河床式水电站厂房混凝土渗漏处理与探讨

李海波

摘 要：混凝土渗漏水裂缝影响着水电站建筑物的安全和正常运行。文章以黄河干流上河床式电站河口水电站为例，通过对渗漏水裂缝化学灌浆技术及工程应用实例的总结分析，肯定了使用HH-G3型水溶性聚氨酯灌浆液处理漏水裂缝的可行性。为探索漏水裂缝化学灌浆处理新工艺找到了可行的途径。

关键词：混凝土；裂缝；水电站；化灌

中图分类号：TV698.2+33 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0150-02

河口水电站位于兰州市西郊黄河干流上的一座中型水电站，距兰州市区约45 km，是黄河龙～青段梯级第十七座水电站。电站是以发电为主，兼有一定的灌溉、旅游及改善环境等综合利用效益的中型水电站，正常蓄水位为1 558.0 m，相应库容1 364万m3，水库总库容1 638.4万m3。电站装机容量74 MW，多年平均发电量3.85亿kW·h，水轮发电机采用4台灯泡式贯流机组，单机容量18.5 MW，额定水头5.3 m，水电站引用流量为 1 594.4 m3/s。

根据对河口水电站现场勘查，电站厂房交通廊道、灌浆廊道和楼梯间出现不同程度的渗水，主要表现形式为结构缝、墙面施工缝、裂缝、蜂窝麻面等部位渗漏水。为了保证混凝土结构构件的安全性、耐久性以及生产厂区的正常运行，需要对出现渗漏水、表面缺陷的混凝土结构进行渗漏处理和加固修复处理。

1 总体处理原则与方案

根据发电厂房的构造特点，渗漏水一般为有压渗漏。针对这一特点以及结合水工混凝土结构的特点，应采用“以堵为主，堵排结合”的处理方案。

采用压力灌浆法通过钻孔将灌浆材料注入裂缝间。浆液固化后在裂缝间形成一个弹性聚合体与混凝土或止水片结成一体，以起到止水作用。

处理原则：结构缝采用防水砂浆或水泥基堵漏剂进行缝面封闭，漏水集中处钻孔排水孔分流，止水片间化学灌浆的方法进行处理。施工缝、裂缝渗水采用化学灌浆的方法进行处理。渗水点及混凝土蜂窝麻面采用先灌浆后封面的方法处理。

2 渗漏调查

2.1 渗漏的原因分析

河床式水电站厂房存在渗漏水的隐患多。例如在发电运行期间，运行层地面容易因地基处理不到位而发生渗水，贯流式机组管型座施工缝容易因止水片损坏或搭接不够而局部冒水，水下墙侧壁容易因混凝土存在少量蜂窝而出现氢氧化钙溶解物，甚至因某个预留孔洞周围混凝土欠振而造成尾水管与排水廊道之间形成通道等，给水电站正常运行带来极大的危害。一般说来，厂房渗漏水主要表现为结构缝渗漏；墙面施工缝、混凝土蜂窝、麻面、孔洞渗漏；混凝土抗渗性能较差渗漏等。水电站厂房出现渗漏水，很大程度上是由于施工质量问题引起的。

2.2 渗漏状况及性状描述

河口水电站厂房渗漏水的调查中取得了大量的第一手资料，下面举几个典型例子供参考， 见表1。

3 材料选择及性能指标

3.1 灌浆材料

灌浆材料选用新型的HH-G3型水溶性聚氨酯灌浆液，各项性能指标，见表2。

3.2 表面和临时封缝材料

结构缝封缝和小的渗水点封堵采用堵漏宝进行施工，堵漏宝粉末为无毒、无味、抗老化的无机材料，其主要技术指标如下：

初凝时间3～45 min可调；

终凝时间≤5 h；

粘结力≥2.2 MPa；

抗折强度≥7.2 MPa（28 d）；

抗压强度≥25 MPa；

抗渗强度≥2.0 MPa（28 d）。

3.3 表面修补材料

表面修补材料采用环氧树脂砂浆或改性砂浆进行施工，主要性能指标，见表3：

改性砂浆技术指标：

高粘结强度：粘结强度>1.2 MPa；

抗渗性能好：抗渗强度>2.0 MPa，吸水率降低90%以上，氯离子渗透能力提高8倍以上；

抗裂性能好，与普通水泥砂浆相比提高6倍以上，极限延伸率提高6倍，收缩率降低60%；

密实性好，抗冻性能大幅提高，耐磨性提高2～3倍；

环保产品，无毒无污染，施工工艺简便，防渗漏已有15年的应用实例；无机防水，与结构同寿命。

4 渗漏处理的基本步骤

4.1 结构缝

结构缝渗水一般为压力型渗水，其渗水原因是原施工设置的止水带施工缺陷。此部位的化学灌浆采用打斜孔至橡胶止水带和铜止水带之间，在此区域进行弹性聚合物化学浆液灌注的施工方法。两道止水带能起到止浆屏障的作用，使灌入的浆液在止水带间固化后形成弹性止水体，起到堵漏的作用。

