曹会利

摘 要：南水北调中线一期工程天津干线充水试验时发现箱涵4、5、6、7充水段渗漏偏大，根据排查和检测情况分析，伸缩缝或施工缝是渗漏问题的重点部位。经研究决定，对伸缩缝或施工缝阴湿部位和有析出物部位采用化学灌浆处理方案，不仅可以封闭渗漏通道还可以加固混凝土。经过灌浆处理后，箱涵局部伸缩缝化学灌浆防渗、加固效果明显。

关键词：改性环氧树脂；化学灌浆；施工技术

中图分类号：TV698 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）13-0141-02

1 工程简介

南水北调中线一期工程天津干线西起河北省保定市徐水县西黑山村，起点设计桩号为XW0+000，东至天津外环河西，终点设计桩号为XW155+206.667，全长155.352km，途径河北省保定市、廊坊市和天津市。天津干线的设计流量为50m3/s，加大流量为60m3/s。主要建设内容以钢筋混凝土输水箱涵为主，还包括检修闸、保水堰、倒虹吸、公路涵、分水口、通气孔等，箱涵工程全线采用3孔4.4×4.4m现浇钢筋混凝土箱涵自流有压输水。

在2014年3月天津干线充水试验中发现，箱涵4、5、6、7段渗水量较大（自上游西黑山进口闸至下游外环河出口闸共分为10个充水段）。因此为减少渗水量，保证箱涵长期运行安全，降低对环境影响的风险，进行渗漏处理是必要的。箱涵排水后，根据箱涵内、外部排查和检测情况，发现伸缩缝或施工缝是渗漏问题的重点部位。经方案论证，决定对伸缩缝或施工缝阴湿部位和有析出物部位进行化学灌浆处理。

2 灌浆施工

2.1 灌浆材料

本工程采用PSI-530低粘度改性环氧灌浆浆液，环氧树脂浆液分为A、B两组份，按重量比A：B=6：1配制。PSI-530改性环氧灌浆材料特性如下：

（1）具良好的浸润能力和高渗透性；浆液混合后初始粘度小；可灌性能好（能渗入0.01mm的裂缝）。

（2）浆材的配比可调，浆液可操作时间范围大，能采用通用的单液泵灌浆。

（3）水下固化性能好；与混凝土粘接性能好；固结体收缩率低；耐久性长。

（4）潮湿面附着力强；能在水下、潮湿、干燥的工况环境中均可进行施工。

（5）气味低；固结体无毒；具环保性。

由于用于饮用水输水箱涵，其环保性是首要的。经材料检验：样品浸提液对雌雄小白鼠急性经口LD50均大于20000mg/kg，属无毒级。另其粘度低，可灌性好，抗压强度高达40MPa以上，同混凝土的粘结强度高，大于混凝土本身的抗拉强度，并且有亲水性，对潮湿面的亲和力好，其主要性能指标如表1所示。

2.2 配浆

配浆计量设备为感量0.005g的电子秤，分别称取A、B两组份，然后将B组份缓缓倒入A组份中，边倒边搅拌，直至搅拌均匀为止。配浆及储浆容器不能与环氧树脂两组份及浆材发生反应。配浆时两组份称量要准确，称量误差不大于5%。

2.3 灌浆方案

根据设计通知，主要处理部位为伸缩缝或施工缝阴湿部位和有析出物部位，以及其他发现异常监理认为需要处理的部位。大多阴湿面为振捣不密实原因，采用灌浆处理，不仅可以封闭渗漏通道还可以加固混凝土。灌浆布孔，采用直孔方案，直孔垂直于混凝土面，距离伸缩缝不大于15cm，孔深至止水带，孔距40cm。

2.3.1 伸缩缝阴湿面处理

布孔范围为底板以上2.0m高范围及底板进行灌浆，阴湿面超出该范围时，增加灌浆范围。同时，施工缝向两侧增加两排加强的灌浆孔。阴湿伸缩缝灌浆孔沿伸缩缝两侧单排布置，孔位距伸缩缝间距15cm，每侧孔间距40cm，沿缝两侧呈三角形布置。

2.3.2 析出物部位处理

析出物部位进行单独灌浆，灌浆范围为析出物沿伸缩缝两侧0.5m范围内，孔位距伸缩缝间距15cm，每侧孔间距40cm。

2.4 化学灌浆技术

2.4.1 钻孔

采用电锤钻孔，垂直混凝土墙钻孔，孔径不小于Φ14mm，钻孔深度以钻至橡胶止水带为止。

2.4.2 清孔

钻孔达到深度后，采用空压机吹净孔内钻碴及粉尘；底板部位清孔，采用现场埋管后打水清洗；清理至孔内清洁无碴、无浮尘。

2.4.3 埋管

清孔结束后，下入灌浆嘴，预埋进浆管和排气管，管径为内径5mm的塑料管，采用快硬水泥将灌浆嘴压实固定、待凝。

預埋顶部灌浆孔时，排气管应深入孔底，灌浆管靠近孔口；预埋侧墙和底板灌浆孔时，灌浆管应伸入孔底，排气管靠近孔口。

2.4.4 埋管检查

灌浆管埋设后，灌浆前应对进浆管和排气管进行压风检查，如果发现进浆管或排气管有堵塞的情况，应钻开封孔快硬水泥，取出预埋灌浆管和排气管，重新清孔、预埋灌浆管和排气管。

