溧阳市大溪水库西干渠涵洞渗漏原因分析及对策

戴春祥 黄春华 段科萍

摘  要：大溪水库位于江苏省溧阳市南、宜溧山地北麓，以筑坝拦蓄大溪河而得名。1960年建成。主壩长495m，高17.5m。集水面积90m2，总库容1.128亿m3。库区东南侧有水道上接沙河水库，用以调节沙河水库洪水。建有溢洪闸输水涵洞三座，下游引水、提水灌溉面积7.3万亩。本文就大溪水库西干渠涵洞渗漏发生原因及处理方法进行研究，为同类渗漏现象的处理提供参考。

关键词：大溪水库 渗漏 堵水

1.概况

大溪水库大溪水库位于江苏省溧阳市西南部，坝址距溧阳市13km，1958年动工兴建，1960年初步建成，后经1965年、1971年、1978年三次较大规模续建，2009年至2011年实施了除险加固，2011年4月通过竣工验收。2017年通过国家级水管单位验收。是一座具有防洪、供水、灌溉、涵养水源、结合生态保护和水产养殖等综合利用的国家大（Ⅱ）型水库。西涵洞为矩形压力涵洞，断面尺寸1.3×1.1m2，进口底板高程7.2m（青岛基面，下同），设计流量6.0m3/s。

2014年5月水库管理处工作人员在巡查中发现西涵下游坝脚渗水，上报溧阳市水利局。市水利局高度重视，组织有关专家，先后分二次对涵洞渗漏情况进行了详细现场检查，取得了现场工程的实际数据，进行分析研究和处理。

2.涵洞渗漏特征及原因分析

我们对涵洞接口分别进行编号，0#～14#为涵洞节数（图1所示）。

调查情况表明，涵洞洞身存在严重穿透渗漏，渗漏水途径主要来自涵洞接口。大部分接口中的橡胶止水条明显和缝壁脱离，成为渗漏发生的主要部位。本涵洞共14个接头，每个接头都有不同程度的纵向位移现象，无明显垂直向位移。

在排除设计及施工缺陷的前提下，接口被拉开的原因与洞体基础、涵洞上下游坡度、水流方向冲击力等因子有关。在基础出现不均匀沉降、水流的冲击推力、涵洞重力滑移的综合作用下，涵洞接口被拉开，止水受到破坏，拉开的接口开始渗水，渗水的出现使基础及涵洞外的泥土等填充物流失，加剧筒体变形，造成更大渗水，如此恶性循环最终出现目前的状况，并对大坝的安全构成威胁。从结构沉降规律角度分析，尚不能排除涵洞洞身继续不均匀沉降的可能性。

3.治理方案

3.1总体思路

洞内接口裂缝用硫铝酸盐类快硬堵漏材料封缝+聚氨酯浅孔灌浆+高分子丙烯酸盐材料深孔灌浆+粘结橡胶板。该方案治理思路是，将洞内接口裂缝用硫铝酸盐类快硬堵漏材料封缝后，直接针对涵洞接口进行油性聚氨酯材料浅孔灌浆，然后进行深孔高分子丙烯酸盐注浆止水，灌浆材料在接口裂缝内固结，再在裂缝表面粘结橡胶板，四重堵水措施，从而达到治理的目的。

3.2硫铝酸盐类快硬堵漏材料封缝

将配制好的硫铝酸盐类快硬堵漏材料快速嵌于可见裂缝中，并尽可能填深压实，凝固后将高出平面部分铲除。

3.3伸缩缝灌浆

3.3.1伸缩缝位置，采取深浅孔灌浆治理，全断面灌浆。钻孔后埋灌浆针头，按先浅孔后深孔原则进行。

3.3.2布孔位置

整个伸缩缝全断面灌浆，布孔间距为200mm，交错形布置，灌浆孔中心与渗漏缝中心线间距为0-50mm。见图2。

3.3.3钻孔结构

本次布孔，分深孔和浅孔两种方式，深孔裸孔深度为200mm（见图2中2序孔）。浅孔裸孔深100mm（见图2中1序孔）。先浅孔灌浆后深孔灌浆。

3.3.4灌浆压力控制

根据经验，浅孔灌浆压力不易超过0.2MPa;深孔灌浆压力不易超过0.3MPa;

