溧陽市大溪水庫西干渠涵洞滲漏原因分析及對策

戴春祥 黃春華 段科萍

摘? 要：大溪水庫位于江蘇省溧陽市南、宜溧山地北麓，以筑壩攔蓄大溪河而得名。1960年建成。主壩長495m，高17.5m。集水面積90m2，總庫容1.128億m3。庫區(qū)東南側(cè)有水道上接沙河水庫，用以調(diào)節(jié)沙河水庫洪水。建有溢洪閘輸水涵洞三座，下游引水、提水灌溉面積7.3萬畝。本文就大溪水庫西干渠涵洞滲漏發(fā)生原因及處理方法進行研究，為同類滲漏現(xiàn)象的處理提供參考。

關(guān)鍵詞：大溪水庫 滲漏 堵水

1.概況

大溪水庫大溪水庫位于江蘇省溧陽市西南部，壩址距溧陽市13km，1958年動工興建，1960年初步建成，后經(jīng)1965年、1971年、1978年三次較大規(guī)模續(xù)建，2009年至2011年實施了除險加固，2011年4月通過竣工驗收。2017年通過國家級水管單位驗收。是一座具有防洪、供水、灌溉、涵養(yǎng)水源、結(jié)合生態(tài)保護和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的國家大（Ⅱ）型水庫。西涵洞為矩形壓力涵洞，斷面尺寸1.3×1.1m2，進口底板高程7.2m（青島基面，下同），設(shè)計流量6.0m3/s。

2014年5月水庫管理處工作人員在巡查中發(fā)現(xiàn)西涵下游壩腳滲水，上報溧陽市水利局。市水利局高度重視，組織有關(guān)專家，先后分二次對涵洞滲漏情況進行了詳細(xì)現(xiàn)場檢查，取得了現(xiàn)場工程的實際數(shù)據(jù)，進行分析研究和處理。

2.涵洞滲漏特征及原因分析

我們對涵洞接口分別進行編號，0#～14#為涵洞節(jié)數(shù)（圖1所示）。

調(diào)查情況表明，涵洞洞身存在嚴(yán)重穿透滲漏，滲漏水途徑主要來自涵洞接口。大部分接口中的橡膠止水條明顯和縫壁脫離，成為滲漏發(fā)生的主要部位。本涵洞共14個接頭，每個接頭都有不同程度的縱向位移現(xiàn)象，無明顯垂直向位移。

在排除設(shè)計及施工缺陷的前提下，接口被拉開的原因與洞體基礎(chǔ)、涵洞上下游坡度、水流方向沖擊力等因子有關(guān)。在基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降、水流的沖擊推力、涵洞重力滑移的綜合作用下，涵洞接口被拉開，止水受到破壞，拉開的接口開始滲水，滲水的出現(xiàn)使基礎(chǔ)及涵洞外的泥土等填充物流失，加劇筒體變形，造成更大滲水，如此惡性循環(huán)最終出現(xiàn)目前的狀況，并對大壩的安全構(gòu)成威脅。從結(jié)構(gòu)沉降規(guī)律角度分析，尚不能排除涵洞洞身繼續(xù)不均勻沉降的可能性。

3.治理方案

3.1總體思路

洞內(nèi)接口裂縫用硫鋁酸鹽類快硬堵漏材料封縫+聚氨酯淺孔灌漿+高分子丙烯酸鹽材料深孔灌漿+粘結(jié)橡膠板。該方案治理思路是，將洞內(nèi)接口裂縫用硫鋁酸鹽類快硬堵漏材料封縫后，直接針對涵洞接口進行油性聚氨酯材料淺孔灌漿，然后進行深孔高分子丙烯酸鹽注漿止水，灌漿材料在接口裂縫內(nèi)固結(jié)，再在裂縫表面粘結(jié)橡膠板，四重堵水措施，從而達到治理的目的。

3.2硫鋁酸鹽類快硬堵漏材料封縫

將配制好的硫鋁酸鹽類快硬堵漏材料快速嵌于可見裂縫中，并盡可能填深壓實，凝固后將高出平面部分鏟除。

3.3伸縮縫灌漿

3.3.1伸縮縫位置，采取深淺孔灌漿治理，全斷面灌漿。鉆孔后埋灌漿針頭，按先淺孔后深孔原則進行。

3.3.2布孔位置

整個伸縮縫全斷面灌漿，布孔間距為200mm，交錯形布置，灌漿孔中心與滲漏縫中心線間距為0-50mm。見圖2。

3.3.3鉆孔結(jié)構(gòu)

