化学灌浆在溪洛渡工程中的应用

化学灌浆在溪洛渡工程中的应用叶超（四川霸魁特种建筑工程有限公司，四川·成都）摘要：为保证溪洛渡工程的顺利推进和日后的运行安全，化学灌浆在溪洛渡工程中主要承担混凝土裂缝的处理及重点脱空部位的接触灌浆工作，其主要目的是结构加固补强和防渗堵漏，为达到业主方提出的目标和要求，我公司建立在大量实验的基础上经长时间研究，最终研制出适合溪洛渡工程的SCBK-CH环氧浆材、SCBK-CH环氧胶泥、SCBK-CH环氧砂浆。化学灌浆施工在导流洞、左岸出线竖井、地下厂房等重大项目中获得成功。保证了工程的顺利推进，实现的业主方提出的目标和要求以及规范的各项要求。此文仅针对施工过程中混凝土裂缝处理，化学灌浆在其他部位的应用暂不剖析。关键词：化学灌浆溪洛渡水电站加固补强防渗堵漏混凝土裂缝接触灌浆导流洞地下厂房出线竖井一、工程概况溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县接壤的溪洛渡峡谷段，是一座以发电为主，兼有拦沙、防洪、航运的大型水电站，也是是金沙江水电水电开发四个巨型电站最大的一个，是中国第二、世界第三大水电站，溪洛渡电站左右岸布置地下厂房，各安装9台77万千瓦水轮发电机组，总装机1386万千瓦，最大坝高278米。自2005年开工以来，为保证工程的顺利推进和安全运行，以加固补强、防渗堵漏的化学灌浆就在工程中扮演着重要作用，先后在导流洞、出线竖井、压力管道、地下厂房安装间、大坝等重点部位施工取得成功。二、材料选择及性能特点我公司致力于长远发展，不断开拓创新，在溪洛渡工程中我公司选用自主研发的SCBK-CH系列材料，其中化学灌浆材料选择为：SCBK-CH环氧浆材；封缝材料选择为：SCBK环氧胶泥；刻槽填充材料选择为：SCBK环氧砂浆。1.SCBK-CH环氧灌浆材料性能特点：SCBK-CH环氧灌浆材料A液的性能SCBK-CH环氧灌浆材料B液的性能项目指标外观红褐色粘度（cP）8000胺值mgKOH/g400～500SCBK-CH化学灌浆材料配合比与初凝时间关系SCBK-CHA液（环氧）SCBK-CHB液（固化剂）初凝时间（小时）4份1份5～105份1份20～406份1份50～707份1份80～100SCBK-CH环氧灌浆材料的性能（混合后）项目指标项目指标外观浅黄～红棕色粘度（cP）10密度1.05～0.05贮存期一年内无沉淀20°粘度（MP·s）14密度1.050.05渗透系数（cm/s）10-8-10-10胶凝时间/h8～100小时浆液接触角（20℃）/（°）（接触物均为花岗岩）配浆毕（接触面湿）01h10.6砂浆“8”模粘接抗拉强/Mpa（龄期2个月）3.0MPa纯聚合体的抗压强度/Mpa（龄期1个月）50MPa模拟灌浆0.3mm的混凝土裂缝的劈拉强度/MPa（龄期1个月）湿缝2.0MPa有水缝2.0MPa纯聚合体的变形模量（GPa）（龄期3个月）干养护0.81水下养护0.85石英砂固结体变形模量（GPa）（龄期1个月）干养护9.73水下养护8.372.SCBK高性能环氧胶泥性能特点：①与混凝土的粘结力极强，28d的粘结强度可达4.0MPa以上；②早期强度高，1d强度可达20MPa，7d强度可达50MPa；③耐磨性好，有优异的抗冲击性能；收缩率极低，体积稳定性好。④施工性能好，具有良好的触变性能；耐老化性优良，使用寿命长。SCBK高性能环氧胶泥技术指标表：项目指标参照标准胶凝时间（20℃）≤10hDL/T5126-2001《聚合物改性砂浆试验规程》，DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》砂浆“8”字模抗拉粘结强度，28d≥4.0MPa抗拉强度，28d≥20MPa固结体抗压强度1d≥30MPa7d≥60MPa28d≥90MPa抗化学腐蚀性（20℃，100h）30%NaOH无开裂、剥落现象50%H2SO4无开裂、剥落现象10%盐水无开裂、剥落现象三、施工工艺工艺流程：裂缝描述→裂缝清理→布孔→安装注浆嘴→封堵裂缝→压风检查→注浆→表面修饰1、裂缝描述描述：现场查找裂缝，对裂缝进行编号，根据裂缝走向进行标示，并测量出裂缝的宽度、长度等数据，并绘制出裂缝示意图。