有压输水隧洞衬砌混凝土浇筑仓面渗水处理措施探讨

2016-08-08杨双龙

水利技术监督 2016年3期

关键词：阻水仓面岩壁

杨双龙

（辽宁省水利厅，辽宁沈阳110000）

有压输水隧洞衬砌混凝土浇筑仓面渗水处理措施探讨

杨双龙

（辽宁省水利厅，辽宁沈阳110000）

在输水隧洞衬砌施工过程中浇筑混凝土仓面渗水是多项混凝土衬砌质量缺陷的罪魁祸首，本文提出采用快速堵漏剂封堵+排水管引排方式处理，确保混凝土浇筑质量，为以后其他类似工程提供参考。

输水隧洞；衬砌；渗水；措施；效果

在有压输水隧洞衬砌混凝土施工时，会发生一些质量通病影响到混凝土的内在质量和外在美观，隧洞的衬砌混凝土除作为隧洞结构的围岩压力承载体外，还起着输水、承受过流外压的重要作用，因此衬砌混凝土的质量保证非常重要［1］。在水工隧洞混凝土衬砌施工过程中浇筑混凝土仓面渗水、滴水是多项混凝土衬砌质量缺陷的罪魁祸首，而这些质量缺陷会对水工隧洞混凝土长期安全运行带来许多不利影响，且后期对滴渗水导致的衬砌混凝土缺陷进行处理也将花费大量的资金，能否较好处理混凝土仓面渗水值得探讨。

1概述

有压输水隧洞混凝土衬砌的防渗漏一般采用极其严格谨密的工艺措施，辽宁重点输水工程在混凝土衬砌之前对Ⅳ、Ⅴ类围岩段采用无盖重固结灌浆，形成6m深的灌浆固结圈，使其成为有压隧洞承载和防渗阻水的主要结构，并在围岩裂隙出现涌水或淋水面积过大部位进一步采用孔深3.5m的阻水灌浆，进一步防渗阻水，即使如此，在实际施工过程中仍有个别围岩段点面滴渗水，渗水严重影响衬砌混凝土浇筑质量。

针对衬砌混凝土浇筑仓面阻水灌浆后仍存在滴渗水的问题，经工程参建各方多次现场查勘分析，提出采用快速堵漏剂封堵+排水管引排措施作为阻水灌浆的进一步补充，确保衬砌混凝土浇筑仓面无水，改善衬砌混凝土浇筑质量。

2快速堵漏剂封堵+排水管引排措施

2.1施工工艺

采用快速堵漏剂封堵+排水管引排措施进行岩壁滴、渗水处理施工工艺主要流程为：岩基面清理→拌制快速堵漏剂→涂抹堵漏剂，封堵渗水岩面（同时安装渗水集中引排排水管）→检查岩壁渗水处理质量（不合格再次处理）→养护，无渗水仓面即可进行衬砌混凝土浇筑。

2.2施工方法

（1）凿除岩壁渗水点或渗水缝周边松动或不密实的岩层或喷射混凝土层，并将表面清理干净。

（2）将快速堵漏剂填充材料添加清水搅拌，迅速拌合成泥膏状。因为快速堵漏填充材料加水后迅速凝固，所以按照“随用随拌，少量多次”的原则进行配料施工，每次用量宜为1～2拳体积大小。

（3）将拌好的快速堵漏填充材料用手迅速顺渗水流方向压下抹在渗水部位的岩石表面，在表面形成一层封闭层；抹面的厚度约3cm左右，范围稍大于流水的区域，从出水边缘向中心点涂抹，将出水位置包围。另外，在涂抹时快速堵漏填充材料遇水易流失，所以在岩面和堵漏剂之间嵌入一条直径约5cm的橡胶软管形成暗道，使渗水临时经过橡胶软管流出，给堵漏剂凝结提供时间，而且也对堵漏剂最后形成的封闭层起到泄压作用。待堵漏剂终凝时，可将橡胶软管抽出，周转重复使用。当抹至出水点时，埋设直径为2cm排水管（最好为波纹管），将流水集中引排至浇筑仓外。

