浅谈跋山水库放水洞加固工程中的施工技术

张厚兴　宋庆涛　郝夕明

(1.山东省沂水县水利局，山东 沂水　276400；2.山东省沂水县跋山水库管理处，山东 沂水　276400)



浅谈跋山水库放水洞加固工程中的施工技术

张厚兴1宋庆涛2郝夕明2

(1.山东省沂水县水利局，山东 沂水276400；2.山东省沂水县跋山水库管理处，山东 沂水276400)

【摘要】跋山水库放水洞经过40年的运行，存在进口段、斜坡段及闸墩钢筋混凝土老损碳化、剥落，衬管裂缝漏水，闸门老化锈蚀、面板变形等问题。本文针对工程存在的问题，提出了组合技术加固措施，并详细阐述了施工技术。从多年来的运行状况来看，加固处理技术可靠，效果显著。

【关键词】放水洞；存在问题；加固措施；施工技术

跋山水库位于淮河流域沂河干流中上游，1959年10月动工兴建，1960年5月建成蓄水。水库总库容5.29亿m3，兴利库容2.67亿m3，流域面积1782km2，是一座防洪灌溉、水力发电、城市供水、淡水养殖、观光旅游等综合利用的大(2)型水库。水库枢纽工程主要由大坝、溢洪闸、放水洞、电站等组成。放水洞位于水库大坝东侧山体内，为人工开凿的水工隧洞，发挥着发电、泄洪、灌溉与城市供水作用。洞身钢筋混凝土衬管长300m，直径3.5m。在水库全面除险加固工程中，对放水洞进口段、斜坡段及闸墩进行了加固改造，对洞身进行了灌浆，对进出口金属结构进行了加固处理，取得了较好效果。

1　工程存在的问题

1.1放水洞进口段、斜坡段及闸墩

进口段、斜坡段钢筋混凝土由于放水时洞口石块等撞击破坏、激流冲刷，混凝土保护层破损，钢筋裸露，混凝土表面出现坑洼不平。闸墩混凝土表面老损碳化、剥落，直接影响结构安全使用。

1.2隧洞洞身

洞身围岩裂隙发育，局部位置破碎严重；洞身混凝土衬管产生裂缝，衬管大小裂缝32条，漏水点22处。当库水位较高时，渗水沿围岩裂隙、衬管裂缝及衬管与围岩之间的空隙流出；当放水洞空洞时，渗水又通过围岩裂缝及衬管混凝土的漏水点渗漏进洞内。

放水洞上游进水闸门和下游泄洪洞出口弧形闸门老化锈蚀，面板变形，闸板承载力不足，止水失效，存在着严重安全隐患。

2　加固措施

2.1放水洞进口段、斜坡段及闸墩

2.1.1进口段、斜坡段

根据拟定配合比配制丙烯酸酯共聚乳液水泥石英砂浆，利用该砂浆找平混凝土缺陷，在混凝土表面刮丙烯酸酯共聚乳液水泥腻子及丙烯酸酯共聚乳液水泥浆液。

2.1.2闸墩

闸墩老混凝土基面处理后，喷射丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆，刮丙烯酸酯共聚乳液水泥腻子，滚涂丙烯酸酯共聚乳液水泥浆液。混凝土表面防护层在喷、刮、涂三道工序完成后，使闸墩得到加固补强。

2.2放水洞灌浆

2.2.1充填灌浆

充填灌浆孔沿混凝土衬管环向平均布置，每排5～6孔，排距3.0～3.5m，相邻排的灌浆孔呈梅花状布置，围岩灌浆深度2.0～2.5m。

2.2.2化学灌浆

根据洞身出现的裂缝状况，用 LW水溶性聚氨酯浆材进行化学灌浆。化灌钻孔沿着裂缝方向，在缝隙中间下钻，孔径12mm，孔深0.2～0.3m，孔距0.2～0.5m。

2.3进出口金属闸门

根据洞口实际情况现场制作安装，进行除锈和喷锌防腐处理。

3　施工技术

3.1放水洞进口段、斜坡段及闸墩加固处理

3.1.1处理前的准备

根据进口段、斜坡段及闸墩混凝土破损老化情况，将基面清理干净，露出新鲜混凝土毛面，然后以喷砂打毛的方法再次清理。喷射砂料选用水洗纯净的中粗石英砂，最大粒径0.5cm。喷砂处理后，用高压水冲洗干净，保持潮湿待用。

根据拟定配合比配制丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆、丙烯酸酯共聚乳液水泥腻子及浆液。在喷射现场，按照45min内的使用量标准，将水泥及砂子按比例拌匀后，倒入丙烯酸酯共聚乳液和水搅拌 3～5min待用。 拌制放水洞进口段、斜坡段需用的丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆时用水洗干净的石英砂，拌制丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆时需用水洗干净的河砂，其重量配合比如下：

丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆配合比为水泥∶丙乳∶水∶砂=1∶0.5∶0.15∶1.5～2.1；

