張厚興　宋慶濤　郝夕明

(1.山東省沂水縣水利局，山東 沂水　276400；2.山東省沂水縣跋山水庫(kù)管理處，山東 沂水　276400)

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淺談跋山水庫(kù)放水洞加固工程中的施工技術(shù)

張厚興1宋慶濤2郝夕明2

(1.山東省沂水縣水利局，山東 沂水276400；2.山東省沂水縣跋山水庫(kù)管理處，山東 沂水276400)

【摘要】跋山水庫(kù)放水洞經(jīng)過(guò)40年的運(yùn)行，存在進(jìn)口段、斜坡段及閘墩鋼筋混凝土老損碳化、剝落，襯管裂縫漏水，閘門(mén)老化銹蝕、面板變形等問(wèn)題。本文針對(duì)工程存在的問(wèn)題，提出了組合技術(shù)加固措施，并詳細(xì)闡述了施工技術(shù)。從多年來(lái)的運(yùn)行狀況來(lái)看，加固處理技術(shù)可靠，效果顯著。

【關(guān)鍵詞】放水洞；存在問(wèn)題；加固措施；施工技術(shù)

跋山水庫(kù)位于淮河流域沂河干流中上游，1959年10月動(dòng)工興建，1960年5月建成蓄水。水庫(kù)總庫(kù)容5.29億m3，興利庫(kù)容2.67億m3，流域面積1782km2，是一座防洪灌溉、水力發(fā)電、城市供水、淡水養(yǎng)殖、觀光旅游等綜合利用的大(2)型水庫(kù)。水庫(kù)樞紐工程主要由大壩、溢洪閘、放水洞、電站等組成。放水洞位于水庫(kù)大壩東側(cè)山體內(nèi)，為人工開(kāi)鑿的水工隧洞，發(fā)揮著發(fā)電、泄洪、灌溉與城市供水作用。洞身鋼筋混凝土襯管長(zhǎng)300m，直徑3.5m。在水庫(kù)全面除險(xiǎn)加固工程中，對(duì)放水洞進(jìn)口段、斜坡段及閘墩進(jìn)行了加固改造，對(duì)洞身進(jìn)行了灌漿，對(duì)進(jìn)出口金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加固處理，取得了較好效果。

1　工程存在的問(wèn)題

1.1放水洞進(jìn)口段、斜坡段及閘墩

進(jìn)口段、斜坡段鋼筋混凝土由于放水時(shí)洞口石塊等撞擊破壞、激流沖刷，混凝土保護(hù)層破損，鋼筋裸露，混凝土表面出現(xiàn)坑洼不平。閘墩混凝土表面老損碳化、剝落，直接影響結(jié)構(gòu)安全使用。

1.2隧洞洞身

洞身圍巖裂隙發(fā)育，局部位置破碎嚴(yán)重；洞身混凝土襯管產(chǎn)生裂縫，襯管大小裂縫32條，漏水點(diǎn)22處。當(dāng)庫(kù)水位較高時(shí)，滲水沿圍巖裂隙、襯管裂縫及襯管與圍巖之間的空隙流出；當(dāng)放水洞空洞時(shí)，滲水又通過(guò)圍巖裂縫及襯管混凝土的漏水點(diǎn)滲漏進(jìn)洞內(nèi)。

放水洞上游進(jìn)水閘門(mén)和下游泄洪洞出口弧形閘門(mén)老化銹蝕，面板變形，閘板承載力不足，止水失效，存在著嚴(yán)重安全隱患。

2　加固措施

2.1放水洞進(jìn)口段、斜坡段及閘墩

2.1.1進(jìn)口段、斜坡段

根據(jù)擬定配合比配制丙烯酸酯共聚乳液水泥石英砂漿，利用該砂漿找平混凝土缺陷，在混凝土表面刮丙烯酸酯共聚乳液水泥膩?zhàn)蛹氨┧狨ス簿廴橐核酀{液。

2.1.2閘墩

閘墩老混凝土基面處理后，噴射丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿，刮丙烯酸酯共聚乳液水泥膩?zhàn)?，滾涂丙烯酸酯共聚乳液水泥漿液。混凝土表面防護(hù)層在噴、刮、涂三道工序完成后，使閘墩得到加固補(bǔ)強(qiáng)。