（4）将渗水比较集中的每2个排水管使用三通接头接连至1个排水管，然后排出衬砌混凝土浇筑仓面外，排水管连接方式如图1所示，排水管连接形象面貌如图2所示。

图1渗水点排水管连接示意图

图2排水管连接形象面貌

（5）待浇仓面岩壁滴渗水引排后，该仓面便具备混凝土浇筑条件。倘若该仓面岩壁依然存在滴、渗水问题，可采用上述方法继续往仓面引排，直至仓面无滴、渗水问题，即可结束引排工作，持续将排水管延长过渡至下一仓面，待混凝土浇筑完成后，混凝土养护强度达到100%后即可将该排水管封堵。

2.3养护

施工隧洞本身湿度大且洞内温度相对稳定，可在自然条件下养护。

3渗水处理措施效果分析

将快速堵漏剂封堵+排水管引排方式用于处理隧洞阻水灌浆后局部仍滴、渗水部位，衬砌混凝土浇筑仓面渗水问题明显改观，作为阻水灌浆的补充，极大改善了衬砌混凝土内在及外观质量，技术上的可行性、效果上的可靠性和经济上的合理性，均得以体现和证明。

3.1技术上的可行性

根据已经浇筑完成的衬砌混凝土仓面，使用堵漏剂封堵+排水管将岩壁渗水集中引排的方式效果来分析，在技术上是可行的。

首先表现在快速堵漏填充材料本身的材料性质。快速堵漏填充材料是由快硬、高强水泥熟料、化学外加剂、粘结剂及多种辅助材料组成的粉状物质，具有快凝、快硬、早强、高强、无收缩、粘结性强等特性；初凝时间在1～2min，终凝时间在3～5min，经检测15min抗压强度大于10MPa，1h抗压强度大于15MPa。快凝和快强的特点优势，使它在渗、流水区域得以应用和发挥。

其次表现在岩壁渗水水流小。采用快速堵漏剂+排水管引排方式可操作性较强，在衬砌之前围岩渗水经第1时段的固结灌浆及阻水灌浆2道工序处理，采用“2阻1防”的工艺，“2阻”即固结灌浆、阻水灌浆，“1防”即初期喷射混凝土封面防水，3者结合使用。阻水灌浆作业后大量减少了围岩出水情况，虽未能彻底解决围岩渗、滴水现象，但仅存在小面域渗水和流水。

3.2效果上的可靠性

经现场实际施工观察，采用堵漏剂封堵+排水管将岩壁渗水集中引排的方式可有效解决围岩渗水对隧洞衬砌混凝土浇筑的影响问题，使待浇筑仓面岩壁的渗水有效转移，有效保证岩壁渗水洞段衬砌混凝土的施工质量。

浇筑前使用排水管将岩壁渗水、流水集中引排至仓外，降低水对混凝土质量的危害。若未将岩壁渗水进行集中引排处理，外部水流进入仓面内，改变原混凝土的水胶比，致使混凝土强度降低；增加成型混凝土表面水泡和气泡的数量；在混凝土浇筑过程中可能造成混凝土泌水和离析现象，混凝土中因为水的比例过大，造成混凝土不致密，形成内部水路，混凝土表面出现渗水，泛碱（主要成分为CaCO3）现象［2］。

在仓面浇筑混凝土前，仅经过“2阻1防”局部仍渗水，已浇筑衬砌混凝土段经过一段时间后混凝土表面泛碱“流白”现象严重，单仓12m范围内“流白”多处，拱顶大面积潮湿反水现象严重［3］。在混凝土浇筑前，对岩壁局部滴渗水部位采用快速堵漏剂处理的衬砌混凝土浇筑完成后表面流白现象明显减少，仅个别部位存在“流白”现象，甚至没有。

采用快速堵漏剂封堵+排水管引排为新浇筑混凝土在等强期提供临时无压环境。混凝土在未达到设计强度前，承载能力较小，不宜承压。使用排水管将岩壁渗水、流水集中引排，降低混凝土在等强期外部水压力，使混凝土在不受外部水压力的情况下有足够的等强时间，最终达到延长衬砌混凝土使用寿命的目的［5］。

浇筑前仓面未采用快速堵漏剂封堵+排水管引排方式处理混凝土外观与采用快速堵漏剂封堵+排水管引排方式处理后的混凝土外观对比如图3、图4所示。