化学灌浆在新疆达坂隧洞管片裂缝处理中的应用

2014-04-28马骋

水利建设与管理 2014年3期

马骋

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，乌鲁木齐 830000)

1 工程概况

新疆达坂隧洞为无压引水隧洞，洞线东西向布置，隧洞开挖采用TBM法进行施工，六边形预制混凝土管片衬砌，衬砌后内径为6.0m，管片宽1.6m，厚度28cm，由于隧洞属混凝土管片衬砌薄壁结构建筑物，通水后出现渗漏不仅会导致水量损失，洞周围围岩条件恶化，而且还会引发钢筋被锈蚀，混凝土保护层脱落、冻融等伤害，加速混凝土结构老化，使用寿命缩短。为了保证隧洞长期输水安全，恢复结构整体性，同时，提高管片的耐久性和抗渗性，需要对混凝土裂缝进行防渗补强处理。

2 裂缝现状及分析

安装管片由于受施工过程、预制工艺、开挖地质条件等因素影响，造成管片出现贯穿性裂缝，其裂缝多数呈压缝，裂缝宽度一般为0.1～0.5mm，局部最宽达0.6～1.5mm。裂缝长度大多数贯通1600mm板宽，少数裂缝只从一侧往板中心位置发展，其中有偏压作用的洞段已采取了固结灌浆、锚杆和钢支撑联合作用控制变形的措施，根据监测单位提供资料分析，目前已趋于稳定。其裂缝分布主要在两侧及顶部管片，主要为渗水裂缝、裂缝宽度≥0.15mm的干缝，以及裂缝宽度＜0.15mm的表层裂缝。

3 处理方案及工艺

3.1 灌浆材料及设备

渗水性裂缝选用HW水溶性聚氨酯灌浆料，其遇水膨胀，有堵水功效，具有黏度低、可灌性好、与混凝土黏接强度高、收缩性小等特点(性能详见表1)。

表1 HW灌浆材料的性能

对于大于0.15mm的干缝，选用具有较高强度及防渗特性的改性环氧化学灌浆材料，其黏度低，可灌性好，可渗入0.2mm混凝土裂缝和微细岩体内，其早期发热量低、无毒性、施工操作方便，是较理想的混凝土补强加固材料(性能详见表2)。

表2 改性环氧灌浆材料的性能

达坂隧洞裂缝处理主要使用设备见表3。

表3 裂缝处理主要设备表

3.2 缝宽≤0.15mm的干缝处理

对于≤0.15mm的静止微裂缝，采用表面涂刷的方法对裂缝进行封闭，具体工艺如下:

a.打磨基面:用装有钢丝刷头的打磨机打磨裂缝表面，清除表面浮灰、岩粉，其打磨宽度约3cm，然后用湿布擦拭打磨过的表面。当两条裂缝间的宽度小于20cm时，则连同一起处理。

b.清洗:待表面打磨后，用高压喷水把基面上的浮灰、岩粉清洗干净。

c.涂刷界面剂:待管片表面干燥后，涂刷界面剂，涂刷薄而均匀。

d.涂刷手刮聚脲:当界面剂指干后，在打磨范围内涂刷手刮聚脲，涂层厚度为1mm，宽度为20cm。为适应裂缝的变形，裂缝处涂层应适当加厚，且增加胎基布，涂层厚度为1.5mm，总宽度为5cm，边缘处涂层厚度不小于2.0mm。

e.养护:涂刷聚脲后，涂层需要养护3天，要求涂层不要受到浸泡。

3.3 渗水裂缝及缝宽≥0.15mm的干缝处理

渗水裂缝施工工艺:钻孔——洗孔——埋设灌浆管——灌注浆液——封孔——基面处理——清洗——涂刷界面剂——涂刷手刮聚脲——养护。

缝宽≥0.15mm的干缝施工工艺:钻孔——洗孔——埋设灌浆管——封闭裂缝——灌注浆液——封孔——基面处理——清洗——涂刷界面剂——涂刷手刮聚脲——养护。

3.3.1 灌浆孔的布设和钻孔

对于较深的裂缝，若采用化学灌浆时，需要钻孔。对于表面或表层不深的裂缝，化学灌浆时则采用环氧粘贴灌浆嘴灌注。应根据管片的厚度、裂缝的长度和深度，选择灌浆孔的孔径和孔深。当裂缝的缝隙不串通，应根据情况再补灌浆孔。在缝隙串通的情况下，孔距不宜过密，应尽量保证管片衬砌的完整性。在裂缝的交叉处、较宽处、端部以及裂缝贯穿处，都应埋设灌浆嘴，一条裂缝上必须有进浆嘴和出浆嘴(钻孔要求见表4)。