周上梯，綦中跃，黄 楠，安 翼，左丰收

（北京市密云水库管理处，北京 101512）

1 隧洞概况

第九水厂引水隧洞位于密云水库九松山副坝以东约1 km处，是北京第九水厂二期取水工程，于1992年10月开工建设，1995年5月1日正式运用，设计最大日供水能力100万m3，设计供水保证率为97%。该隧洞为圆形压力隧洞，洞径3.5 m，洞长3 078 m，进口高程117.0 m，采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度25～60cm，局部加强段衬砌厚70～100 cm。在桩号2+695处设检修支洞，长 87 m，洞径2.5 m，衬砌厚度0.4 m，为圆形压力洞，出口高程106 m。

2 检修情况

密云水库是目前北京市唯一地表饮用水源地，该隧洞作为主要取水口，承担着极其重要的供水任务。根据《水库大坝安全管理条例》、《水库大坝安全鉴定办法》的要求，水库大坝（包括附属输泄水建筑物）每6～10年需进行安全检查，继2001年后，该隧洞于2009年6月18日再次进行停水检修，工期一个月。此次检修工作主要包括洞身混凝土衬砌检查检测、水工金属结构安全检测、进出口水工建筑物安全复核、进口岩塞段潜水检查及清淤、闸门防腐及水封更换等项目。以下重点对隧洞洞身情况进行分析和论述。

3 洞身检查检测情况分析

洞身检查检测工作于隧洞停水后开展，主要项目见表1。

3.1 裂缝

裂缝检查以普查为主，共发现混凝土裂缝345条。裂缝以环形或半环形为主，纵向裂缝相对较少，主要为施工冷缝，大部分裂缝部位有白色析出物和附着物。部分伸缩缝有渗水现象，接缝处有白色析出物和附着物，少部分伸缩缝冲蚀较重，需进行修补。结合普查结果对重点裂缝进行了宽度检测，检测结果表明，大部分裂缝宽度较小，对隧洞衬砌结构安全无影响。裂缝分布情况见表2。

表1 隧洞洞身检查检测项目分布表Table 1 :Items of the tunnel inspection

表2 隧洞裂缝检查情况统计Table 2 :Statistics of cracks on the tunnel

3.2 渗水点

主洞共发现渗水点130个，闸门区及渐变段存在少量渗水点，主洞拱顶位置的灌浆孔均有不同程度的漏水现象，其中个别漏水点呈喷射状，渗水点区域分布见图1。从图1可以看出，主要集中在桩号 0＋000～0＋500、0＋500～1＋000 及 1＋500～2＋000 三个区域，靠近出口段的渗水点很少。结合隧洞布置情况和工程地质条件，分析原因主要有以下两点：一是进口段离水库较近，受库水位压力作用影响明显；二是桩号 1＋500～2＋000段存在 F1 断层，岩层裂隙发育，地下水存在渗漏通道。

图1 引水隧洞渗水点分布图Fig.1 Distribution of the seepage points on the tunnel

3.3 析出物成分分析

洞身析出物较多，主要分布在洞顶和洞壁上，其中洞顶析出物呈块状分布，洞壁析出物则呈带状，沿洞壁顺直向下直至洞底。析出物颜色有三种，白色为主，黑色其次，另有少量呈红色。分别取以上三种颜色试样进行化学成分分析，检测结果表明，析出物主要成分为碳酸钙，其次为铝酸三钙，另有少量的氧化铁。根据地质资料，隧洞所在山体无碳酸岩，因此析出物主要来自衬砌混凝土，析出物颜色不同是因为，白色为新鲜析出物，黑色为老旧析出物受水流冲刷所致，红色则为析出物夹杂洞底底泥造成。

3.4 混凝土表面剥蚀

主要检测混凝土表面剥蚀深度、剥蚀面积，确定剥蚀等级。现场检测结果表明：闸门井、支洞段混凝土基本没有剥蚀破坏发生；主洞混凝土总体外观和整体质量较好，只有少数部分存在剥蚀现象，其中进口渐变段混凝土存在多处露筋部位（非受力主筋）；此外，主洞桩号 0＋370～0＋460 和 0＋580～0＋590段有多处露筋现象，所露钢筋均为环向分布。

3.5 混凝土碳化和钢筋锈蚀

主要检测引水隧洞主洞、支洞、闸门井等部位混凝土的碳化深度、钢筋锈蚀状况，从检测结果分析，主洞及支洞混凝土衬砌碳化程度较小，为2.0～4.0 mm，泄槽段及闸室段碳化值为 3.5～4.5 mm。引水隧洞混凝土标号为200号，抗渗要求为S6，混凝土较致密，衬砌结构长期浸于水中，使其碳化深度较小，低于钢筋保护层厚度，不会引起钢筋锈蚀。与2001年检测结果进行比较，混凝土碳化深度没有明显的增加，2009年与2001年碳化情况对比见表3。

表3 混凝土碳化深度情况统计Table 3 :Statistics of concrete carbonization depth

钢筋锈蚀检测发现进口渐变段有部分露筋区域 （非受力主筋）， 同时主洞桩号0＋370～0＋460和0＋580～0＋590存在多处环向钢筋外露，除以上露筋部位外，未见明显锈蚀。结合碳化检测结果和隧洞混凝土外观检查，判断洞身钢筋总体较好。