3.3.5灌浆结束条件

当灌浆压力超过设计灌浆压力停止灌浆。

3.3.6灌浆材料选择

（1）浅孔灌浆选择聚氨酯类柔性高分子灌浆材料。聚氨酯选用台湾生产的油性聚氨酯。

（2）深孔灌浆选择可反复遇水膨胀的丙烯酸盐类化学浆液。

①本物理性能

主剂外观：淡黄色液体;

密度：1.15～1.20g/cm3;

黏度：<1cP;

固结体：白色弹性体;

②基本力学性能

固砂体抗压强度：>0.6MPa（24小时，湿养护），>6MPa（3天，常温干养护）。 拉伸性能：断裂伸长率：>200%。

③ 干缩失水后的性能

由于丙烯酸盐含有大量的钙镁质与混凝土中材质相近，导致丙烯酸盐浆材与混凝土裂缝的粘接力比丙凝浆材要强。未加入添加剂的丙烯酸盐材料固化反应不均匀，弹性、韧性不好，表面粘接力不强，出现图6B、C所示的两种情况。丙烯酸盐灌浆材料固结体开裂出现在裂缝表面或材料内部，易于再次出现渗漏水。XT—丙烯酸盐灌浆材料固化后表面发粘，具有较好的弹性、韧性，在丙烯酸盐固结体干缩时，如图4所示，在丙烯酸盐灌浆材料固结体失水干缩过程中，是自身的干瘪收缩，而不会再次出现裂缝，当有水汽存在时，会吸水膨胀，这样被修补过的裂缝就难以再次产生渗水现象，达到解决渗漏水的堵止目的。

3.3.7灌浆顺序

先下部后上部、先浅孔后深孔灌浆。

3.4伸缩缝表面处理

在浅孔、深孔灌浆结束，在伸缩缝表面黏贴防渗橡胶板（见图5），具体作法如下：

（1）打磨清洗接缝区混凝土表面，约45cm宽度;

（2）打80×60的膨胀螺栓孔，间距100mm;

（3）涂刷水下环氧树脂2遍，每遍厚度不小于2mm;

（4）粘贴40cm宽度防水橡胶条，压上宽100mm，厚2mm的304不锈钢板（不锈钢板上先钻孔，孔径80 mm，间距100mm），埋入80×60不锈钢（304）膨胀螺栓，上紧膨胀螺栓，必须见有胶液挤出;防水橡胶采用斜切面搭接，用水下环氧树脂胶接。

4.施工组织

4.1施工准备

4.1.1材料准备

所用的材料必须采用合格的、符合规范要求的水泥、JS涂料、及注浆堵漏材料。

4.1.2技术准备

施工人员持证上岗，保证所有施工人员都能按此措施的操作要求及有关工艺要求施工。注浆堵漏施工要求具有类似工程施工经验的专业防水公司施工，保质保量完成渗水点的处理。

4.1.3设备机械配备

对该措施的施工计划投入相应的机械设备及工具。

4.1.4施工现场准备

在做好涵洞排水、施工用电等基础上，笔者认为，为保障施工人员安全，必须做好通风系统准备工作： 在施工前，在涵洞内形成通风系统。通风系统见图所示，由1台6m3空气压缩机和高压风管组成。空气压缩机放置地面，风管通过涵洞通气孔进入涵洞内，形成完整的通风系统。具体见图6。