2.2放水洞灌漿

2.2.1充填灌漿

充填灌漿孔沿混凝土襯管環(huán)向平均布置，每排5～6孔，排距3.0～3.5m，相鄰排的灌漿孔呈梅花狀布置，圍巖灌漿深度2.0～2.5m。

2.2.2化學(xué)灌漿

根據(jù)洞身出現(xiàn)的裂縫狀況，用 LW水溶性聚氨酯漿材進(jìn)行化學(xué)灌漿?；嚆@孔沿著裂縫方向，在縫隙中間下鉆，孔徑12mm，孔深0.2～0.3m，孔距0.2～0.5m。

2.3進(jìn)出口金屬閘門(mén)

根據(jù)洞口實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)制作安裝，進(jìn)行除銹和噴鋅防腐處理。

3　施工技術(shù)

3.1放水洞進(jìn)口段、斜坡段及閘墩加固處理

3.1.1處理前的準(zhǔn)備

根據(jù)進(jìn)口段、斜坡段及閘墩混凝土破損老化情況，將基面清理干凈，露出新鮮混凝土毛面，然后以噴砂打毛的方法再次清理。噴射砂料選用水洗純凈的中粗石英砂，最大粒徑0.5cm。噴砂處理后，用高壓水沖洗干凈，保持潮濕待用。

根據(jù)擬定配合比配制丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿、丙烯酸酯共聚乳液水泥膩?zhàn)蛹皾{液。在噴射現(xiàn)場(chǎng)，按照45min內(nèi)的使用量標(biāo)準(zhǔn)，將水泥及砂子按比例拌勻后，倒入丙烯酸酯共聚乳液和水?dāng)嚢?3～5min待用。 拌制放水洞進(jìn)口段、斜坡段需用的丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿時(shí)用水洗干凈的石英砂，拌制丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿時(shí)需用水洗干凈的河砂，其重量配合比如下：

丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿配合比為水泥∶丙乳∶水∶砂=1∶0.5∶0.15∶1.5～2.1；

丙烯酸酯共聚乳液水泥膩?zhàn)优浜媳葹樗唷帽椤盟?1∶0.3∶0.1；

丙烯酸酯共聚乳液水泥漿液配合比為水泥∶丙乳∶水=1∶1.8∶0.2。

3.1.2噴射刮涂

如果受?chē)娀嬗休^大坑洼，先用丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿抹平，固結(jié)后再進(jìn)行噴射。為保證噴射均勻，噴槍移動(dòng)時(shí)要平穩(wěn)、勻速，保持噴嘴距受?chē)娒娴木嚯x為25cm左右，噴射角度與受?chē)娒娲怪?。壓力控制?.3～0.4 MPa，耗氣量控制在1.0～1.5m3/min，從上到下整個(gè)噴射面一次完成，噴射厚度為0.5～1.5cm。

為使修復(fù)后的混凝土表面密實(shí)牢固、平整美觀，在丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿固化后，用人工刮板均勻地刮一層厚度為3～5mm的丙烯酸酯共聚乳液水泥膩?zhàn)?，之后在表面滾涂一層丙烯酸酯共聚乳液水泥漿液進(jìn)行封閉。

3.2襯管與圍巖之間充填灌漿

3.2.1造孔及壓力控制

充填灌漿孔徑50mm，鉆孔深度2.0m，全孔作為一個(gè)灌漿段進(jìn)行純壓式灌漿，分級(jí)升壓。將壓力分為0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa三個(gè)等級(jí)，逐級(jí)升壓。

3.2.2漿液濃度

由漿液濃度2∶1起灌，以1∶1濃漿終灌結(jié)束。對(duì)于吸漿量較小的鉆孔，摻入5%的水玻璃，這樣避免了由稀至濃逐級(jí)灌注時(shí)濃漿灌入量較少或無(wú)法灌入，影響灌漿密實(shí)度及結(jié)石強(qiáng)度的問(wèn)題。

3.3襯管裂隙化學(xué)灌漿

3.3.1造孔

為便于止水封閉和提高封閉強(qiáng)度，對(duì)大于0.3mm的裂縫，沿縫用鋼釬鑿成V形槽，槽上口寬3cm，深度3cm，在縫兩側(cè)各外延15cm，鑿出深度1.5cm左右的新鮮毛面，然后鉆孔。

3.3.2封縫埋管及灌漿

施工過(guò)程中對(duì)滲水量小的縫隙用水泥水玻璃砂漿進(jìn)行埋管和封閉縫面，對(duì)滲水量大的縫隙用水泥石膏砂漿進(jìn)行埋管和封閉縫面，表面再用107膠水泥膏抹平補(bǔ)強(qiáng)。其重量配合比如下：

