论文部分内容阅读
【摘 要】 某排涝泵站工程土方回填后穿堤涵箱内侧渗水，采用HW水溶性聚氨脂肪化学灌浆，效果明显，本文从该工程穿堤涵箱侧墙渗水成因分析、处理方案选择、HW水溶性聚氨脂肪化学灌浆材料性能及工作机理、施工工艺等方面对采用水溶性聚氨酯灌浆技术处理穿堤涵箱混凝土渗水进行了阐述，为水利工程混凝土有压渗水情况下采用HW水溶性聚氨脂肪化学灌浆堵渗补强提供参考。
【关键词】 穿堤涵箱；LW水溶性聚氨酯；化学灌浆；亲水性；弹性体
1 穿堤涵箱侧墙混凝土渗水的成因分析
某排涝泵站工程穿堤涵箱共有8节，为壁厚500mm，孔径2500mm×2500mm的双孔钢筋混凝土结构，全部完成后，经全面检查，混凝土外观较好，没有发现蜂窝麻面，并通过了隐蔽工程验收，然后进行了基坑回填和大堤堤身回填，土方回填严格按照规范规定和设计要求进行。然而土方回填完成一段时间后，发现上游数第四节涵箱左侧侧墙内侧数处出现渗水潮湿，业主单位组织参建单位进行座谈，翻阅施工记录，经分析，混凝土墙体渗水的原因主要有：
<1>该节涵箱侧墙浇筑时气温较高，为便于操作，调整了混凝土拌和用水量，使水灰比增大；
<2>混凝土运输距离较远，混凝土入仓时出现离淅泌水，导致混凝土有分层现象；
<3>振捣可能存在过振现象。
2 方案选择
由于穿堤涵箱外侧基坑和大堤土方回填已全部完成，从涵箱外侧处理已不可能，因此只有选择从涵箱内侧灌浆的处理方案。经检查，墙体渗水量不大，墙体不存在明显的孔洞和缝隙，不宜采用超细水泥等可灌性较差的浆液进行补强灌浆，也不宜采用环氧树脂等只适用于干燥环境的灌浆材料。经多次咨询有关专家，最终选用HW水溶性聚氨脂化学灌浆材料。
3 HW水溶性聚氨脂化学灌浆材料性能及工作机理
<1>浆液组成：HW水溶性聚氨脂是由多异氰酸酯与多羟荃化合物在一定的条件下经过反应制成的予聚体。
<2>浆液特点
①具有良好的亲水性，水是固化剂，浆液遇水反应凝固。
②浆液粘度低，可灌性好，其固结体有较好的弹性。
③能与Lw混渗，所得固结体性介与二者之间。
④对水质适性强，在PH=3～13之间可以固化。
<3>主要性能指标
①粘度（25，mpas）40～70。
②容度1.10，粘结强度mpa，干燥≥2.5，饱和面干≥2.1。
③抗压试验：Mpa屈服强度≥10，破坏强度≥20。
<4>适用范围：稳定型缝隙的防渗堵漏，补强加固。
<5>工作机理
首先，HW水溶性聚氨脂是一种亲水性材料，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，粘度低，并且具有很好的可灌性，在灌浆压力大于渗水压力时，只要水能渗透的缝隙，浆液都能灌到。
当HW水溶性聚氨脂灌浆材料在压力作用下进入缝隙，迅速与裂缝中存留的水或水汽—水溶性聚胺脂催化媒介结合，即刻产生化学反应并膨胀，在很短的时间内形成密实的弹性胶凝体，堵塞裂缝，既可达到防渗的目的，又能达到一定的补强作用。HW水溶性聚氨脂与水结合后，初始膨胀率能够达到100%～300%，形成胶体后第一次膨胀消失，但具有很好的弹性，成为稳定的类似止水橡皮的弹性体。
4 施工工艺
<1>钻孔、孔口安装、洗孔、压（注）水
