浅析泵室进水侧混凝土墙施工缝渗水处理分析

李云波 黄 燕 杨 宁

(1.南京市水利规划设计院有限责任公司，江苏 南京 210006;2.南京市长江河道管理处，江苏 南京 210006;3.南京市栖霞区水利局，江苏 南京 210006)

1 项目概况

上坝泵站工程位于江苏省南京市，设计引水流量为4m3/s，设计取水位2.73m，设计洪水位 10.40m。泵(闸)室采用整体式钢筋混凝土结构，泵(闸)室进水侧墙高程为11.30m，墙高8.05m，汛期最高水位为高程9.00m左右，汛期长江水位大部分维持在高程8.00m左右，故泵(闸)室进水侧墙及出水侧墙汛期大部分处于水下。

泵站1.50m高程的底板完成后，泵(闸)室施工分3次浇筑。在高程7.10m处施工缝出现渗水，即泵(闸)室两侧墙体第2次浇筑与第2次浇筑之间的施工缝位置。

2 原因分析和处理方案

2.1 原因分析

2.1.1 施工缝处理不到位

通过查阅施工日志及影像资料，泵(闸)室墙体分3次浇筑，第1次浇筑至高程3.7m，第2次浇筑前，该泵(闸)室检修间在高程6.10m处有现浇板，出于施工需要，人为在高程7.10m处留置了施工缝。浇筑之前，按照规范要求对新老混凝土结合面采用凿毛等方法，清除老混凝土表层的乳皮和松弱层，并冲洗干净清除积水，在临浇筑前，水平缝均匀铺1层厚20～30mm的水泥砂浆或同等级的富砂浆混凝土，但具体施工过程中，局部处理不到位，存在类似“冷缝”的贯穿缝。

2.1.2 混凝土不密实

采用泵送商品混凝土，对墙体进行浇筑。浇筑过程中，按照规范要求，混凝土自由下落高度大于1.50m时，应该采用溜管、串筒或其他缓降措施，深入底部充分振捣密实。而实际施工过程中，由于混凝土泵送压力较大，可能局部存在混凝土浆料冲击墙体两侧钢筋现象，导致砂与骨料分离，造成混凝土浇筑过程中形成局部混凝土振捣不密实、局部离析现象，因此，在底部形成局部蜂窝和空鼓现象，也就是通常所说的“烂根”现象。

2.2 处理方案

此施工缝已形成渗水通道，是一条完整的通透缝，影响较大，须从外侧封闭并在内部灌浆处理，确保一次性成功。

2.2.1 施工缝表面封闭

封闭施工缝表面，从而达到防止渗水和防止内部钢筋锈蚀的目的。刷涂的涂料为HK—G—2环氧灌浆材料，此材料抗老化、稳定性高、保护周期长，涂料可在大气、海水、淡水等介质中20多年保护期内，有效地阻止 CO2、O2、H2O、Cl-等腐蚀因子，对混凝土自表面向内部渗透扩散，从而有效地阻止混凝土继续碳化、Cl-继续渗透，钢筋不再发生电化学锈蚀反应，构件病害不再产生和发展;物理力学性能好，涂层密实度高;涂层具有良好的附着力。该环氧灌浆材料分为A、B两组成分，本次刷涂采用的配比为5∶1。

2.2.2 施工缝内灌浆

进水侧混凝土墙在内侧钻孔后埋设注浆嘴，采用200～300Pa的灌浆压力，灌入单组份油溶性聚氨酯灌浆浆材。该灌缝浆材具有良好的亲水性，遇水汽后会立即进行聚合反应，分散乳化并发泡膨胀，在缝内固结成弹性固结体，迅速堵塞裂缝及内部混凝土不密实部位，该浆材膨胀性大、韧性佳，无收缩。通过灌浆处理起到封闭裂缝、堵塞渗水通道的目的。

2.2.3 墙面处理

灌浆完成待浆液稳定后，卸下注浆嘴，用水泥修补砂浆对注浆嘴部位进行修补。

3 方案实施

3.1 迎水面施工缝表面封闭

临水面施工缝表面利用磨光机套清洁球彻底清理干净，露出混凝土新鲜表面，在施工缝位置向上0.30m、向下0.20m混凝土表面，涂刷环氧厚浆涂料3度，每度刷涂间隔为12h。

