堵漏施工化学灌浆技术在水库大坝防渗中的应用
一、 工程概况
细磷河水库位于黑龙江省鹤岗市北，细磷河下游干流上 距鹤岗市35km，控制流域面积564km2，是鹤岗市煤矿集团的最 大水源地，水库的主 要功能是向鹤岗煤矿供水。大坝坝型为浆 砌石重力坝，最大库容3300万m3，细磷河水库属中型水库。细磷 河水库大坝全长345m，分为20个坝段，每 个坝段长15～20m，其 中挡水坝段14个，全长240m，溢流坝段6个，全长105m。最大坝 高20m，大坝基础为花岗岩，建基面高程135m，处 于弱风化岩的 上部。岩石呈块状，节理发育。
水库大坝于1989年工程竣工后，坝体漏水非常严重，因此 于1989年进行了水 泥灌浆处理，处理效果较好。但随着运行年 限的增加，溢流坝渗漏逐渐增多、游离钙大量析出，导致伸缩缝 再次严重漏水。2007年对细磷河坝体巡视检查时 发现，水库坝 体廊道内的渗漏情况进一步恶化，廊道内的混凝土表层游离钙 析出面积不断扩大，廊道内出现多处渗漏，并形成连续漏水处 12～13、 13～14、14～15坝段伸缩缝处廊道顶部漏水量都达到 0.16m3/h，特别是14坝段中间处也出现了渗漏情况。同时，溢流 坝下游侧由于渗漏造成 了混凝土表层剥蚀并形成深沟，溢流面 在冬季还出现多处冰凌现象。
二、设计方案
鉴于大坝漏水对大坝 造成的严重损害，为避免漏水的加剧 和危及大坝安全；延长大坝的使用寿命，对大坝坝体进行防渗 处理，采用水泥帷幕灌浆，使大坝坝体形成防渗帷幕。对于廊 道 内帷幕灌浆不能处理的部位，如施工缝渗漏、伸缩缝渗漏、混凝 土面的点渗、蜂窝麻面等，采用化学灌浆和聚合物砂浆等材料 配合相应的施工工艺进行处 理。
三、化学灌浆方法
（一）渗漏分类
1．点渗：渗水从一个点渗出，且渗水部位不连续。
2．表面裂缝渗漏。根据裂缝的危害性，结合具体处理措 施，对裂缝进行分类如下： I类裂缝：龟裂缝，平面缝长L<300cm，表现为龟裂或细微规 则性裂缝。
II类裂缝： II－1类裂缝：表面（浅层）裂缝，缝深30cm≤h<100cm，平面 缝长300cm≤L<500cm。
II－2类裂缝：表面（深层）裂缝，缝深100cm≤h<500cm，平 面缝长L≥500cm。
3．伸缩缝渗漏：溢流坝坝段之间的伸缩缝渗漏。
（二）化学灌浆材料
1．LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料。具有良好的亲水性 能，水既是稀释剂，又是固化剂。浆液遇水后先分散乳化，进而 凝胶固结。可在潮湿或者涌水情况下进行灌浆，对水质适应性 强，在pH为3～13的水中均能固化。
2．SBR聚合物水泥砂浆。SBR聚合物水泥砂浆以SBR聚合 物乳液和水泥作为胶结料来胶结骨料，是一种有机和无机复合 的材料，既具有水泥砂浆较强的物理力学性能，又具有高分子 材料粘结强度高、适应变形能力强等特点。
3．HK-96系列增厚型环氧涂料。HK-96增厚涂料是一种 新型的、性能优越的系列涂料，可用于混凝土的防水、补强或金 属表面的防腐处理。961用于干燥面，强度增长快；962用于潮湿 面；963为水下涂料。本次采用962型。