根据渗水区域的范围和渗水量大小，按间距300mm、排距300mm梅花形布置灌浆孔，孔径15mm，孔深取墙体厚度的4/5，该工程穿堤涵箱侧墙厚500mm，灌浆孔深度为400mm，成孔采用15mm金钢石钻具钻孔。由于孔内有水渗出，无法采用环氧树脂埋置灌浆嘴，宜采用玻璃水快干水泥固定灌浆嘴，待强度达到灌浆压力要求后，采用风水联合脉动冲洗灌浆孔，将孔底和粘附在孔壁、渗水缝隙内的岩粉及其他充填物冲出孔外，冲洗压力是灌浆压力的80%，本工程冲洗压力为0.2Mpa，保持回水澄清30min后结束洗孔作业。
<2>灌浆施工工艺
灌浆由下排孔开始，灌浆过程中，保持工作压力在0.1～0.3Mpa，如相邻孔口出现串孔现象，应关闭相邻孔口控制阀，当灌到最后一个灌浆嘴时，应当加大工作压力迸浆。灌浆期间应观察是否还在进浆，灌浆结束标准以不吸浆为原则，如果吸浆率小于0.01L/min，维持至少10min，关闭孔口控制阀，停止灌浆。灌浆时要求进浆均匀，计量准确，记录详细无误。所有灌浆孔全部灌注完成后，观察墙面渗水情况，如24h后墙面仍有渗水，可进行补灌，如无渗水，灌浆完成。
<3>异常情况处理
①灌浆时加强各部位观察工作，如出现跑、冒、漏、串、溢浆现象，采取以下措施：一是采用降低灌浆工作压力、减慢进浆速率，表面封堵等相结合的方法进行快速处理，并继续灌注；二是在降压灌注的同时，采用干稠状快干水泥浆封堵漏浆部位；三是从外部向漏浆处注射固化剂，促其速凝。
②对于表面无法封堵的部位，采用间接法灌注，间接时间应不大于4小时。
③因故中断灌浆超过4小时，应在继续灌注时观察进浆速
率的变化，如进浆速率低于中断前太多或不进浆时，可加大灌浆工作压力，仍不能恢复或接近中断前进浆速率，应停止灌浆，可用丙酮等稀释剂进行洗孔或扫孔、钻孔重灌。
④对邻近“收水”渗漏点未能使浆液排出的部位，在主灌
区域灌浆结束后，对其进行反灌，以确保全部渗水区域灌浆处理效果。
<4>孔口处理
对于有外观要求的建筑物，在灌浆前必须采取表面保护措施，防止浆液污染建筑物墙面；在灌浆达到预期效果24小时后，凿除灌浆嘴、封缝胶及墙面其他残留物，用聚合物水泥砂浆修补找平墙面，现场所有施工残留物清理干静等待验收。
<5>施工记录
在灌浆施工过程中，对墙面渗水部位、灌浆孔布置、孔深、灌浆工作压力、灌浆时间、进浆量进行详细记录，形成档案资料，与主体工程资料统一归档。
5 效果评价
该泵站穿堤涵箱上游数第四节左侧侧墙渗水经HW水溶性
聚氨脂化学灌浆处理后，墙面湿迹全部消除，并在之后数月内多种条件下观察不再出现渗水现象，处理效果十分明显。
6 验收
墙体渗水质量缺陷处理结束后，经多种条件下观察，效果明显，可由建设单位组织有关单位对其进行验收，目前，这类灌浆尚无统一验收标准，只要经参验人员检查处理效果，认为能够满足设计要求，施工记录资料齐全，可以定为合格，所在部位单元工程可重新评定质量等级。
7 结语
水利工程施工中，产生混凝土墙体渗水的原因是复杂多样的，与工程设计、工程施工、自然与人为的多种因素相关，还有其他不确定因素的影响。处理类似的工程质量通病，还要考虑水工建筑物的特点，其魅力在于不断探索未知，分析原因、解决问题，具有较大挑战性。