水泥水玻璃砂漿配合比為水泥 ∶水玻璃∶砂 =1∶0.3∶0.5，水灰比0.3～0.5；

水泥石膏砂漿配合比為水泥∶石膏粉∶砂 =1∶0.5∶0.5，水灰比0.1～0.4。

埋管固定好后，接上灌漿管和泵開(kāi)始灌漿。灌漿壓力選用0.2MPa，灌漿順序由下游排到上游排、由高孔到低孔。當(dāng)鄰孔出現(xiàn)冒漿時(shí)，暫停壓漿，關(guān)閉灌漿嘴，同時(shí)將灌漿管移至鄰孔繼續(xù)灌漿。吸漿率小于0.1L/min時(shí)再灌3～5min終止灌漿。灌漿結(jié)束時(shí)關(guān)閉灌漿嘴，漿液固化后鑿除灌漿管，并用水泥水玻璃砂漿進(jìn)行封閉。

3.4閘門(mén)制作安裝與防腐處理

3.4.1除銹

選取水庫(kù)下游河砂，過(guò)篩曝曬，確保清潔、干燥，粒徑控制在0.5～2.5mm之間。將閘門(mén)上的焊渣等雜物清理干凈，進(jìn)行噴砂除銹。噴砂時(shí)，力求均勻，并使鋼件表面打毛。

3.4.2噴鋅涂裝

在噴槍嘴點(diǎn)燃氧氣和乙炔氣混合氣，利用高溫高壓，熔化鋅絲，噴成霧狀，均勻地噴鍍?cè)陂l門(mén)表面。噴鍍時(shí)噴槍嘴距離保持在15cm，噴射角度大于45°，各噴帶之間保持1/3重合。噴鋅厚度每遍宜為80μm，噴兩邊，總厚度控制在85%以上測(cè)點(diǎn)達(dá)到160μm，最低不得低于140μm。

封閉漆采用氯化橡膠鋁粉，底漆采用615-1，面漆采用615，涂?jī)杀椤Ｍ垦b表面要均勻，無(wú)流掛、皺紋、鼓泡、封孔、裂紋等缺陷。

4　效果分析

放水洞加固處理后，經(jīng)過(guò)10年來(lái)的運(yùn)行，進(jìn)口段、斜坡段及閘墩光滑平整，無(wú)破損老化現(xiàn)象。聚氨酯化學(xué)漿材與混凝土黏結(jié)強(qiáng)度大，對(duì)于洞內(nèi)裂縫，封閉性能可靠，洞身圍巖穩(wěn)定，滲漏消失。進(jìn)出口金屬閘門(mén)無(wú)銹蝕變形，現(xiàn)場(chǎng)制作的閘門(mén)幾何尺寸適當(dāng)，運(yùn)行靈活，密封效果好，達(dá)到了放水洞整體防漏加固的效果。

5　結(jié)　語(yǔ)

跋山水庫(kù)放水洞通過(guò)采取有效施工技術(shù)，達(dá)到了防漏加固的目的。丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿具有良好的耐久性和物理力學(xué)性能，對(duì)混凝土修復(fù)處理高效便捷，提高了混凝土的抗凍損、抗碳化性能。充填灌漿結(jié)合較先進(jìn)的化學(xué)裂隙灌漿技術(shù)，解決了洞身穩(wěn)定性和滲漏問(wèn)題。噴鋅阻銹技術(shù)操作簡(jiǎn)便，利于噴涂。實(shí)踐證明：施工技術(shù)組合可以?xún)?yōu)化施工方案，解決工程存在的諸多問(wèn)題，投資小，質(zhì)量有保證，安全可靠，施工方便，為放水洞整體性和安全性提供了保障。

DOI:10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.07.004

中圖分類(lèi)號(hào)：TV651.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-8241(2016)07- 0006- 03

On the construction technology in drainage tunnel reinforcement project of Bashan Reservoir

ZHANG Houxing, SONG Qingtao, HAO Ximing

(1.ShandongYishuiCountyWaterResourcesBureau,Yishui276400,China;2.ShandongYishuiCountyBashanReservoirManagementOffice,Yishui276400,China)

Abstract:Bashan Reservoir drainage tunnel was operated for 40 years. It has problems of reinforced concrete aging carbonization and peeling in entrance section, slope section as well as gate pier, liner tube crack and leakage, gate aging and rusting, panel deformation, etc. In the paper, combination technology reinforcement measures are proposed aiming at the problems in the project. Construction technology is described in detail. Reinforcement treatment technology is reliable with significant effect from the perspective of operation status for many years.

Key words:drainage tunnel; problems; reinforcement measures; construction technology