2.4.5 灌浆

（1）灌浆顺序。灌浆采用纯压式，竖向伸缩缝灌浆应遵循由低孔向高孔的灌浆顺序，水平向伸缩缝灌浆遵循由一边向另一边推进的灌浆顺序。

（2）灌浆压力。灌浆压力采用0.3MPa，施工中应随时观察修正，最终压力的控制纪要保证浆液的灌入，又要防止由于过大导致川浆引起的聚硫胶大量开裂的漏浆现象。灌浆过程中应逐级提升灌浆压力。

（3）灌浆过程控制。将储浆桶放在电子秤上，记录下浆液重量，开泵，当浆液流至灌浆孔口时，记录浆液重量，前值减后值即是管路占浆；继续灌注，当浆液从排气孔出浆至纯浆时，记录浆液重量，减去前重，即为管路占浆，继续灌浆直到结束。

灌浆过程中，发现排气管不排气（浆），应拔除重新安装灌浆管和排气管，重新封孔；灌浆过程中，A：B=6：1的浆液操作时间应控制在8h，超过8h，如果浆液明显变稠，应更换新浆继续灌浆。

灌浆结束，用绑丝将灌浆管绑死，然后再卸压拆管，严禁先卸压后绑管。发现灌浆管捆绑不严产生渗浆时，应及时补浆。

（4）结束标准。根据设计要求，灌浆过程中达到设计灌浆压力，注入量小于0.01kg/min或聚硫胶开裂处漏浆即可结束该孔灌浆。

2.4.6 灌浆后的处理

灌浆后的处理：（1）割除灌浆管；（2）打磨灌浆孔口；（3）环氧胶泥封填；（4）清理表面漏浆；（5）恢复箱涵原貌。

灌浆结束后，应对孔口打磨深度1.0mm～2.0mm，然后用环氧胶泥抹平。如底板积水无法排除干净，也可采用M40砂浆处理，处理方法为：用电锤空心钻钻灌浆孔15mm～20mm深，割除灌浆管和排气管，将孔清洗干净后，用M40砂浆填实抹平即可。

2.5 施工过程中的特殊情况处理

（1）灌浆时，当遇到注入量超过300ml的灌浆孔，要及时向监理报告，分析原因并监理协商处理措施，一般可采取将浆液配比调为5：1，注入3.0kg后注入率不减小，采取间歇灌浆等措施进行处理。

（2）灌浆过程中，出现墙壁、裂缝、渗漏时，应采取降压措施，封堵后，再继续灌浆。

（3）配浆应遵循“少量、多次”的原则，一般每次配浆不多于5kg，如果工作面多，可根据实际情况、注浆量大小适当增加每次配浆量。

（4）认真做好灌浆施工过程中的观测和记录工作。灌浆记录应每3分钟读取一次浆液重量，并计入记录表。管路占浆、孔内占浆按要求读取，并计入记录表备注中。

（5）钻孔时，如遇到钢筋时需要另换孔位；遇到蜂窝面需要及时清渣并放慢钻进速度，防止破坏混凝土。灌浆完成后对注浆孔采用环氧胶泥封孔，钻孔表面与箱涵混凝土面平顺连接，确保钻孔部位不产生空蚀破坏。

3 压水试验

3.1 检查型式和部位

灌浆之后的检查采用钻孔压水的方法进行，采用灌浆泵压水方式。压力为0.15MPa，压力波动范围宜小于设计压力的20%。钻孔深度为灌浆孔深度的0.8倍。压入流量的稳定标准：在稳定的压力下每5分钟测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%时，试验即可结束，取最终值作为计算值。

按照每个施工标段，分別选取灌浆伸缩缝总量的5%进行抽检，抽检以灌浆量大的伸缩缝作为主要对象，在此基础上，再选取灌浆量大的部位或点，进行1组压水试验。

3.2 合格标准

合格标准为混凝土透水率小于0.1Lu。

3.3 封孔

压水试验结束，重新钻孔至原深度，并采用不低于C30的水泥砂浆进行封堵抹平。

4 结语

天津干线箱涵4、5、6、7段局部伸缩缝化学灌浆处理自2014年6月23日开灌至2014年7月25日灌浆结束。此次灌浆施工，压水试验抽检灌浆伸缩缝总量的5%，均符合设计要求。

天津干线第二次充水试验自2014年8月16日至9月12日完成水密性检测，通过第二次充水试验数据分析，区段水位降幅远小于第一次充水时段降幅，表明天津干线箱涵工程4、5、6、7段经过局部伸缩缝化学灌浆处理后工程防渗状态得到明显改善。

南水北调天津干线工程自2014年12月28日正式通水至今，经过3年多的平稳安全运行数据验证，箱涵局部伸缩缝化学灌浆防渗、加固效果明显。

参考文献

[1]《水工建筑物化学灌浆施工规范》DL/T5406-2010.

[2]《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》JC/T1041.

[3]孙亮.苏迎春.关于绿色灌浆技术和化学灌浆环保体系构建的思考[J].《中国建筑防水》，2016，（20）6-9.