3.2 施工缝内灌浆

a.表面清理。用磨光机套清洁球将施工缝混凝土表面粘附的泥砂、污垢等清理干净。

b.安装注浆嘴。沿施工缝位置用冲击电钻打孔，孔径为14mm左右，间距为15cm，局部采用上、下两排的形式，上排孔深控制在15cm左右，下排孔深控制在10cm左右。钻孔完成后，安装注浆嘴，上排采用长约20cm注浆嘴，下排采用长约15cm注浆嘴。利用环压紧固的原理，在注浆嘴头部设有单向截止阀，可防止浆液在高压推挤下倒喷，尾部采用环压膨胀部分用橡胶套管，拧紧环压螺栓，压缩橡胶套管，可以使注浆嘴固定在注浆孔内。

c.表面封闭。沿施工缝表面采用DZ专用树脂胶泥表面封闭，沿施工缝用油漆铲刀刮DZ专用树脂胶泥2遍，宽度20cm左右，厚度1～2mm，待树脂胶泥固化后采用与外墙一样的环氧灌浆材料再行刷涂。

d.灌浆。利用高压灌浆机在200～300Pa的灌浆压力下灌入灌缝浆材，加压多次压力仍迅速跌落至100Pa的位置做上记号，采取二次灌浆。

3.3 处理后施工缝表面处理

施工缝部位注浆处理结束，待浆液固化后，卸下注浆嘴，用磨光机将表面封闭材料打磨处理，用水泥修补砂浆对注浆嘴部位进行修补。

4 质量控制的要点体会

本次施工缝渗水处理方案，笔者认为有以下控制要点:

a.外侧封闭材料的配比为5∶1，是影响封闭材料固化时间的因素。刷涂前的表面清理很重要，若表面清理不到位，刷涂材料会缺乏与墙面混凝土的结合力，从而导致一段时间后起壳，失去封堵效果。刷涂宽度为上侧20cm、下侧30cm，共计刷涂3遍。外侧封闭的这道工序是很有必要的，一方面有利于内侧灌浆控制压力，另一方面，也在外侧形成了一道保护，提高了此次方案的成功性。

b.内侧封闭的树脂胶泥为自行配合而成，封边胶和固化剂的比例为0.30∶1，通过配比控制固化时间。

c.本次灌浆嘴埋设的间距为15cm，并且采用局部上、下两排方式。上侧的注浆嘴较长，是考虑到由于离析和振捣不密实产生的蜂窝状孔洞须采用此加密方式才能达到灌实、防渗的效果，事实证明，此加密方式符合实际情况。从灌浆量上来看，超出预计灌浆量，局部位置灌浆量较大，需要采取二次补灌的方法来达到效果，说明此次施工缝渗水主要是由于局部混凝土不密实引起的“烂根”造成的，因此，灌浆嘴埋设采取此种加密方式是行之有效的。

d.施工缝内部灌浆材料分为油溶性和水溶性两种，本次施工在冬季低水位时候进行，故采用的是油溶性材料，主要是通过吸收空气的水分来达到发泡膨胀的效果，处理类似渗水施工缝区分材料性能非常关键。

e.施工缝灌浆过程中，采用的是高压灌浆机。此机器的正常工作压力为200～300Pa，加压过程中要十分小心控制压力，不能超过400Pa，否则，压力过大对混凝土内部会有损坏，若加压多次压力仍迅速跌落至100Pa以下，说明此处蜂窝状的孔洞较大，可采取二次灌浆的方法达到灌浆效果。

f.处理后的修补工作是本次的关键，对工人技术水平要求较高，采用的水泥砂浆验收也要多次调配和试验，确保与周围混凝土颜色协调。

5 几点启示与建议

对渗水产生的原因进行分析，该渗水施工缝在浇筑之前，如果做好相应处理，浇筑工序符合规范要求，是可以避免的。对类似中、小体积的水利工程构筑物的浇筑及施工缝留置与处理提出以下建议:

a.对于整体性要求较高的构筑物，或者可预见的处于水下的构筑物尽量一次浇筑成功，避免出现隐患。

b.新、老混凝土施工缝面在浇筑第一层混凝土前，可铺水泥砂浆、小级配混凝土或强度等级的富砂浆混凝土，保证新混凝土与基岩或新老混凝土施工缝面结合良好。

c.采用商品混凝土时，凿毛过程尽量采用人工凿毛方式，因商品混凝土采用的石子粒径较小，使用冲击类的机械进行凿毛会对已完成的部位造成损伤。

d.现场浇筑的混凝土自由下落高度不宜大于1.50m，超过时，应采取缓降或其他措施，以防止骨料分离。

e.混凝土浇筑应先平仓后振捣，严禁用振捣代替平仓。

f.振捣时间以混凝土粗骨料不再显著下沉、并开始泛浆为准，应避免欠振或过振。

g.振捣器插入混凝土的间距，不超过振捣器有效半径的1.5倍。

h.振捣器宜垂直按顺序插入混凝土，如略有倾斜，则倾斜方向应保持一致，以免漏振，振捣时，应将振捣器插入下层混凝土5cm左右。

i.严禁振捣器直接碰撞模板、钢筋及预埋件。

j.在预埋件特别是止水片、止浆片周围，应细心加强振捣，必要时辅以人工插捣密实。

k.浇筑第一层、卸料接触带和台阶边坡的混凝土应加强振捣，确保混凝土的密实性。

6 小结

泵室进水侧混凝土墙施工缝渗水实施处理，安排合理、紧凑，灌浆过程由专业队伍实施，质量可靠，达到了预期效果，对类似问题处理有一定的参考意义。笔者认为，处理方案的因地制宜是关键，怎样防止此类问题发生更是关键。