化学灌浆技术在裂缝处理施工中的应用

李林 雍明全

摘 要：在水利水电工程施工过程中，由于施工不规范及其他外界因素，导致成型混凝土出现裂缝。因水利水电工程在混凝土强度和防渗性能上有较高要求，普通灌浆已不能满足要求，而化学灌浆在水利水电工程缝处理中取得了较好的效果。

关键词：化学灌浆；技术；应用

水利水电工程施工中，因混凝土材料问题、配合比设计不合理、施工及养护不到位、外界使用因素（如基础不均匀沉降）等不同原因导致混凝土在凝固或使用阶段产生裂缝。裂缝降低水工建筑物的抗渗能力，不仅影响建筑物的使用功能，还影响建筑物的结构强度。根据水工建筑物对结构强度和防渗性能的要求，采用普通水泥灌浆法处理很难取得理想的效果，而化学浆液具有很好的渗透性、灌注性，可以通过灌浆压力把浆液压至细微裂缝中，使其扩散、凝固达到防水、堵漏、补强的目的。在嘉陵江苍溪航电枢纽工程安装间及泄洪冲沙闸底板及侧墙裂缝处理中，化学灌浆取得了很好的效果，以下结合苍溪航电枢纽工程化学灌浆所取得的成果，浅谈化学灌浆技术在裂缝处理施工的应用。

1 裂缝处理方案选择

对于宽度小于0.3mm且需要继续浇筑混凝土的裂缝，在上层混凝土浇筑之前采用并缝钢筋进行限裂处理；对于宽度大于0.3mm的裂缝进行化学灌浆处理，如需要继续浇筑混凝土，可增加并缝钢筋进行加固。对于宽度超过1.0mm裂缝，应在裂缝最宽处增加测缝计，后期对裂缝进行观测记录。

2 灌浆材料的选择

化学灌浆材料选择的原则：一是浆材的可灌性，所选化学浆材必须能够灌入裂缝，充填饱满，灌入后能凝结固化，以达到补强和防渗加固的目的；二是浆材的耐久性，性能稳定，不易起化学变化，并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度，不易脱开。裂缝处理化学灌浆材料常用的有水玻璃、丙乳、环氧和聚氨酯材料。1）水玻璃灌浆材料。指水玻璃（Na2O·nSiO2）在固化剂作用下产生凝胶的一种灌浆材料，由于水玻璃来源丰富、价格低、污染小，加上不断研制的各种新型固化剂，从而使水玻璃类浆液成为一种品种繁多、有实用价值和重要发展前途的浆液。适用于较大裂缝使用，尤其适合突发性漏水、泥、砂的整治，浆液充填率高但强度不高。2）丙乳灌浆材料。全称为丙烯酸酯共聚乳液，是一种高分子聚合物的水分散体，加入水泥砂浆后为丙乳砂浆，该砂浆具有优异的粘接、抗冻、防渗、防腐、耐磨、抗老化等性能，适用于钢结构和钢筋混凝土结构的防渗、防腐护面和修补工程。丙乳不作为灌浆材料单独使用，一般与砂浆拌和后用于混凝土表面修补工程。3）环氧灌浆材料。环氧灌浆材料为含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，具有可灌性好、粘度大、强度高等优点。材料为双组分，操作方便，可以对细微的混凝土裂缝和基岩裂缝进行灌浆处理，从而达到防渗补强加固的目的。但一般环氧材料不适用于缝面有水的情况，材料与潮湿混凝土面的接触性不好，必须选用改性环氧材料。改性环氧材料强度、粘度、固化时间可调节，具有亲水性，材料力学性能良好，浆液固化后的抗压强度和抗拉强度都很好，有较好的补强加固性能，环氧灌浆材料适用于各类水工建筑物及其他工程构筑物混凝土裂缝的补强加固处理，大坝和其他工程构筑物基础的防渗补强加固处理。4）聚氨酯。单液型，无需计量混合；具有优良的亲水性，可与水反应封堵大压力水。灌浆胶与水发生化学反应后，借其缓慢膨胀及持续压力，可将灌浆胶渗透至细微缝隙，达到完全止水的效果，灌浆胶与混凝土的结合力非常优越，不会因构筑物的变形而引起再龟裂等漏水现象。推荐用于隧道、水库、大坝混凝土等结构裂缝的漏水止漏。但一般聚氨酯的粘结强度偏低，只适合堵漏施工，不适合作为混凝土裂缝补强加固使用。根据化学灌浆材料的特性及裂缝的性状，苍溪航电枢纽工程化学灌浆选用改性环氧材料。

3 施工方法

3.1 施工流程

混凝土面清洗→裂缝标识→测量缝宽→钻锁缝钢筋孔→埋设锁缝钢筋→裂缝凿槽→裂缝清洗→钻灌浆孔→预埋灌浆管→预缩砂浆封闭→灌浆→凿除灌浆咀→预缩砂浆补平→埋设并缝钢筋→灌浆处理结束。

3.2 施工方法

1）钻孔、埋管。根据裂缝情况，采用骑缝钻孔或斜穿钻孔，钻孔必须穿过裂缝，在裂缝处理中视情况灵活选用。钻孔后进行压水或压气检查，判断钻孔与裂缝是否相通，若不相通，需在临近处补钻孔。灌浆管路的预埋首先沿裂缝全长人工凿槽并冲洗干净，从槽底钻孔后插入灌浆管和管咀，间距根据实际情况而定，一般0.3m左右一个。管咀应露出混凝土面10cm，然后采用预缩砂浆将凿槽封闭。2）灌浆。灌浆前应首先进行压水检查，压水检查压力为0.3MPa，检查灌浆管路及裂缝的畅通，并除去裂缝中的灰尘和碎片，检查情况详细记录，以探明裂缝情况和确定灌浆压力和灌浆量。灌浆从裂缝的一端开始，一般以自下而上为原则，即从低处开始灌浆，灌浆压力为0.3～0.4MPa，起始灌浆压力为0.3MPa，待相邻一孔出浆后即将相邻孔封闭，继续灌浆，一次将裂缝管咀前部封闭，在压力下使浆液充分饱和整个缝面；待全部管咀封闭后，灌浆压力增加至0.4MPa继续灌浆。当吸浆率小于1ml/min时，应保持压力继续灌注30min即可扎管待凝。4～5h后检查注浆效果，对管口不饱满的胶管进行第二次注浆直至饱满。待浆液固化后1～2天，凿除灌浆管，用预缩砂浆抹平。3）质量检查。化学灌浆结束14天后采用压水试验和钻孔取芯相结合的方法进行灌浆质量检查。采用钻机骑缝钻孔取出混凝土芯，观察浆液的填充程度，进行芯样鉴定、描述，并绘制柱状图；压水检查压力为0.3MPa，合格标准为：透水率≤0.1Lu。苍溪航电枢纽工程化学灌浆结束后，经质量检查，裂缝充填密实，透水率全部满足要求，灌浆质量优良。

4 结语

化学灌浆技术在水利水电工程裂缝处理问题及补强加固等方面现已得到广泛的应用，由于化学制剂大多为液态的，可通过高压注浆法注入细微的裂缝中，从而达到良好的防渗堵漏补强加固效果。随着化工业的不断发展，化学灌浆工艺的不断完善，相信以后处理裂缝及补强加固等问题能达到最理想的效果，消除安全隐患，延长建筑物的使用寿命。

参考文献：

[1] 蒋硕忠.防水建筑材料重要成员——化学灌浆材料.中国建筑防水，2005（6）.

[2] 倪超程.浅析化学灌浆在水电站防渗堵漏中的应用.大科技，2013（1）.