化学灌浆工艺在蒲石河抽水蓄能电站中的应用

胡 鑫，龙思佳，杜丹晨，赫岩松，孟 玲，杨 凯

（辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司，辽宁 丹东 118216）

1 化学灌浆概述

混凝土裂缝在大体积混凝土中常见，化学灌浆是最为有效的裂缝处理方法之一。 目前，化学灌浆所用浆液种类繁多，常见有水玻璃类、丙烯酰胺类、聚氨酯类、环氧树脂类、甲基丙烯酸脂类、丙烯酸盐类、木质素类等。针对要解决的不同渗漏、补强问题可采用不同的材料。应用较频繁的主要为水溶性聚氨酯及环氧树脂。一般水溶性聚氨酯遇水膨胀，防渗能力强，因此有防渗要求的部位经常采用聚氨酯作为化学灌浆浆材；而环氧树脂因具有强度高、粘结力大、收缩小、化学稳定性好、可以常温固化等优点，多用作补强灌浆，例如蒲石河电站下水库溢流堰面裂缝处理。

一般化学灌浆浆液粘度低，可灌性好，可通过浸润渗透的流动规律灌入细微裂隙；凝固时间可在几秒至几十小时内调节控制。化学灌浆的最佳时间为裂缝开度最大时，此时浆液易于进入裂缝，可灌性好。不同浆材有不同的适应温度，一般情况下应尽量选择温度较低时灌浆，且以-10℃以上为宜。

2 化学灌浆工艺

（1）布孔。混凝土裂缝灌浆主要有骑缝孔和斜孔两种形式。对于细裂缝，通常选择在缝较宽的部位，骑缝埋设灌浆嘴进行灌浆；若遇到钻孔无效果、缝内情况复杂、处理难度较大的裂缝也可局部凿槽造成空腔作为进浆通道进行灌浆，但鉴于混凝土表面强度及一体性一般不优先采用。斜孔布孔即沿裂缝左右3～5 cm钻斜孔，孔深根据裂缝具体情况具体分析而定，布孔间距一般控制在0.3～1.0 m。

（2）洗孔。钻孔后，要将孔内粉尘和碎末冲洗干净，疏通钻孔和裂缝形成的通道。干缝应用压风冲洗，压力不能超过设计灌浆压力。

（3）埋嘴封缝。封缝的目的是确保灌浆时浆液不流失且使灌浆材料将裂缝充填密实，对于斜缝灌浆亦可作永久保护。封缝止浆有两种形式，一种是嵌缝止浆，即骑缝沿缝凿 “V”形槽，然后嵌入止浆封缝材料，一般对于渗漏水的裂缝采用此法，但对于有一体性及有强度要求的不建议采用此法；另一种是表面封缝，即沿缝涂刷高强度封缝涂料或用环氧树脂基液粘贴玻璃丝布2～3层，每层玻璃丝布之间以及与混凝土表面必须贴平整，不得留有气泡和皱纹，一般对于细缝及斜缝灌浆采用此法。蒲石河电站下水库采用高强度封缝涂料，上水库面板采用环氧树脂基液粘贴玻璃丝布封缝，均达到预期效果。

（4）压水压溶剂通风试验。埋嘴封缝结束后，需进行压水通风试验，以检查封缝是否有效，了解裂缝和各灌浆孔之间是否通畅，否则需重新封缝或埋设灌浆嘴，直至完全满足要求方可灌浆。

（5）灌浆。经过试验检查后，确认封缝质量良好，无渗漏现象，即可配制浆液。裂缝灌浆可采用单孔或群孔灌浆，按由深到浅、由下而上的顺序进行。灌浆压力一般可采用0.3～0.5 MPa，或按设计提供的压力进行灌浆。当压力达到最高值后，应注意保持压力稳定，直至灌浆结束。灌浆结束以恒压不吸浆为标准，但在实际灌浆中难以达到，因此，当吸浆率小于0.01 L/min，并稳定10 min后可作为结束标准。停止进浆，即将灌浆孔上的阀门关闭，使缝内浆液在受压状态下凝胶固化。灌浆过程中，往往会发生缝面漏浆情况，此时应降低进浆的速度或暂停进浆，同时迅速采取有效的止浆措施，例如速凝水泥等，在尽可能短的时间内恢复灌浆，以免缝内浆液凝胶影响灌浆质量。

（6）整理缝面。待浆液凝胶固化后，将裂缝表面灌浆管铲除干净，孔内用高强封堵材料封填密实，表面恢复原状。

3 化学灌浆在蒲石河电站下水库溢流堰面裂缝处理中的应用

蒲石河抽水蓄能电站工程下水库泄洪排沙闸溢流堰二期混凝土浇筑后，堰体表面多处出现裂缝，裂缝宽度在0.15～1 mm，根据钻孔取芯结果表明，裂缝深度约1.0 m。为了保证工程如期蓄水，采用表面弥缝和灌浆弥缝的方法进行裂缝处理。

3.1 灌浆材料性能

根据设计要求，对宽度大于0.2 mm的裂缝进行化学灌浆处理，对于宽度小于0.2 mm细小缝进行表面封闭处理。

蒲石河水电站化学灌浆材料选用YDS-0高渗透性环氧灌浆材料；结构胶采用JGN型粘钢胶。表面弥缝处理采用水泥基抗渗微结晶材料。材料的各项性能参数见表1、2。

表1 YDS-0高渗透性环氧化学灌浆材料的主要性能参数

表2 JGN型粘钢胶主要性能参数

3.2 灌浆施工

灌浆流程为：钻孔→清孔→试压检查 （若不通气应重新钻孔）→安装测缝计→埋设灌浆嘴→缝面清理→封缝→灌浆→去掉灌浆嘴→封孔。

灌浆浆液在使用前按照厂家提供的配比搅拌均匀，浆液自制备至用完的时间不超过1 h。在整个灌浆过程中，保证迅速、均匀、连续地拌和浆液。保证制浆量与灌浆机的灌注量相匹配，加强对所有灌浆设备的维护保养，避免因设备故障而造成灌浆中断。

用压力灌浆机接好灌浆嘴，注入高渗透环氧灌浆料，灌浆压力为0.15～0.3 MPa，原则上先灌斜孔后灌骑缝孔，采用由上而下的顺序。灌浆方式采用间歇式，中间孔有浆液溢出时停止灌注，并保持压力15 min左右，然后对中间孔进行补灌，反复操作直至整条裂缝灌满为止。

发生冒浆、串浆的情况时，在不中断灌浆的情况下采用快速堵漏、降压的方法处理，待快速堵漏材料达到一定强度后，继续灌浆。

3.3 处理效果

对14、29、37号裂缝进行钻孔取芯检验。取芯机械为φ32 mm水钻，取芯长度为800～1 200 mm。经检查，芯棒外观无缺陷，裂缝内化学灌浆料填充良好，与裂缝两边混凝土紧密粘接。裂缝化学灌浆效果满足预期要求。

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