水工隧洞衬砌混凝土施工缝渗水问题的防治及处理

胡林林

厦门紫金工程设计有限公司（361000）

水工隧洞衬砌混凝土施工缝渗水问题的防治及处理

胡林林

厦门紫金工程设计有限公司（361000）

结合某水工隧洞工程实例，围绕衬砌混凝土施工缝渗水问题展开分析与阐述，对施工缝渗水的防治方案以及处理方案进行研究与概述，望能够为同类工程对施工缝面渗水问题的防治提供参考。

水工隧洞；衬砌混凝土；施工缝；渗水

全断面衬砌混凝土结构形式水工隧洞是目前水工隧洞广泛采用的形式之一。结合既往工程实践经验来看，混凝土结构浇筑作业完成后，山体内地下水渗流通道被堵塞，会产生较高外水压力，施工缝作为衬砌混凝土结构的薄弱部位，极易发生渗水问题。若对渗水问题不进行有效防治与及时处理，渗水面进一步扩大，渗水量不断增加，将会对水工隧洞衬砌混凝土结构整体质量产生极为不良的影响。

1 工程概况

某水工隧洞采用洞形+矩形衬砌混凝土结构形式，隧洞整体长度为1 920.0 m，标准段过水断面为6.0 m×7.0 m，衬砌混凝土结构厚度为0.8～1.3 m。前期地质勘探资料显示，本工程施工场地以浅灰色中粗粒闪长斜云花岗岩为主,沿洞向陡倾裂隙较为发育,裂隙面平直稍粗。

水工隧洞衬砌混凝土结构施工缝面是新、旧混凝土结构的结合部。由于施工缝面所处位置偏低，因此多会在施工缝面的处理中采用凿毛或冲毛处理工艺。但受到施工现场条件的限制与影响，在施工缝的处理上还存在一定的问题，例如边拱、顶拱混凝土结构开仓前以及冲仓后均会残留一定细渣以及积水,难以彻底清除。混凝土结构入仓前砂浆摊铺难以完全覆盖旧混凝土结构面，并且新、旧混凝土结构结合面的振捣不够密实，均对施工缝部位的性能产生了不良影响。这样一来，在边拱、顶拱混凝土结构浇筑作业结束后及强度增长的过程中，受到外部水压力增加的影响,施工缝常常可见渗水问题。

2 施工缝渗水防治方案

为预防水工隧洞衬砌混凝土施工缝出现渗水问题，在施工过程中采取引导与排水相结合的处理方案。即在二次混凝土结构浇筑前预先设置导水孔，为外水导排减压创造有利条件。在此基础之上，二次混凝土结构浇筑作业完成后，通过引水管将无规律的渗漏水转变为有规律的卸压排水导流。两项措施相互配合，能够为衬砌混凝土结构的二次浇筑提供充足的强度增长时间，保证混凝土结构质量[1]。在施工缝渗水防治方案中，技术方案的关键处理流程如下：

第一步,在对衬砌混凝土结构底板进行浇筑时，针对边拱、顶拱岩壁有渗水水工隧洞段,底板混凝土结构施工时可以在施工缝面预留纵向槽（如图1所示），并配合预留厚度为6.0 cm的钢筋保护层。纵向槽底部与模板间应埋设PVC管作为导排水使用。在边拱、顶拱浇筑时将碎石材料填充于纵向槽内，用镀锌铁皮封盖表面。当浇筑作业完毕且钢模台车拆除后及时通开PVC管，以恢复正常导排水。

图1 纵向槽预留方案示意图

第二步，针对裂隙性或集中性渗水区域，应打排水管孔，并在孔内插管进行排水。排水孔位应当沿裂隙走向钻进，排水孔孔深宜控制为1.0 m，孔径按照42.0 mm标准控制，间距控制为2.0～3.0 m。本工程中排水导管选型为PVC管，孔口用砂浆进行堵塞。

