔的大小均勻，做好孔斜測工作。該水庫將大壩帷幕灌漿的帷幕孔設(shè)置為孔距為1.5m的鉛直孔向單排孔，孔徑控制在46mm以上。帷幕灌漿的孔徑控制在59-75mm，孔位偏差不超過10cm。在保證灌漿質(zhì)量前提下，最好是采用小口徑鉆孔同時(shí)對于先導(dǎo)孔的孔深的設(shè)置要根據(jù)帷幕灌漿設(shè)計(jì)底線來確定；在準(zhǔn)備工作做好之后，在根據(jù)施工現(xiàn)場的情況選取適宜位點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)，收集試驗(yàn)參數(shù)作為后續(xù)施工的依據(jù)。若同一地段會采用兩種以上灌漿方式時(shí)，帷幕灌漿必須放在后面，要注意的是在大壩蓄水之前必須完成帷幕灌漿的工作，同時(shí)做好后續(xù)排水降壓。帷幕灌漿施工中若遇周圍爆破情況必須鉆取檢查孔對工程進(jìn)行檢查，檢查孔終孔直徑至少要達(dá)到100mm。一旦出現(xiàn)滲漏問題要及時(shí)補(bǔ)灌。帷幕灌漿若采取單排孔灌漿，則可分為三個序列進(jìn)行灌漿，1序孔和尾序孔孔距分別設(shè)置為6m和1.5m，在1序孔中至少每隔15m選取先導(dǎo)孔。采用自上而下分段或者孔口封閉灌漿法。對同排次序孔之間，灌漿高度差至少大于15m。同樣，帷幕灌漿也要進(jìn)行孔道沖洗和壓水試驗(yàn)等工作，并在灌漿完成后要進(jìn)行質(zhì)量檢查。

2.2 防滲墻法

該技術(shù)實(shí)施的重點(diǎn)是防滲墻的構(gòu)建，這也是決定防滲墻技術(shù)的防滲效果的重點(diǎn)。防滲墻技術(shù)采用專用鉆機(jī)在土層鉆鑿、挖取所需的孔道和槽道，然后通過灌注機(jī)灌注混凝土，再進(jìn)行黏土回填或者在孔道、槽道中安裝相應(yīng)的防滲漏材料，或安裝預(yù)制的混凝土構(gòu)件達(dá)到構(gòu)建連續(xù)地下墻體的目的。對于淺水地基區(qū)，防滲墻要采用黏土截水槽，并在水區(qū)下游設(shè)置反濾層。對于深水地基區(qū)，最好使用槽孔型防滲墻技術(shù)。為了提高防滲墻技術(shù)的質(zhì)量，要根據(jù)防滲墻作業(yè)時(shí)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土各自與泥漿面的壓力差異，結(jié)合混凝土材質(zhì)開展防滲墻作業(yè)。

3.結(jié)語

水利建筑工程在建設(shè)時(shí)要根據(jù)施工區(qū)域的實(shí)際情況選擇恰當(dāng)?shù)姆罎B漏技術(shù)。在開展防滲漏技術(shù)應(yīng)用時(shí)，要綜合分析各類參數(shù)，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的防滲漏方案，確保水利建筑工程的穩(wěn)定性。施工時(shí)各個團(tuán)隊(duì)之間要相互協(xié)作配合，互相監(jiān)督，保證防滲漏操作的質(zhì)量，以此減少滲漏問題的發(fā)生。