参考文献：
[1]水溶性聚氨酯灌漿技术在船闸混凝土裂缝处理中的应用.高立军，张静岩，于佳国-《黑龙江水利科技》，2006年第3期
【关键词】 穿堤涵箱；LW水溶性聚氨酯；化学灌浆；亲水性；弹性体
1 穿堤涵箱侧墙混凝土渗水的成因分析
某排涝泵站工程穿堤涵箱共有8节，为壁厚500mm，孔径2500mm×2500mm的双孔钢筋混凝土结构，全部完成后，经全面检查，混凝土外观较好，没有发现蜂窝麻面，并通过了隐蔽工程验收，然后进行了基坑回填和大堤堤身回填，土方回填严格按照规范规定和设计要求进行。然而土方回填完成一段时间后，发现上游数第四节涵箱左侧侧墙内侧数处出现渗水潮湿，业主单位组织参建单位进行座谈，翻阅施工记录，经分析，混凝土墙体渗水的原因主要有：
<1>该节涵箱侧墙浇筑时气温较高，为便于操作，调整了混凝土拌和用水量，使水灰比增大；
<2>混凝土运输距离较远，混凝土入仓时出现离淅泌水，导致混凝土有分层现象；
<3>振捣可能存在过振现象。
2 方案选择
由于穿堤涵箱外侧基坑和大堤土方回填已全部完成，从涵箱外侧处理已不可能，因此只有选择从涵箱内侧灌浆的处理方案。经检查，墙体渗水量不大，墙体不存在明显的孔洞和缝隙，不宜采用超细水泥等可灌性较差的浆液进行补强灌浆，也不宜采用环氧树脂等只适用于干燥环境的灌浆材料。经多次咨询有关专家，最终选用HW水溶性聚氨脂化学灌浆材料。
3 HW水溶性聚氨脂化学灌浆材料性能及工作机理
<1>浆液组成：HW水溶性聚氨脂是由多异氰酸酯与多羟荃化合物在一定的条件下经过反应制成的予聚体。
<2>浆液特点
①具有良好的亲水性，水是固化剂，浆液遇水反应凝固。
②浆液粘度低，可灌性好，其固结体有较好的弹性。
③能与Lw混渗，所得固结体性介与二者之间。
④对水质适性强，在PH=3～13之间可以固化。
<3>主要性能指标
①粘度（25，mpas）40～70。
②容度1.10，粘结强度mpa，干燥≥2.5，饱和面干≥2.1。
③抗压试验：Mpa屈服强度≥10，破坏强度≥20。
<4>适用范围：稳定型缝隙的防渗堵漏，补强加固。
<5>工作机理
首先，HW水溶性聚氨脂是一种亲水性材料，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，粘度低，并且具有很好的可灌性，在灌浆压力大于渗水压力时，只要水能渗透的缝隙，浆液都能灌到。
当HW水溶性聚氨脂灌浆材料在压力作用下进入缝隙，迅速与裂缝中存留的水或水汽—水溶性聚胺脂催化媒介结合，即刻产生化学反应并膨胀，在很短的时间内形成密实的弹性胶凝体，堵塞裂缝，既可达到防渗的目的，又能达到一定的补强作用。HW水溶性聚氨脂与水结合后，初始膨胀率能够达到100%～300%，形成胶体后第一次膨胀消失，但具有很好的弹性，成为稳定的类似止水橡皮的弹性体。
4 施工工艺
<1>钻孔、孔口安装、洗孔、压（注）水