2、裂缝清理a.磨缝：采用手持打磨机沿裂缝进行打磨，打磨的宽度为裂缝两侧各100mm；为防止灌浆时和灌浆后裂缝继续延伸，向裂缝端点方向各延伸50cm（工艺延伸缝）进行打磨。b.清缝：打磨完成后采用风枪对裂缝进行清缝，将裂缝表面的灰尘等杂物清理干净,以保证缝口张开，内无杂物、粉尘和其它影响封缝粘接的污物；3、布孔a.打孔：根据规定间距进行打孔，孔深为20-30mm，直径为Ф27mm骑缝孔,孔距在30-50cm。b.对于裂缝两端和裂缝之间交叉部位加布灌浆孔。c.洗孔：对打好的孔将孔内残渣清洗干净。4、注浆嘴安装a.安装注浆嘴：用定位针穿过进浆管，对准孔内缝口插上，然后将注浆嘴压向混凝土表面。b.固定注浆嘴：采用SCBK环氧胶泥对注浆嘴进行堵塞固定，1分钟后抽骑缝孔结构裂缝出定位针应保证定位针不附粘胶，再采用环氧胶泥对孔边缝进行封堵处理。布孔及安装灌浆嘴示意图5、封堵裂缝：采用SCBK环氧胶泥沿原裂缝左右各100mm宽度刮抹5mm厚(保证裂缝中心的环氧胶泥厚度，两边可以略薄)，从而实现对裂缝的封闭，对于有渗水的缝段，可采用凿2mm宽×2mm深的U型槽采用环氧砂浆进行止水填充，再用环氧胶泥封缝。对裂缝端点方向工艺延伸缝进行封缝处理，以保证灌后裂缝不再向两端延伸。封缝完成按照灌浆的顺序给每个孔口编号，编号从1号向后依次类推。6、压风检查a.压风开始时间：封缝完成24h后进行压风检查。b.方法：采用压风检查注浆嘴之间的串通情况和裂缝封闭的密实性，压风检查压力不能超过灌浆压力的50%。检查前先将各注浆嘴接上塑料软管，检查1#孔时，将2#孔软管的另一端插入水中，其它孔封闭。当对1#孔压风，插入2#孔软管的水中出现气泡时，表示1#孔与2#孔是贯通的。按此方法检查每一个孔的贯通情况，做好详细记录。c.对于压风与周边孔都不互串的孔，采用就近补一个回浆孔的办法进行处理。d.压风过程中发现有漏风现象则表明漏风处封缝为达到要求，需将该处的环氧胶泥剔除重新进行封缝，确保整条裂缝都是密封的。7、注浆a.施工注浆比例选择综合考虑浆液混合后的流动性和可灌性及灌后固结强度等因素选择A:B=6:1（质量比）的配比进行灌注。b.施工注浆压力选择根据楼板混凝土强度等级、混凝土厚度、混凝土裂缝的宽度和深度综合考虑，选择最高0.5MPa的注浆压力进行化灌施工。c.注浆顺序：按照纵向缝从下至上，横向缝从一端向另一端的顺序进行灌注，且灌浆过程中不得随意中断，保证灌注的连续性。d.灌浆压力：起始注浆压力为0.2MPa，灌注最高压力不超过0.5MPa，灌浆压力应尽快升至最高压力，使浆液迅速扩散。e.注浆方法：采用10个孔一组方式进行灌注。首先用灌浆机灌注1#、3#、5#、7#、9#孔，展开2#、4#、6#、8#、10#孔，当2#、4#、6#、8#、10#孔由开始流出纯环氧浆液时开始对2#、4#、6#、8#、10#孔进行并灌，当此组孔灌浆吸浆量小于0.02L/5min时，继续稳压灌注30分钟后结束灌浆，进行扎结封孔。依次类推进行注浆，灌注时应注意相邻孔口的反浆情况，当邻孔反浆后，排掉邻孔中的积水后接通孔管进行并灌，依此方法由下至上，由从一端向另一端灌注。f.应急处理：灌浆过程中，周边有外漏应卸掉灌浆机压力，对渗漏部位进行堵漏。灌浆过程中若进浆量大于理论量的两倍以上，也无进浆量变小迹象，应立即通知当班质检和监理，可采用更换配浆比例（改用A:B=5:1或则A:B=4:1）和间歇灌浆方法，直到灌浆达到结束标准。g.结束标准：灌浆吸浆量小于0.02L/5min时，继续稳压灌注30min再结束灌浆，进行扎结封孔。8、表面修饰a.时间：在灌浆结束7天（浆液初凝）后进行。b.方法：铲除注浆嘴，将混凝土高出部位打磨光滑平整，然后采用环氧胶泥对混凝土损伤部位修补处理。四、结束语通过化学灌浆处理，对各混凝土裂缝进行了封堵，同时也对各混凝土结构起到了加固补强的作用，对整个工程的推进和运行起着至关重要的作用，我公司现已完成导流洞、左岸出线竖井、压力管道竖井段的化学灌浆施工，其中导流洞自2007年运行以来安全稳定，其他部位已进入机电安装等项目。