本次布孔，分深孔和淺孔兩種方式，深孔裸孔深度為200mm（見圖2中2序孔）。淺孔裸孔深100mm（見圖2中1序孔）。先淺孔灌漿后深孔灌漿。

3.3.4灌漿壓力控制

根據(jù)經(jīng)驗，淺孔灌漿壓力不易超過0.2MPa;深孔灌漿壓力不易超過0.3MPa;

3.3.5灌漿結(jié)束條件

當(dāng)灌漿壓力超過設(shè)計灌漿壓力停止灌漿。

3.3.6灌漿材料選擇

（1）淺孔灌漿選擇聚氨酯類柔性高分子灌漿材料。聚氨酯選用臺灣生產(chǎn)的油性聚氨酯。

（2）深孔灌漿選擇可反復(fù)遇水膨脹的丙烯酸鹽類化學(xué)漿液。

①本物理性能

主劑外觀：淡黃色液體;

密度：1.15～1.20g/cm3;

黏度：<1cP;

固結(jié)體：白色彈性體;

②基本力學(xué)性能

固砂體抗壓強度：>0.6MPa（24小時，濕養(yǎng)護），>6MPa（3天，常溫干養(yǎng)護）。 拉伸性能：斷裂伸長率：>200%。

③ 干縮失水后的性能

由于丙烯酸鹽含有大量的鈣鎂質(zhì)與混凝土中材質(zhì)相近，導(dǎo)致丙烯酸鹽漿材與混凝土裂縫的粘接力比丙凝漿材要強。未加入添加劑的丙烯酸鹽材料固化反應(yīng)不均勻，彈性、韌性不好，表面粘接力不強，出現(xiàn)圖6B、C所示的兩種情況。丙烯酸鹽灌漿材料固結(jié)體開裂出現(xiàn)在裂縫表面或材料內(nèi)部，易于再次出現(xiàn)滲漏水。XT—丙烯酸鹽灌漿材料固化后表面發(fā)粘，具有較好的彈性、韌性，在丙烯酸鹽固結(jié)體干縮時，如圖4所示，在丙烯酸鹽灌漿材料固結(jié)體失水干縮過程中，是自身的干癟收縮，而不會再次出現(xiàn)裂縫，當(dāng)有水汽存在時，會吸水膨脹，這樣被修補過的裂縫就難以再次產(chǎn)生滲水現(xiàn)象，達到解決滲漏水的堵止目的。

3.3.7灌漿順序

先下部后上部、先淺孔后深孔灌漿。

3.4伸縮縫表面處理

在淺孔、深孔灌漿結(jié)束，在伸縮縫表面黏貼防滲橡膠板（見圖5），具體作法如下：

（1）打磨清洗接縫區(qū)混凝土表面，約45cm寬度;

（2）打80×60的膨脹螺栓孔，間距100mm;

（3）涂刷水下環(huán)氧樹脂2遍，每遍厚度不小于2mm;

（4）粘貼40cm寬度防水橡膠條，壓上寬100mm，厚2mm的304不銹鋼板（不銹鋼板上先鉆孔，孔徑80 mm，間距100mm），埋入80×60不銹鋼（304）膨脹螺栓，上緊膨脹螺栓，必須見有膠液擠出;防水橡膠采用斜切面搭接，用水下環(huán)氧樹脂膠接。

4.施工組織

4.1施工準(zhǔn)備

4.1.1材料準(zhǔn)備

所用的材料必須采用合格的、符合規(guī)范要求的水泥、JS涂料、及注漿堵漏材料。

4.1.2技術(shù)準(zhǔn)備

施工人員持證上崗，保證所有施工人員都能按此措施的操作要求及有關(guān)工藝要求施工。注漿堵漏施工要求具有類似工程施工經(jīng)驗的專業(yè)防水公司施工，保質(zhì)保量完成滲水點的處理。

4.1.3設(shè)備機械配備

對該措施的施工計劃投入相應(yīng)的機械設(shè)備及工具。

4.1.4施工現(xiàn)場準(zhǔn)備

在做好涵洞排水、施工用電等基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為，為保障施工人員安全，必須做好通風(fēng)系統(tǒng)準(zhǔn)備工作： 在施工前，在涵洞內(nèi)形成通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)見圖所示，由1臺6m3空氣壓縮機和高壓風(fēng)管組成。空氣壓縮機放置地面，風(fēng)管通過涵洞通氣孔進入涵洞內(nèi)，形成完整的通風(fēng)系統(tǒng)。具體見圖6。

4.1.5通訊系統(tǒng)準(zhǔn)備

為了解決涵洞內(nèi)施工人員和地面的聯(lián)系，應(yīng)在地面和涵洞內(nèi)形成有線電話和無線對講機2套通訊系統(tǒng)，有線電話電線通過涵洞洞口孔進入。無線對講機在使用時，在地面導(dǎo)氣孔處確保施工期間有人值班，確保涵洞內(nèi)外時時聯(lián)系通暢。

