地下水工构筑物渗漏问题及对策

郑建英

摘  要：地下水工构筑物在石油炼制和化工项目中发挥了举足轻重的作用，象紧急排放池、污水池、循环水池等均采用钢筋混凝土结构。地下水工构筑物一旦出现渗漏质量问题，由于难于判断其确切地点和问题的根源，处理起来还是比较棘手的，而通过采取地质雷达对水下构筑物本体进行扫描检测，提前掌握其结构质量缺陷和具体部位，从而为技术人员有的放矢地制订更有效的处理方案提供依据。

关键词：水池;渗漏;地质雷达;高压注浆

中图分类号：TU992              文献标志码：A

1 工程概况

某大型化工项目循环水场地下吸水池在闭水试验时发现池壁、4个直径为DN2600循环水管与池壁连接钢套管的周围多处漏水。该水池总容积约6 000 m3，一昼夜漏水量达到1 000 m3以上，严重超出SH/T3535—2012《石油化工混凝土水池工程施工及验收规范》允许的范围。由于水池外壁土方已回填，在制定治理方案前为了调查清楚套管周边混凝土是否存在成型差、大面积蜂窝等质量问题，使用地质雷达对池壁及套管周边混凝土结构进行扫描检查，以消除对影响水池耐久性的混凝土结构密实程度的疑问，再针对池壁渗漏点采取行之有效的治理措施。

2 地质雷达检测方法和原理

地质雷达是一种宽带高频电磁波信号勘探介质分布的非破坏性的勘探仪器，它通过天线连续拖动的方式获得断面的扫描图像。地质雷达天线向物体内部发射电磁波，就会产生反射、透射和折射波，使电磁波在不同介质的界面处发生反射，并由雷达的接收天线接收，由于物体内部的物理特性差异，介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大。雷达主机能夠精确记录反射回的电磁波的运动特征，再通过数据的技术处理根据发射电磁波至反射波返回的时间差和物体中电磁波的速度来确定反射体距表面的距离，从而分析出介质内部的目标体（象缺陷）的位置、深度等。地质雷达工作原理示意图如图1所示。地质雷达图像以脉冲反射波的形式记录，波形的正负峰分别以黑白表示，同相轴或等灰线即可形象地表征出地下反射面或目标，根据雷达图像追踪介质体的反射界面就可以判断混凝土的厚度、密实度（缺陷）和钢筋分布等情况。

该次地质雷达勘探采用X3M双通道型探地雷达测量系统，选用主频500 MHz、时窗间隔45 ns～70 ns，全屏蔽天线进行勘探。

3 检测结果及原因分析

经地质雷达检验，发现水池池壁有一处较大的酥松空鼓（面积约800 mm×600 mm）以外，4个套管周围的壁板混凝土密实度质量没有问题，有一处套管外壁板背面土方脱空，面积约1 m2，池壁钢筋间距和混凝土保护层普遍误差均在允许范围内。

经破坏性检查，发现池壁空鼓部位的混凝土酥松、强度低，握裹力差，凿除后发现部分钢筋已出现锈蚀。再将4个套管的石棉水泥和油麻凿除时，发现每个套管沿径向有多处没有挡圈（根据水池套管设计节点，在钢管外侧中部设置圆环形挡圈），导致油麻填缝时难以填塞密实，当池内静水压力大时，水从套管缝隙中渗漏。而从施工单位详细了解到，现场管道安装施工时，由于管道与套管的同心度没有事先控制好，安装时管道局部位置被钢圈阻碍，导致管道无法安装就位，施工单位对阻挡部位的挡圈进行了切除处理，遂造成套管与管道之间的空隙填塞油麻和石棉水泥时不够密实，而且DN2600的管道在充水后其压力改变、轴向伸缩产生应力导致管道与套管之间出现缝隙，池内大量的水从缝隙中渗出到池壁外土壤中。

4 处理方案

池壁空鼓处采用常规的凿除酥松部位，清理干净后浇筑高强度灌浆料即可。对于套管渗漏的问题，在满足原设计对套管填充要求的基础上，结合《地下工程渗漏治理技术规程》JGJ/T212—2010相关要求，套管渗漏拟采用油性聚氨酯注浆液对钢管与套管之间缝隙进行压力注浆。

4.1 施工工艺

由于油性聚氨酯注浆液遇水即反应，体积膨胀生成一种不溶于水并具有一定强度的发泡体，由于水参与了反应，且浆液不会被水稀释冲走，这是其他灌浆材料所不具备的优点;另外，浆液在压力作用下，灌入混凝土细微缝隙或空洞处，同时向缝隙周围渗透，渗入混凝土结构，在短时间内膨胀固化，实现完全止水目的。所形成的胶状体具有一定的强度，适用于池壁加固补强。

4.2 施工方法和步骤

由于钢套管直径较大，池壁厚度达600 mm，注浆存在一些不确定因素，为保证注浆质量，需定制600 mm长钻头和200 mm长非标注浆孔，同时还需埋设透明塑料观测管。在钢套管两侧和顶部埋设注浆针孔和探测管，探测管深入池壁4/5范围内，注浆时从钢套管下部开始往上顺序推进作业，同时注意观察，当浆液充满套管周边缝隙时探测管中流水停止，且会从探测管中流出浆液，直至钢套管上部和侧边的探测管均停止流水且有观测管仲有浆料溢出时，方可停止注浆。主要施工步骤如下：

沿套管内侧分均布注浆孔—钻孔埋设注浆嘴—在套管下方及两侧埋设注浆观测管—高压灌注油性聚氨酯注浆液—循环注浆—观察导管出水及出浆情况—拆除灌浆嘴—槽孔修补—表面恢复。

4.2.1 钻孔及安装注浆嘴

钻孔采用600 mm长钻头冲击成孔，钻头规格为φ12 mm，钻孔深度到池壁内500 mm位置。考虑到钻孔时会有池外压力水流出，钻头前需设置防水胶片，以防冲击钻浸水触电。将注浆嘴布置安装好后，在裂缝处和注浆管根处用发泡剂快速封堵，以防注浆时浆液外漏，提高注浆压力，同时使浆液能够压入套管深部，以保证注浆质量。

4.2.2 注浆及封孔

注浆环节是整个工作的中心环节，须待一切准备工作完成后方可进行。注浆前应有组织地进行分工，岗位固定，尤其需要有专职熟悉的人员进行注浆操作。检查注浆设备、管路运转是否正常，注浆嘴是否牢固，并设定好注浆压力参数，控制在0.2 MPa～0.4 MPa。注浆采取自下而上的顺序进行，在压力比较稳定的情况下，观测孔内停止流水且浆液流出发泡后再继续注1 min～2 min即可结束灌浆，并拆卸管路清洗待注浆液完全凝固。待观察没有漏水的现象后，卸下灌浆头，将注浆部位用防水砂浆进行封堵抹平。

4.2.3 池壁恢复

在封孔后观察24 h，无渗漏现象即可恢复池壁及套管的防腐层、清理池壁和池内地面。水池经治理后经闭水试验渗漏量满足规范2 L/m2.d的要求，达到较好的效果。

5 结语

对于地下水工构筑物渗漏的治理，采取无损检测的手段预先掌握出现质量部位的准确位置以及缺陷情况，有助于工程人员制定针对性强的治理方案，有效地提高施工效率和缩短工期。

参考文献

[1]常铮.地质雷达的工作原理及应用[J].山西建筑，2007，33（21）：126-127.

[2]张德峰.聚氨酯高压注浆原理及施工[J].福建建材，2012（8）：93-94，113.