4.1.5通讯系统准备

為了解决涵洞内施工人员和地面的联系，应在地面和涵洞内形成有线电话和无线对讲机2套通讯系统，有线电话电线通过涵洞洞口孔进入。无线对讲机在使用时，在地面导气孔处确保施工期间有人值班，确保涵洞内外时时联系通畅。

4.2施工工艺

施工顺序：

封缝→浅孔注浆→深孔注浆→伸缩缝表面贴橡胶片

（1）针对伸缩缝，可直接钻孔灌浆;对于墙体渗水点部位，先剔凿渗漏部位表层，铲除水泥砂浆，直至露出墙体混凝土基层，把混凝土基层凿毛，用清水冲洗干净。

（2）在伸缩缝或明显渗漏处用风钻打孔，直径6毫米，以灌浆管外径为准。

（3）灌浆嘴要设置在渗水点处，灌浆嘴的距离应根据裂缝大小结构形状而定。若裂缝纵横交错，在交叉处应设置灌浆嘴。

（4）封闭，布嘴后，在明显渗水处和灌浆管根处用速凝水泥砂浆进行封闭，要求抹平赶光。

（5）封闭后，等硫铝酸盐类快硬堵漏材料有足够强度后，用水进行压水试验，观察封闭有没有漏水的现象，如没有就进行下道工序。

（6）灌浆，根据情况制定配制浆液（注意配好后避免与水接触）。用与压水试验相同的方法灌入裂缝，控制压力0.3-0.8Mpa，灌浆时应从底部开始，当侧面管出浆灌浆2-3秒后即关闭出浆阀门和灌浆阀门，接着依次由底部到侧面，再由侧面到顶部，依次渐进。

（7）封孔，待浆液完全固结后，观察没有渗漏水的现象后将灌浆部位用防水砂浆封平。

5.质量及安全控制措施

笔者在施工监督过程中，在质量及安全控制方面，重点对以下几方面进行检查：

（1）施工前对堵漏的材料进行检查，看是否在有效期内和是否符合要求。

（2）施工时应严格按照此措施进行施工，施工前对工人进行交底。要求项目管理人员旁站，并详细记录施工过程。

（3）在施工时，前一道工序要先检验合格验收，方可进行下一道工序的施工。施工时严格按照以上的施工工序进行，不得漏点、不得漏工序。

（4）施工完毕，基面不应裂纹，起鼓等不良现象。若是有，则进行返工处理。

（5）每次施工进场前，应先调试运行通风系统和联络系统，确保万无一失。由于施工现场潮湿、黑暗，为了确保施工安全，本次施工钻孔、注浆、打磨等所需的施工机具选用风动设备。施工期间要确保通风正常，若供风出现问题，应及时通知涵洞内施工人员，帮助其及时撤离。灌浆时一定要注意保持通风良好，施工现场应远离火源，严禁吸烟，防止火灾发生。每天施工完后，要做到工完场清。

（6）施工照明选用煤矿使用的矿灯作为照明电源。施工期间确实需要电源时，应选用连续的无接茬的防水电缆，防水插座，确保施工人员安全。由于在地下有水涵洞内施工，施工环境比较潮湿，在使用时要注意电线的安全使用，不允许电线浸泡在水中。

（7）为确保施工人员安全，应在涵洞内设立监控系统，地面人员可直接通过监控系统观测到施工现场人员安全情况。

6.结语

大溪水库西漏洞洞内接口裂缝采用硫铝酸盐类快硬堵漏材料封缝+聚氨酯浅孔灌浆+高分子丙烯酸盐材料深孔灌浆+粘结橡胶板方案处理后，经过几年的运行和观测，伸缩缝渗漏得到了有效控制，为同类渗透现象提供了经验，值得推广和应用。

参考文献：

[1]冀玲芳，李养平.高分子化学灌浆材料及其在混凝土防治堵漏工程中的应用，江苏化工[A] 2002（12）42-44.

[2]灌浆材料的发展现状与展望.

[3]江苏省溧阳市大溪水库除险加固工程竣工图.