4.2 施工缝、裂缝

施工缝和裂缝渗漏水的特点为：压力不大，渗漏水分布不规则，缝隙宽度和长度均不大，多发生于上游边墙受力复杂的部位。针对施工缝和裂缝的特性，拟采用灌注低粘度、灌注性能好的水溶性漏剂，在缝隙内部形成止水体。

4.3 渗水点及混凝土蜂窝麻面

点、面渗漏主要有混凝土浇筑时形成的蜂窝、麻面，残留的钢筋头等原因引起。对于进行过表面装修的厂房，这类渗漏对外观影响较大。点渗漏采取单点封堵处理；面渗漏根据严重程度内部采用化学堵漏灌浆，混凝土表层缺陷采用改性砂浆或环氧砂浆封面的方法进行施工。

4.4 引排水处理

引排水施工适用于：受变动载荷频繁，受力复杂的渗漏水部位；水压过大，采用堵漏施工可能引起结构件安全或其它部位出现渗漏水的部位；不具备化学灌浆施工的条件，且设有排水沟的渗漏水部位。

引排水施工主要是通过在混凝土表面凿槽，槽内铺设PVC波纹管，将结构部位的渗漏水通过PVC波纹管引至排水沟的施工方法。表面凿除的混凝土用防水砂浆填平，亦可以起到封堵内部水的作用。

5 河口水电站渗漏处理施工过程及质量控制

5.1 结构缝施工过程

现场调查→施工准备→安全防护→表层清理、缝清理→布孔、钻孔→清孔→封闭裂缝表面→安装灌浆塞、连接灌浆泵→灌浆→清理墙面残余浆液→灌浆孔封堵→沿缝凿矩形槽→缝中部凿V型槽→清洗槽面→安置半圆形波纹管→水泥基堵漏剂封堵→安置聚乙烯闭孔泡沫板→填筑改性防水砂浆→表面养护→验收

河口电站结构缝处理主要针对高程1526.5、1532.5、1541、1543处已出现渗水的结构缝。

5.2 施工缝和裂缝施工过程

施工准备→布孔、钻孔→清孔→安装灌浆塞、连接灌浆泵→灌浆→封孔清理→验收

施工缝、裂缝为常规渗水，如高程1728厂房墙面、高程1704-1728楼梯、高程1704上下游墙角。表面大多为阴湿现象，具体施工同结构缝相似，钻孔用电锤沿缝两侧20～25 cm左右的位置打孔径为φ20的斜交孔，控制孔与缝隙的交角大于30度，孔至少穿过缝5 cm，钻孔间距30～60 cm。灌浆安装灌浆塞、连接灌浆泵，具体施工同上。完成后封孔清面。

5.3 渗水点施工过程

施工准备→钻孔→灌浆→凿毛→表面封闭→验收（同上）。

5.4 质量控制措施

5.4.1 主控项目

调查裂缝类型，检查裂缝属于静止裂缝还是活动裂缝，以及裂缝的长度、宽度、数量尚在发展的裂缝。检验方法：肉眼观察法。

①化学灌浆裂缝处理对灌浆材料的选择。

②检验方法：所购材料到货后要经验货后方可入库；聚氨酯类材料，要进行凝胶试验。

③灌浆施工的基本原则。

④灌浆施工质量控制。

5.4.2 一般控制项目

①堵水灌浆应进行必要的裂缝表面封闭和压风、压水试验。

②现场混合、配制浆液，无论是重量比还是体积比，一定要按操作规程办。一定要保证称量器具干净、灵敏，称量准确，以确保浆液配比准确无误，确保浆液最终固化完全。

③在灌浆过程中，如果出现轻微漏浆，可以进行临时堵漏后继续进行灌浆。

④在灌浆过程中，出现稍大的漏浆，可采用灌灌停停，也可采用较浓浆液进行灌注。

⑤如遇漏浆严重无法继续进行灌浆，可采取停灌，之后设法复灌，必要时可补孔进行灌浆。

河口水电站厂房混凝土渗漏水处理工作于2012年3月全部结束，经灌浆廊道量水堰测值显示，全厂渗漏水量由未施工前的180 L/min，减少到80 L/min以下。

通过对混凝土渗漏水裂缝化学灌浆技术的总结、分析和探讨表明，采取上述施工技术，很好地控制了结构的渗漏水现象，为同类厂房工程结构的渗漏水处理积累了一些经验。需要强调的是，施工前防水工程的施工质量及混凝土的浇筑质量是关键，最大可能地做好防止渗漏水施工的关键工序。当然没有一种材料是百分之百的可靠，没有一种施工方法是尽善尽美的， 只有在正确选材、合理施工，才能达到彻底防渗漏水的目的。今后河床式电站厂房建设，需要一套可靠的渗漏水裂缝整体解决方案。

参考文献：

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[2] 张维欣，邝健政，胡文东，等.丙烯酸盐灌浆材料及其应用[J].中国建筑防 水，2010，（2）.