第三步，在边拱、顶拱衬砌混凝土结构浇筑作业完毕且拆除模板后，应由专人负责立即清除顶部预埋回填注浆孔，以帮助排水减压。

3 施工缝渗水处理方案

本工程设计方案中对施工缝渗漏问题的处理要求为：层面缝以及裂缝灌浆后黏结强度应满足0.3～0.5 MPa（帷幕线以上）以及0.7～1.0 MPa（帷幕线以下）标准。同时，表面施工缝缝口回填材料混凝土黏结强度应在1.0 MPa以上。考虑到本工程中水工隧洞内衬砌在0.8～1.2 m，较地下工程厚度大，且周边围岩结构裂隙水分布丰富、构成复杂。如在无防水措施条件下进行混凝土浇筑施工，围岩结构与衬砌混凝土结构可能产生连通性空隙。

3.1 处理材料

本工程中选用EAA环氧材料用于对施工缝渗水问题的处理。EAA型环氧材料加入有一定比例复合ENA改性剂以及表处剂，配比方案为：EAA主剂（100）+EAA固化剂（6）+EAA促进剂（0.8），材料综合力学性能强度高，耐老化程度好，无毒性，湿润性强，黏度低，亲水性好，黏结能力佳。相关物理性能为：比重为0.873～1.063，25.0℃/2.0 h条件下黏度为1.3～37.4，抗压强度为36.2～85.7 MPa，抗剪强度为10.0～32.7 MPa，抗拉强度为9.9～17.3 MPa，弹性模量为300.0～2 154.0 MPa，抗冲击强度为4.1～4.2 MPa。

3.2 处理方法

第一步，沿渗水施工缝开设“V”字型槽，开槽尺寸为4.0 cm×4.0 cm～4.5 cm×4.5 cm。第二步，沿施工缝钻骑缝孔，孔距按照40.0 cm标准布置，标准孔孔径为25.0～28.0 mm，标准孔孔深为55.0 cm。钻孔后对孔内杂物以及施工缝内碎渣、泥垢进行彻底清理。第三步，孔内布设注浆管以及排气管。其中，注浆管管径为18.0 mm，管长为45.0 cm；排气管管径为8.0 mm,管长为10.0 cm。第四步,用速凝水泥进行嵌缝并埋管，要求嵌入原料均匀，孔内压贴平整且密实，不得有渗漏问题。第五步，注入丙酮浆液，对注浆量以及注浆压力进行记录。第六步，注入预先调配好的EAA环氧浆液,首次注浆压力为0.8 MPa,二次注浆压力为1.0 MPa，逐级升压施灌。达到标准后以结束压力恒压维持10.0～15.0 min，观察无进浆即可。第七步，注浆完成5.0 h后由专人负责对注浆孔孔口进行检查，以孔口浆液饱满为佳。若不饱满，需进行重复注浆，直至孔口浆液饱满为止[2]。

3.3 处理效果

经上述方案处理后对施工缝进行现场抽芯试件检验，检验结果显示帷幕线以上黏结强度为0.42 MPa，帷幕线以下黏结强度为0.89 MPa。同时，表面施工缝缝口回填材料混凝土黏结强度应为1.5 MPa，符合设计标准，渗水问题得到有效处置，整体效果良好。

4 结语

在富水区围岩结构中进行水工隧洞建设施工作业时必须高度重视水利因素对工程建设的影响。针对水工隧洞施工中极易出现的衬砌混凝土施工缝渗水问题，本文中例举某水工隧洞工程实例，围绕衬砌砼施工缝渗水问题的产生原因、防治方法以及处理措施展开研究与探讨，望能够有效处置施工缝渗水问题，确保水工隧洞工程建设的整体质量与水平。

[1]杨美清,张尹耀.糯扎渡水电站隧洞衬砌混凝土渗水裂缝处理[J].人民长江,2008,39(9)：3-4,20.

[2]满红山.浅析处理水工地下隧洞衬砌混凝土渗水裂缝[J].中国科技纵横,2011,(21)：207-207.