4．SPC聚合物水泥砂浆：它是以丙烯酸酯及VEA树脂为 主要基料，掺加特种表面活性剂、增塑剂、消泡剂等原料配制合 成为高分子聚合物乳液（称为SPC聚合物乳液），再掺到普通水 泥砂浆中形成的一种新型复合材料。
（三）施工工艺
根据裂缝的不同类型，其处理措施分为点渗处理、Ⅰ类裂 缝处理、Ⅱ类裂缝处理、及伸缩缝处理等。
1．点渗处理方法：采用表面封堵，预埋灌浆管化学灌浆。 表面清理后，采用力顿堵漏王封堵，埋设灌浆管，封闭缝面后用 手揿式灌浆泵灌注LW水溶性聚氨酯灌浆材料进行防渗堵漏处 理。
2． Ⅰ类裂缝处理方法：表面清理：用高压水枪进行冲洗或 钢丝刷刷洗，除去表面浮灰、水泥浮浆、油垢等至表面微毛，然 后用水充分浸透基层混凝土，不得用酸 洗。涂刷面应做到毛、 潮、净。 涂刷防水材料：裂缝两侧各0.25m、缝两端各延伸0.50m的 范围涂刷HK-962增厚环氧涂料。
3． Ⅱ类裂缝处理方法：对于Ⅱ类裂缝，Ⅱ-1型浅层裂缝采 用骑缝贴嘴化学灌浆或沿裂缝两侧斜孔化学灌浆处理方法。骑 缝贴嘴化学灌浆，先将裂缝表面进行清 理、凿除，钻孔、安装灌 浆嘴，进行化学灌浆；也可延两侧打斜孔直接灌浆。钻孔间距一 般20～50cm，具体尺寸可视现场实际渗漏情况适当调整。 Ⅱ -2型深层裂缝采用斜孔化学灌浆处理方法。钻孔间距一 般40～100cm，具体尺寸可视现场实际渗漏情况适当调整。
4．伸缩 缝处理方法：伸缩缝的渗漏采用先表面封堵处理 后进行斜孔化学灌浆处理的方法。 该方案的特点是具有三层防水措施，主要采用了SR或GB 塑性止水材料、 聚氨酯化学浆液和SPC聚合物水泥砂浆。塑性止 水材料抗拉强度较高，可承受较高的内水压力；聚氨酯化学浆 液能充填混凝土内部缝隙及蜂窝；聚合物水泥砂 浆具有较高的 抗压、抗拉强度，较高的黏结强度和抗冲刷能力，用于裂缝表面 的保护。
处理方法为：沿伸缩缝，视实际情况凿宽 8～10cm、深8～ 12cm左右的“V”形槽，表面清洗干净。 堵漏材料封堵：基面需要牢固、干净，按粉料∶水=1∶ 0.28～0.35快速搅拌成 均匀的腻子，搅拌时间不得超过3分钟， 否则会失效，材料凝结后不得加水再用。搅拌均匀，稍硬后塞入 渗水口挤实。
水工止水胶 条：封堵后，随即下入GB胶条。 SPC聚合物砂浆回填：按水泥∶中砂∶SPC乳液∶水=1∶ （2～3）∶0.4∶0.1（重量比）配制，采用人工拌合 方式进行拌和。 聚合物砂浆界面剂：按水泥∶SPC乳液=1∶（0.8～1.2）涂 抹。潮湿养护7天，自然养护28天即可。
化 学灌浆：先将配好的化学浆液倒入罐内，根据不同的部 位采用不同的灌浆设备将浆液注入缝中，经3～10min，使聚氨 酯化学灌浆材料能充分在混凝土缝隙 中扩散和胶凝，待浆液从 邻近的灌浆嘴（缝隙）里冒出后，即可停止。然后用同样方法，依 次灌注第二、第三……直到最后一个。当灌到最后一个灌浆嘴 时， 应适当加大压力迸浆。迸浆期间应观察是否还在进浆。灌浆 顺序一般由下而上，由深到浅。灌浆压力视裂缝开度、吸浆量、 工程结构情况而定（一般不低于 0.6MPa）。灌浆结束标准以不吸 浆为原则，如果吸浆率小于0.01升/分钟，应维持3分钟左右，可 作为结束标准，停止灌浆。