4.2施工工藝

施工順序：

封縫→淺孔注漿→深孔注漿→伸縮縫表面貼橡膠片

（1）針對伸縮縫，可直接鉆孔灌漿;對于墻體滲水點部位，先剔鑿滲漏部位表層，鏟除水泥砂漿，直至露出墻體混凝土基層，把混凝土基層鑿毛，用清水沖洗干凈。

（2）在伸縮縫或明顯滲漏處用風(fēng)鉆打孔，直徑6毫米，以灌漿管外徑為準(zhǔn)。

（3）灌漿嘴要設(shè)置在滲水點處，灌漿嘴的距離應(yīng)根據(jù)裂縫大小結(jié)構(gòu)形狀而定。若裂縫縱橫交錯，在交叉處應(yīng)設(shè)置灌漿嘴。

（4）封閉，布嘴后，在明顯滲水處和灌漿管根處用速凝水泥砂漿進行封閉，要求抹平趕光。

（5）封閉后，等硫鋁酸鹽類快硬堵漏材料有足夠強度后，用水進行壓水試驗，觀察封閉有沒有漏水的現(xiàn)象，如沒有就進行下道工序。

（6）灌漿，根據(jù)情況制定配制漿液（注意配好后避免與水接觸）。用與壓水試驗相同的方法灌入裂縫，控制壓力0.3-0.8Mpa，灌漿時應(yīng)從底部開始，當(dāng)側(cè)面管出漿灌漿2-3秒后即關(guān)閉出漿閥門和灌漿閥門，接著依次由底部到側(cè)面，再由側(cè)面到頂部，依次漸進。

（7）封孔，待漿液完全固結(jié)后，觀察沒有滲漏水的現(xiàn)象后將灌漿部位用防水砂漿封平。

5.質(zhì)量及安全控制措施

筆者在施工監(jiān)督過程中，在質(zhì)量及安全控制方面，重點對以下幾方面進行檢查：

（1）施工前對堵漏的材料進行檢查，看是否在有效期內(nèi)和是否符合要求。

（2）施工時應(yīng)嚴(yán)格按照此措施進行施工，施工前對工人進行交底。要求項目管理人員旁站，并詳細(xì)記錄施工過程。

（3）在施工時，前一道工序要先檢驗合格驗收，方可進行下一道工序的施工。施工時嚴(yán)格按照以上的施工工序進行，不得漏點、不得漏工序。

（4）施工完畢，基面不應(yīng)裂紋，起鼓等不良現(xiàn)象。若是有，則進行返工處理。

（5）每次施工進場前，應(yīng)先調(diào)試運行通風(fēng)系統(tǒng)和聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，確保萬無一失。由于施工現(xiàn)場潮濕、黑暗，為了確保施工安全，本次施工鉆孔、注漿、打磨等所需的施工機具選用風(fēng)動設(shè)備。施工期間要確保通風(fēng)正常，若供風(fēng)出現(xiàn)問題，應(yīng)及時通知涵洞內(nèi)施工人員，幫助其及時撤離。灌漿時一定要注意保持通風(fēng)良好，施工現(xiàn)場應(yīng)遠(yuǎn)離火源，嚴(yán)禁吸煙，防止火災(zāi)發(fā)生。每天施工完后，要做到工完場清。

（6）施工照明選用煤礦使用的礦燈作為照明電源。施工期間確實需要電源時，應(yīng)選用連續(xù)的無接茬的防水電纜，防水插座，確保施工人員安全。由于在地下有水涵洞內(nèi)施工，施工環(huán)境比較潮濕，在使用時要注意電線的安全使用，不允許電線浸泡在水中。

（7）為確保施工人員安全，應(yīng)在涵洞內(nèi)設(shè)立監(jiān)控系統(tǒng)，地面人員可直接通過監(jiān)控系統(tǒng)觀測到施工現(xiàn)場人員安全情況。

6.結(jié)語

大溪水庫西漏洞洞內(nèi)接口裂縫采用硫鋁酸鹽類快硬堵漏材料封縫+聚氨酯淺孔灌漿+高分子丙烯酸鹽材料深孔灌漿+粘結(jié)橡膠板方案處理后，經(jīng)過幾年的運行和觀測，伸縮縫滲漏得到了有效控制，為同類滲透現(xiàn)象提供了經(jīng)驗，值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻：

[1]冀玲芳，李養(yǎng)平.高分子化學(xué)灌漿材料及其在混凝土防治堵漏工程中的應(yīng)用，江蘇化工[A] 2002（12）42-44.

[2]灌漿材料的發(fā)展現(xiàn)狀與展望.

[3]江蘇省溧陽市大溪水庫除險加固工程竣工圖.