丙烯酸酯共聚乳液水泥腻子配合比为水泥∶丙乳∶水=1∶0.3∶0.1；

丙烯酸酯共聚乳液水泥浆液配合比为水泥∶丙乳∶水=1∶1.8∶0.2。

3.1.2喷射刮涂

如果受喷基面有较大坑洼，先用丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆抹平，固结后再进行喷射。为保证喷射均匀，喷枪移动时要平稳、匀速，保持喷嘴距受喷面的距离为25cm左右，喷射角度与受喷面垂直。压力控制在0.3～0.4 MPa，耗气量控制在1.0～1.5m3/min，从上到下整个喷射面一次完成，喷射厚度为0.5～1.5cm。

为使修复后的混凝土表面密实牢固、平整美观，在丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆固化后，用人工刮板均匀地刮一层厚度为3～5mm的丙烯酸酯共聚乳液水泥腻子，之后在表面滚涂一层丙烯酸酯共聚乳液水泥浆液进行封闭。

3.2衬管与围岩之间充填灌浆

3.2.1造孔及压力控制

充填灌浆孔径50mm，钻孔深度2.0m，全孔作为一个灌浆段进行纯压式灌浆，分级升压。将压力分为0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa三个等级，逐级升压。

3.2.2浆液浓度

由浆液浓度2∶1起灌，以1∶1浓浆终灌结束。对于吸浆量较小的钻孔，掺入5%的水玻璃，这样避免了由稀至浓逐级灌注时浓浆灌入量较少或无法灌入，影响灌浆密实度及结石强度的问题。

3.3衬管裂隙化学灌浆

3.3.1造孔

为便于止水封闭和提高封闭强度，对大于0.3mm的裂缝，沿缝用钢钎凿成V形槽，槽上口宽3cm，深度3cm，在缝两侧各外延15cm，凿出深度1.5cm左右的新鲜毛面，然后钻孔。

3.3.2封缝埋管及灌浆

施工过程中对渗水量小的缝隙用水泥水玻璃砂浆进行埋管和封闭缝面，对渗水量大的缝隙用水泥石膏砂浆进行埋管和封闭缝面，表面再用107胶水泥膏抹平补强。其重量配合比如下：

水泥水玻璃砂浆配合比为水泥 ∶水玻璃∶砂 =1∶0.3∶0.5，水灰比0.3～0.5；

水泥石膏砂浆配合比为水泥∶石膏粉∶砂 =1∶0.5∶0.5，水灰比0.1～0.4。

埋管固定好后，接上灌浆管和泵开始灌浆。灌浆压力选用0.2MPa，灌浆顺序由下游排到上游排、由高孔到低孔。当邻孔出现冒浆时，暂停压浆，关闭灌浆嘴，同时将灌浆管移至邻孔继续灌浆。吸浆率小于0.1L/min时再灌3～5min终止灌浆。灌浆结束时关闭灌浆嘴，浆液固化后凿除灌浆管，并用水泥水玻璃砂浆进行封闭。

3.4闸门制作安装与防腐处理

3.4.1除锈

选取水库下游河砂，过筛曝晒，确保清洁、干燥，粒径控制在0.5～2.5mm之间。将闸门上的焊渣等杂物清理干净，进行喷砂除锈。喷砂时，力求均匀，并使钢件表面打毛。

3.4.2喷锌涂装

在喷枪嘴点燃氧气和乙炔气混合气，利用高温高压，熔化锌丝，喷成雾状，均匀地喷镀在闸门表面。喷镀时喷枪嘴距离保持在15cm，喷射角度大于45°，各喷带之间保持1/3重合。喷锌厚度每遍宜为80μm，喷两边，总厚度控制在85%以上测点达到160μm，最低不得低于140μm。

封闭漆采用氯化橡胶铝粉，底漆采用615-1，面漆采用615，涂两遍。涂装表面要均匀，无流挂、皱纹、鼓泡、封孔、裂纹等缺陷。

4　效果分析

放水洞加固处理后，经过10年来的运行，进口段、斜坡段及闸墩光滑平整，无破损老化现象。聚氨酯化学浆材与混凝土黏结强度大，对于洞内裂缝，封闭性能可靠，洞身围岩稳定，渗漏消失。进出口金属闸门无锈蚀变形，现场制作的闸门几何尺寸适当，运行灵活，密封效果好，达到了放水洞整体防漏加固的效果。

5　结　语

跋山水库放水洞通过采取有效施工技术，达到了防漏加固的目的。丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆具有良好的耐久性和物理力学性能，对混凝土修复处理高效便捷，提高了混凝土的抗冻损、抗碳化性能。充填灌浆结合较先进的化学裂隙灌浆技术，解决了洞身稳定性和渗漏问题。喷锌阻锈技术操作简便，利于喷涂。实践证明：施工技术组合可以优化施工方案，解决工程存在的诸多问题，投资小，质量有保证，安全可靠，施工方便，为放水洞整体性和安全性提供了保障。

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

中图分类号：TV651.3

文献标识码：A

文章编号：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