5． 蜂窝、麻面处理。对于裂缝化学灌浆渗出浆液凝固后， 进行表面凿除，混凝土表面的蜂窝、麻面等可采用SBR聚合物 砂浆或力顿水泥进行局部薄层修补。 利 用钢丝刷和清水将基面清理干净，清除表面松动的砼； 按配比拌合聚合物砂浆；将聚合物砂浆抹在要处理的部位上， 潮湿养护。表面涂刷HK-962增厚环氧 涂料。
四、质量控制技术要点
（一）钻孔 使用电锤等钻孔工具沿裂缝两侧进行钻孔，钻头直径为 14mm，钻孔角度在45°～60°之间，钻孔穿透裂缝，一般超过 10～20cm。
（二）灌浆材料 化学灌浆采用LW水溶性聚氨酯灌浆材料。
（三）化学灌浆主要工艺流程和技术参数
1．清缝：钻孔完成后采用高压水清理表面裂缝（水压0.20MPa， 以下同），保证裂缝清晰可见，缝口无充填物。
2．注水：干燥的钻孔，钻孔完毕将冲洗枪头与灌浆嘴连 好，采用高压水灌注，孔内达到饱和状态。
3． 灌浆：进行化学灌浆时，坝体混凝土温度应达到接缝灌 浆温度，结构表面以内3m范围可适当提高，浆液温度应根据选 定的灌浆材料确定，浆液温度应有利于延 长其凝结时间、降低 浆液粘度，并不得高于20℃。灌浆压力结构缝或缝宽大于0.5mm 的较宽裂缝采用0.5MPa，缝宽小于0.5mm细裂缝宜采用高 压灌 浆（压力大于1.0MPa或在保证不对原混凝土结构产生劈裂破坏 情况下尽量采用较大压力）。灌浆压力应逐级升级至设计压力 值。灌浆顺序按“由里 及表，自下而上，由一端至另一端”的原则 有序进行，以单孔或多孔并灌的进浆方式进行，灌浆压力不得 超过设计压力，灌浆结束标准为孔内不吸浆后结 束。 对于先期已经埋设了灌浆管的仓面裂缝，应先通过预埋管 对裂缝进行化学灌浆，再进行斜孔裂缝的化学灌浆。
4．嵌填及表面处理：裂缝灌浆完成3d后，除去缝隙外溢材 料进行表面处理。
（四）灌浆效果检查
化学灌浆结束7天后，对裂缝表面进行外观检查，或采用压 水试验的方法进行灌浆质量检查，压水检查压力0.2MPa，合格 标准为：透水率不大于1.0Lu。
五、结语
1．经过化灌处理后，廊道内的渗漏状况全部消失，防渗效 果显著，达到了预期目的。
2．水库坝体廊道内的施工缝、伸缩缝渗漏处理的最佳季 节是在一、二月份，即建筑物温度最低时，伸缩缝处于最大渗漏 量。化学灌浆会达到最佳防渗效果。
3．灌浆工艺流程比较重要，施工中应严格遵循“从下至 上，从一边至另一边”的基本原则。
4．施工要选好化灌材料，化灌材料的好坏是影响施工质 量的关键因素。化灌材料应避免受冻受潮，防止暴晒，贮存在 5℃以上阴凉通风处。聚合物水泥砂浆要随配随用，防止聚合物 砂浆性能下降。
5．必须保证连续稳定的灌浆压力。稳定的灌浆压力是保 证浆液能否使裂缝充填饱满的关键。
6．裂缝灌浆时应通过有效措施把孔中及缝面的水气排 出，提高可灌性。采用在孔中埋双管或在裂缝的缝口处埋排气 嘴的方法可有效地排除裂缝中的水和气。
