博斯腾湖东泵站水泵层墙壁渗漏水处理措施

2022-01-10尚喻

河南水利与南水北调 2021年11期

尚喻

（塔里木河流域巴音郭楞管理局博斯腾湖管理处，新疆巴音郭楞 841000）

1 概述

博斯腾湖东泵站位于博斯腾湖东南角，与博斯腾湖西泵站间相距650m，为大（2）型电力扬水泵站，主水泵为5台直径1.70m的立式轴流泵，配1100kW立式同步电动机，总装机5500kW，泵站设计流量为45m3/s，主要建筑物主厂房、拦污桥、副厂房为2级建筑物，引水渠和护岸围堤等次要建筑物为3级。主厂房为湿室块基型厂房，肘型进水流道，虹吸式出水流道，在立面上分为电机层、联轴层、水泵层和流道层。水泵层层面高程1042.20m，水泵叶轮中心安装高程1041.90m；联轴层层面高程1046.80m；电机层层面高程1051.60m；泵房水下高度14.90m。安装间布置在主厂房顺水流方向右侧，基础采用空箱式基础，地面高程为1048.80m；底板高程1042.20m安装间水下高度12.10m。

工程于2003年6月正式开工，2008年建成投入试运行，自2011年起发现安装间上游侧及东侧墙壁出现渗漏水，逐年扩散至联轴层和水泵层上游侧墙面出现片渗和裂缝，2016年发现形成片渗面积累计135m2，裂缝累计长度53.70m，主厂房和安装间之间的结构缝也出现明显渗漏，并导致止水材料损坏。

2 渗漏水可能因素及后果

2.1 渗漏水可能因素分析

因渗漏情况呈现以下规律：春夏季多，秋冬季少；结构缝及安装间渗漏量大，主厂房渗漏量与结构缝距离增大而减小；片渗和结构缝渗漏量为主，裂缝的渗漏量较小。

判断渗漏水主因是主厂房和安装间之的结构缝止水结构存在缺陷，导致泵站周边地下水渗入混凝土墙体，长期浸泡后对混凝土墙体内未处理的拉筋造成锈蚀，形成多条渗水通道。

2.2 后果分析

混凝土墙体长期漏、渗水会使混凝土墙内形成泵站前池外来水源内渗或者泵站集水井内部废水外漏的渗透通道。由于形成过水通道会对砼墙面造成冻融破坏，会对墙面的承重结构造成破坏，会影响建筑物整体安全。同时致使东泵站水泵层原预埋照明线路受潮出现短路、漏电现象而无法使用。且泵站水泵层四面边墙大量拉筋头锈蚀未做处理，长期处于潮湿环境下，钢筋大多发生锈蚀，会影响砼强度，并可能再次形成渗水通道，进一步加重渗漏。结构缝止水破损后将严重影响泵站安全。

3 处理方案

3.1 处理目标

通过化学灌浆提高泵房混凝土整体耐久性，达到防渗补强的双重效果。

3.2 处理方案

针对不同的部位和状况采取不同的处理措施的联合方案：

对片渗、裂缝及结构缝漏水进行水溶性聚氨酯化学灌浆补强、加固；对边墙拉筋进行切割,后用防水涂料进行防腐处理。最后对墙面整体打磨后涂刷聚脲作为防水涂层。

4 封堵材料简介

4.1 化学灌浆材料

此次封堵选择水溶性聚氨酯复合浆料，主要是用异氰酸酯同伯羟基聚醚等其他配合材料按照经一定比例配合，并进行相应处理拌合而成的，依照实际施工方案调和成数组单独使用，每个作业面都需单独配合待用。这种材料被灌入已经含有一定比例水分的混凝土裂缝的时候会立即同水发生反应，一部分会固化成为不溶于水同时不透水的凝胶状固体，并且释放出二氧化碳气体推动凝胶体迅速膨胀，通过凝固同时膨胀，体积会变大几倍，造成灌缝里出现二次渗透扩散(灌浆的压力是第一次渗透扩散)，从而实现堵漏止水和加固补强的双重功效。这种复合灌浆材料同时还具备可灌性好，无毒，固化强度高的优点，非常便于施工应用。这里介绍凝胶固结体遇水二次膨胀的具体指标如表1。

表1 材料指标表

4.2 封孔材料

封孔材料使用丙乳水泥砂浆，是在普通的水泥砂浆内掺入一定比例的高分子聚合物乳液的一种复合材料，相比普通水泥砂浆，具有优异的耐磨损、抗断裂、防水、防氯离子渗透腐蚀、耐老化等性能，相对普通水泥砂浆有极强大的黏结性，是用于砼建筑物水泥基护面修补的一种新型复合材料，非常适合用于修补水利、工业及民用建筑等钢筋混凝土结构的防渗层以及耐磨护面。一般在实际应用中所用的砂选择特细砂，细度模数为1.50 ～0.70 ，平均粒径为0.25mm以下，水泥则使用42.5 普通硅酸盐水泥即可。在本次施工中因为防渗要求比较高经比选决定使用拌合比是水泥：砂子：丙乳=1:2:0.3，水灰比在施工现场通过试验进行确定为根据工作面的情况不超过35%，在施工中可灵活掌握进行微调。

与普通水泥砂浆相比本复合材料具有以下主要优点：①抗拉伸性能提高35%，抗弯折的强度增强50%；②弹性模量大幅降低、成形的砂浆收缩减小，极限引伸率大致提高了1～3倍，抗裂性能也得到显著提高；③与作业面基础上的老砂浆及钢筋等材料粘结强度提高至4倍以上；④砂浆密实性大幅度提高，可2d吸水率降低为1/10，提高1.50 倍的抗渗性能；⑤抗冻性能提升至〉F300；⑥该复合材料施工工艺简单、成本比高，基本无毒，能防止碳化现象继续发展，减慢锈蚀钢筋的速度，起到对抗缺陷点被剥蚀破坏的目的。具体见表2。