根据渗水区域的范围和渗水量大小，按间距300mm、排距300mm梅花形布置灌浆孔，孔径15mm，孔深取墙体厚度的4/5，该工程穿堤涵箱侧墙厚500mm，灌浆孔深度为400mm，成孔采用15mm金钢石钻具钻孔。由于孔内有水渗出，无法采用环氧树脂埋置灌浆嘴，宜采用玻璃水快干水泥固定灌浆嘴，待强度达到灌浆压力要求后，采用风水联合脉动冲洗灌浆孔，将孔底和粘附在孔壁、渗水缝隙内的岩粉及其他充填物冲出孔外，冲洗压力是灌浆压力的80%，本工程冲洗压力为0.2Mpa，保持回水澄清30min后结束洗孔作业。
<2>灌浆施工工艺
灌浆由下排孔开始，灌浆过程中，保持工作压力在0.1～0.3Mpa，如相邻孔口出现串孔现象，应关闭相邻孔口控制阀，当灌到最后一个灌浆嘴时，应当加大工作压力迸浆。灌浆期间应观察是否还在进浆，灌浆结束标准以不吸浆为原则，如果吸浆率小于0.01L/min，维持至少10min，关闭孔口控制阀，停止灌浆。灌浆时要求进浆均匀，计量准确，记录详细无误。所有灌浆孔全部灌注完成后，观察墙面渗水情况，如24h后墙面仍有渗水，可进行补灌，如无渗水，灌浆完成。
<3>异常情况处理
①灌浆时加强各部位观察工作，如出现跑、冒、漏、串、溢浆现象，采取以下措施：一是采用降低灌浆工作压力、减慢进浆速率，表面封堵等相结合的方法进行快速处理，并继续灌注；二是在降压灌注的同时，采用干稠状快干水泥浆封堵漏浆部位；三是从外部向漏浆处注射固化剂，促其速凝。
②对于表面无法封堵的部位，采用间接法灌注，间接时间应不大于4小时。
③因故中断灌浆超过4小时，应在继续灌注时观察进浆速
率的变化，如进浆速率低于中断前太多或不进浆时，可加大灌浆工作压力，仍不能恢复或接近中断前进浆速率，应停止灌浆，可用丙酮等稀释剂进行洗孔或扫孔、钻孔重灌。
④对邻近“收水”渗漏点未能使浆液排出的部位，在主灌
区域灌浆结束后，对其进行反灌，以确保全部渗水区域灌浆处理效果。
<4>孔口处理
对于有外观要求的建筑物，在灌浆前必须采取表面保护措施，防止浆液污染建筑物墙面；在灌浆达到预期效果24小时后，凿除灌浆嘴、封缝胶及墙面其他残留物，用聚合物水泥砂浆修补找平墙面，现场所有施工残留物清理干静等待验收。
<5>施工记录
在灌浆施工过程中，对墙面渗水部位、灌浆孔布置、孔深、灌浆工作压力、灌浆时间、进浆量进行详细记录，形成档案资料，与主体工程资料统一归档。
5 效果评价
该泵站穿堤涵箱上游数第四节左侧侧墙渗水经HW水溶性
聚氨脂化学灌浆处理后，墙面湿迹全部消除，并在之后数月内多种条件下观察不再出现渗水现象，处理效果十分明显。
6 验收
墙体渗水质量缺陷处理结束后，经多种条件下观察，效果明显，可由建设单位组织有关单位对其进行验收，目前，这类灌浆尚无统一验收标准，只要经参验人员检查处理效果，认为能够满足设计要求，施工记录资料齐全，可以定为合格，所在部位单元工程可重新评定质量等级。
7 结语
水利工程施工中，产生混凝土墙体渗水的原因是复杂多样的，与工程设计、工程施工、自然与人为的多种因素相关，还有其他不确定因素的影响。处理类似的工程质量通病，还要考虑水工建筑物的特点，其魅力在于不断探索未知，分析原因、解决问题，具有较大挑战性。
参考文献：
[1]水溶性聚氨酯灌漿技术在船闸混凝土裂缝处理中的应用.高立军，张静岩，于佳国-《黑龙江水利科技》，2006年第3期