沈镇伟

（浙江省水利水电勘测设计院，浙江杭州 310002）

1 工程概况

东坞水库位于丽水市松阳县叶村乡源口村附近，东坞水库所在河流为东坞源，系瓯江水系松阴溪的一条支流。水库是一座以灌溉为主、结合发电、防洪和供水等综合利用的中型水库。东坞水库坝址以上集雨面积29.0 km2，主河道长9.0 km，正常蓄水位206.0 m，相应库容1 470万m3，设计洪水位207.46 m（P=1%），校核洪水位207.98 m（P=0.05%），相应库容为1 610万m3。电站装机容量820 kW，设计年发电量201.8 kW·h，灌溉农田面积0.21万ha。枢纽主要建筑物包括拦河坝、溢洪道、放水洞、发电引水隧洞、电站以及灌溉渠道。

东坞水库已建成运行20多年，发挥着重要的作用。但随着运行年数的增加，主体工程存在着严重的安全问题，主要建筑物如拦河坝、溢洪道均存在安全隐患。发电隧洞的衬砌混凝土由于长期受到水流冲刷，洞壁出现大量混凝土疏松、脱落和裂缝，严重部位出现洞壁混凝土贯穿破损，造成大量渗漏水，混凝土大块脱落部位露出钢筋，钢筋严重锈蚀，水库已经不能正常运行。东坞水库安全鉴定后，根据专家意见，决定对隧洞内混凝土裂缝缺陷作补漏防渗处理。

2 处理方案的确定

根据水工混凝土建筑物的裂缝特性，国内外学者把裂缝分为死缝、活缝和增长缝等3种，针对以上3种裂缝需采用不同的修补方法。对死缝可用刚性材料来填充修补；对活缝应采用弹性材料修补，若采用刚性材料填充，修补就会失败，或在靠近修补部位出现新裂缝，一般对活缝的修补在引起活动的因素消除后再进行；对增长缝，首先必须消除引发裂缝的因素，否则修补后裂缝会继续出现。经对发电隧洞的结构进行分析，并观测了裂缝开裂与发展情况后，初步认为发电隧洞的裂缝属活裂缝，并有增长的可能性。

经过综合比较后，决定采用工艺较为成熟可靠的化学灌浆防渗处理，再用防渗砂浆进行表面覆盖的综合处理方案。

3 灌浆材料的选择

目前，国内灌浆材料可选范围比较广泛，常见的有水泥灌浆材料、普通环氧灌浆材料、弹性环氧灌浆材料、水溶性聚氨酯灌浆材料等。各种材料各有优缺点，水泥灌浆材料价格比较低，但可灌性差，同时材料本身缺乏抗侵蚀性，其耐久性差；环氧灌浆材料、非水溶性聚氨酯等化学灌浆材料，有的粘度比较大，进浆困难，浆液的扩散范围有限，同时都为收缩性材料，运行期间容易再出现渗漏问题，材料本身虽有比较高的粘结强度，但由于裂缝已经受到渗透水的侵蚀，对实现良好的粘结影响比较大。

通过灌浆把裂开的混凝土连接到一起比较难实现，比较现实的手段是通过灌浆填充裂缝，解决裂缝的渗漏、溶蚀问题。对于活性裂缝，所选灌浆材料要能适应裂缝的开合变化。裂缝的微小位移对于缝的开度来说将是很大的伸长和压缩变形，由于发电隧洞自身结构的不足，地应力的变化必然导致裂缝处于反复的拉压状态，加之隧洞洞壁长期受水流冲刷、温度变化等因素的影响，因此对发电隧洞裂缝的处理，除了防渗要求之外，还对结构补强也提出了一定的要求。为此，在材料选择上排除收缩性材料，而选择了具有一定弹性并有良好防渗性能的水溶性聚氨酯化学灌浆材料。

水溶性聚氨酯化学灌浆材料由杭州国电大坝安全工程有限公司研制，有HW水溶性聚氨酯化学灌浆材料和LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料2种，其浆液不遇水是稳定的，遇水后浆液中活泼的异氰酸酯基团立即与水发生化学反应，交联生成不溶于水的聚合体，达到堵漏、防渗、补强的目的。LW和HW型水溶性聚氨酯化学灌浆材料可以任意比例混合，配制成各种强度、弹性的灌浆材料，粘结强度可达到2 MPa，抗压强度可达到10～20 MPa，固结体遇水膨胀率可达到100%，因此具有以水止水及弹性止水的双重功能，同时，此浆液的游离异氰酸酯根含量低，施工时毒性小，施工后无毒。实际运用至今，没发现水质污染情况。LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料自上世纪70年代研制成功以来，先后在龙羊峡、葛洲坝、水口、新安江等水利水电工程施工中得到了成功应用。

4 防渗处理方案的实施

根据现场裂缝、缺陷实地调查数据及渗漏情况，决定对发现的所有裂缝、缺陷均作防渗处理。处理方案为先清理裂缝、缺陷→埋设灌浆嘴→灌注LW、HW水溶性聚氨酯化学灌浆材料，在裂缝及壁后形成一道纯聚氨酯固结体弹性防水层，作为第一道防渗措施→采用903聚合物砂浆填缝，表面封闭，作为第二道防渗措施。具体实施方案如下：

（1）清缝：仔细清理缝面杂物、浮尘等，以确定裂缝范围和走向，并做好标记；

（2）钻孔：沿缝以60°左右倾角打斜孔，孔深不小于20 cm，间距20～30 cm交叉插入灌浆管或止水针头，用快堵水泥封埋、封缝；

（3）压水洗缝：压水洗缝了解各孔之间串通情况，同时检查止封效果；

（4）灌浆：以0.2 MPa的压力灌注LW/HW水溶性化学灌浆材料，灌浆顺序由下而上。由于裂缝比较大，长期浸水，要求进浆量饱满，对于环形伸缩缝应整圈灌浆；

（5）凿除封缝材料：灌浆结束后，清理缝面，凿除临时封堵用的快堵水泥，为903聚合物乳液砂浆修补做预处理；

（6）根据说明书，配置903聚合物砂浆，用903聚合物砂浆封闭裂缝、缺陷，潮湿养护3～5 d，干燥养护7～10 d后即可投入使用。

5 结 语

东坞水库发电隧洞的裂缝渗漏处理以压水试验无进水为评定标准，防渗处理后最终施工评定为优良。发电隧洞自2010年7月份投入使用至今，经历了1个汛期的安全使用，未发现任何异常情况，可见用水溶性聚氨酯化学灌浆材料处理此类工况，特别对渗水、漏水裂缝具有较好的功效，说明此修补方案可行，修补效果良好。

渗漏对水工工程混凝土建筑物的危害很大，特别是裂缝所引起的渗漏，轻则加速老化病害的发生与发展，重则造成建筑物的破坏甚至失事，应该引起足够的重视。水工建筑物种类繁多，结构型式复杂多样，工作环境条件有很大差异，因此处理方案很难有统一的标准，在进行防渗加固处理之前，应针对建筑物自身的结构特点进行认真深入的分析，再确定具体的修补方案并选用适合的防渗材料，才能取得较好的处理效果。

[1]冯善彪，谭日升，毛善庆，等.化学灌浆技术[M].水利电力出版社，1980.