表2 材料特性表

4.3 结构缝填补材料

针对东泵站结构缝出现的塌陷，缺失情况，选择水不漏来灌浆回填封堵。该材料具有以下优点：①无论迎水还是背水面的都可以直接使用，可带水施工无需排水。自身防潮性、抗渗性较为优异，可实现快速堵漏；②材料无毒、无害、无污染方便施工，同时通过采取一定措施可任意调节材料的凝固时间；③材料的抗渗性能很高高，同时黏结力强，所以防水、粘贴两道工序能一次完成，减少施工步骤；④在与基层黏结形成整体，显著提高基层的抗老化性能以及耐水性。具体见表3。

表3 水不漏技术指标

4.4 涂刷材料

封孔后的墙面使用高固体份天冬聚脲弹性涂料进行涂刷补强。高固体份天冬聚脲弹性涂料作为一种高级涂料，由A、B两种组分组成，A组份由天门冬氨酸酯树脂及多种颜填料、助剂混合而成，B组分为脂肪族异氰酸酯固化剂。该材料在综合力学性能、耐老化、耐黄变，耐酸、碱、盐腐蚀方面性能优异。可广泛用于要求暴露、抗冲磨、防水防腐、耐久性要求高的工程，具体见表4。

表4 高固体份天冬聚脲弹性涂料主要技术指标表

5 施工工艺

5.1 化学灌浆

5.1.1 结构缝封缝

布孔前先用临时封堵材料-水不漏对结构缝进行封缝。

5.1.2 布孔此项目中的结构缝灌浆计划采用斜孔交叉布置的采用布孔方案，孔的间距应当由封堵裂缝的深度、宽度而定，但是为便于施工单边布孔间距应在20～30cm之间，孔深根据现场实际定为40cm，不大于混凝土厚度1/2。墙面裂缝灌浆计划同样采用斜孔交叉布置的采用布孔方案，孔的间距应当由封堵裂缝的深度、宽度而定，但是为便于施工单边布孔间距应在20～25cm之间，孔深根据现场实际定为40cm，不大于混凝土厚度1/2。片渗化学灌浆布孔采用梅花式布置，布孔的水平间距20～25cm，垂直间距以20～25cm布置，孔深根据现场实际定为40cm，不大于混凝土厚度1/2。

5.1.3 洗孔

钻孔后，用喷壶将孔内的粉尘及杂质洗净。

5.1.4 埋嘴灌浆

采用旋转膨胀密封专用止水针头。

5.1.5 灌浆

首先要进行探孔检查，确定钻孔符合要求方能可配制灌浆液，配置完成后立即按顺序进行施工灌浆：灌浆时必须先灌低处孔再灌高处孔，裂缝的一边灌完后再转向另一边，逐孔依次进行灌浆，防止浆料从高孔向低孔流窜导致灌浆不实，注意观察第一个灌浆孔针头，当浆液开始从裂缝冒出或灌浆压力超过30MPa，立即停止，移入第二孔内继续灌注，依次向前进行；为确保灌浆部位即全部的墙面裂缝、结构缝和片渗墙面完全被浆液灌满，必须在裂缝处未完全愈合的时间就开始再次注浆，第二次注浆应当同第一次间隔必须时间等待第一次灌入的浆液开始凝固，但必须在凝固前完成；灌浆中应该密切关注灌注机压力数值确保在压力表额定压力以下，灌浆结束标准时缝中浆液出现互窜并连续从缝面处溢出为准。

5.1.6 使用丙乳砂浆完成封孔并修整封堵面（点）

进行孔面清理：浆液凝胶固化达到设计强度后，使用清理角磨机等工具或者人工将灌浆孔壁周围的浆液清理干净，注意力度防止清理深度过深。

配制封孔材料：按照设计确定的配合比称量各种丙乳砂浆配料，然后分别堆放，拌合时必须先将水泥和砂均匀混合后方可倒入拌和盘，最后才能倒入丙乳然后迅速拌和均匀。

完成灌孔封堵并修整：将上一步配制好的丙乳砂浆嵌填至孔内，要求封填密实，抹面至平整，必要时可进行修整，方便之后刷漆还原。

5.1.7 效果检测

化灌后结构缝处干燥不再渗水，裂缝处无渗漏，片渗墙面干燥无渗漏。

5.2 边墙拉筋处理

先用切割机从拉筋根部做切割处理，切割之后用角磨机将切割部位进行打磨,最后墙面整体涂刷防水涂料时对拉筋进行防腐防水处理。

5.3 墙面整体防渗处理

使用铲刀和角磨机把化灌施工时墙面上残留的浆皮清理干净；喷水湿润砼墙表面确保表面潮湿但不得存在积水,墙面上涂刷水泥基渗透结晶防水材料2遍，每天用喷雾器喷水养护；待水泥基渗透结晶防水材料养护7d后，对整个墙面用角磨机进行打磨，打磨完成后用吹风机清理干净；涂刷界面剂时在干净的墙面上用滚筒将界面剂均匀滚涂，要求不漏点；涂刷环氧腻子待界面及干燥后，用刮板把腻子均匀涂刮到墙面上，要求施工后墙面平整不得有明显刮痕；

5.3.1 二次涂刷界面剂

待环氧腻子干燥后，用滚筒把界面剂均匀滚涂到墙面上。

5.3.2 天冬聚脲涂刷

界面剂表干时，即可进行聚脲涂刷，涂刷可分多遍进行，最终施工完成后涂料厚度为1mm±0.20mm。