3.6 混凝土强度

主洞衬砌抽检频率为每300 m抽取一段进行回弹检测，同时对闸门井、渐变段、支洞衬砌进行回弹检测。检测结果如表4所示。

检测结果表明，隧洞衬砌、闸门井胸墙、渐变段混凝土的回弹平均强度及推定值均达到或高于设计强度指标（混凝土标号200号），引水隧洞各混凝土建筑结构整体质量较好。

表4 混凝土强度回弹检测统计表Table 4 :Result of the rebound strength testing of the concrete

4 工程处理措施

根据隧洞洞身检查检测结果，采取了相应的工程处理措施。对洞身衬砌用高压水枪进行全面清理，凿除表层析出物，并对渗水点及有析出物部位做好详细记录。对渗漏集中部位，先采用临时堵漏，再高压灌注水溶性聚氨酯，然后抹10 mm厚的SPC聚合物水泥砂浆。对渗漏严重的伸缩缝，首先进行灌浆止水，然后对伸缩缝两侧混凝土进行修补处理，再嵌填BW橡胶膨胀止水条，表层用聚合物水泥砂浆填平。整个工程共计完成洞身冲洗清理2 939 m，渗水点堵漏70处，伸缩缝修补100 m。堵漏情况见表5。

表5 隧洞洞身主要渗漏点处理分布表Table5 :Distributionoftheseepagepointsonthetunnelandtreatment

4.1 灌浆处理工艺

选用LW水溶性聚氨酯进行灌浆处理。该材料具有较强的防渗堵漏能力，亲水性好，遇水反应，具有二次扩散能力，特别适合于动水情况。材料毒性和刺激性都非常小，对人体和环境不会产生不良影响。

具体施工工艺如下。

（1）钻孔：根据裂缝走向、渗漏状况布设钻孔，钻孔间距控制在30～40 cm左右，采用电锤打斜孔，钻孔直径14 mm，深度30～40 cm，钻孔应穿越缝面，采用压力水(0.3～0.4 MPa)清理干净钻孔内的尘土。

（2）安装灌浆嘴：将灌浆嘴安装在钻孔内拧紧，使灌浆嘴与钻孔之间无空隙，防止漏水漏浆。

（3）洗缝：用高压水（6 MPa）向灌浆嘴内注入一定量的清洁水，使缝内保持湿润，裂缝内部通畅。

（4）灌浆：灌浆从下至上或从一端向另一端逐孔依次进行。为了保证浆液在裂缝内充分扩散和充填，灌浆压力控制在10～11 MPa范围内，由低向高逐渐上升，直至灌浆结束。记录有关技术参数，主要包括灌浆压力、灌浆量等。

（5）灌浆结束标准：当相邻灌浆嘴出浆或裂缝表面出浆时，保持压力3～5 min即可结束本孔灌浆。

（6）表面处理：灌浆结束7 d后，去除灌浆嘴，将混凝土表面清理干净。

4.2 SPC聚合物砂浆封堵

对上述渗漏较严重的部位，在灌浆止水后，采用SPC聚合物水泥砂浆进行防渗抹面处理，砂浆厚度10 mm左右。对渗漏较严重的伸缩缝，将原缝两侧混凝土凿除约20～30 mm，深50 mm，采用SPC聚合物砂浆进行修补处理，再嵌填20×30 mmBW橡胶膨胀止水条，表层采用20～30 mm聚合物砂浆封堵。

主要施工工艺如下。

（1）基础处理：采用人工凿毛或打磨工艺对渗漏较严重的部位、伸缩缝两侧混凝土进行处理，将表面的疏松、风化、剥蚀层清理至坚硬、牢固、新鲜的混凝土基面。用高压水将混凝土表面冲洗干净。

（2）抹面施工：充分湿润混凝土表面，均匀涂刷一道SPC界面剂，抹SPC聚合物砂浆，抹面厚度10 mm左右。

（3）养护：抹面后潮湿养护 3 d。

（4）刮涂SPC聚合物涂层：潮湿养护结束后，刮涂一道SPC聚合物涂层。

（5）嵌填BW止水条：对修整后的伸缩缝嵌填BW止水条，表层再用20～30 mm聚合物砂浆封堵。

5 结论与建议

结合洞身检查情况及对比分析结果，对存在问题部位采取了工程处理措施，渗水点堵漏效果良好。对伸缩缝进行了修补处理，其它附属设施检查、检测、复核结果均正常，表明隧洞总体安全，可以正常供水。考虑到隧洞的重要性，在今后的运行维护中，应建立更加完备的工程技术档案，形成系统的检修资料，以便下次检修时参照和对比。

[1]北京市水利规划设计研究院.2009年密云水库第九水厂引水隧洞停水检修技术方案[R].2009.

[2]北京市水利科学研究所.北京市第九水厂引水隧洞2009年停水检修混凝土及钢管段检测报告[R].2009.

[3]北京市密云水库管理处.密云水库工程技术手册[S].2009.

[4]水利部.水库大坝安全鉴定办法[S].2003.