大坝横缝渗漏水处理

摘　要：本文通过工程实例介绍分水江大坝横缝渗漏水的基本情况、处理方案、施工材料、施工工艺及处理效果，该处理方案对类似工程有借鉴作用。
关键词：分水江大坝；横缝；化学灌浆；LW材料

1概况
我国已建有数万座水电站大坝，混凝土大坝在施工及运行过程中会产生许多缺陷，横缝漏水问题在水电站大坝中较为常见，渗漏水处理通常在渗漏水部位对其进行截断渗水途径、封闭与改变渗漏水逸出点的处理方法，处理效果往往不甚理想，在对上游面进行封闭处理无法实现且不改变工程使用功能的情况下，寻求一种既经济又合理的施工方案显得十分必要。
分水江水利枢纽工程位于浙江省桐庐县分水镇上游五里亭。该工程以防洪为主，兼顾发电、灌溉、供水、旅游和改善水环境等综合效益。拦河坝为混凝土重力坝，最大坝高40.0m，坝顶高程为52.0m，水库正常蓄水位为45.0m，坝顶长268.5m，厂房位于溢流坝左侧，与溢流坝段相邻，工程于2005年4月底蓄水。
水库水位蓄至▽40m高程后，厂房1＃机组段右侧山墙▽39.6m高程存在渗漏水现象，基础灌浆廊道1＃机段与溢流坝段间横缝有一股渗水，主要由桩号0＋84m横缝内渗出，漏水量为70L/min，同时厂房侧墙湿润，多处有滴水现象，后经在基础灌浆廊道向横缝钻排水孔，引排水孔漏水呈喷射状，厂房内墙面渗漏水情况有所改善，随库水位升高，厂房1＃机段右侧山墙排水孔与墙面渗水量加大，影响厂房正常运行。
2渗漏水原因分析
水库蓄水前，厂房墙面并未渗漏；水库蓄水后，横缝出现了较大渗漏水，1＃机段右侧墙面多处产生渗水现象，经向横缝钻孔引排，排水孔漏水量呈现喷射状，墙面渗水量有所下降。随库水位增加，渗水量继续增加，说明该渗漏水与库水位相关性良好，而与下游尾水相关性不大。结合大坝施工单位相关资料，判断该渗漏水主要是大坝横缝原止水失效所致。
3处理方案
水库已蓄水，且该横缝上游侧有一导墙，对横缝进行上游面处理条件不具备。厂房坝段位于溢流坝段左侧，坝段间横缝止水结构由1.2mm厚铜止水片和652橡胶止水片组成，两道止水片间距50cm。该止水设置包括横缝立面止水和底部水平止水，坝体混凝土浇筑时，每3m对横缝垂直度进行控制，横缝自上而下基本铅直。
根据对渗漏原因的分析和以往同类项目的处理经验，我们提出了以下处理方案：在横缝两道止水片中间骑缝钻灌浆孔、孔内灌注LW水溶性聚氨酯，重设一道止水，充分利用LW化学灌浆材料遇水膨胀的性能。
4施工工艺与要求
施工工艺流程：孔位定位放样→钻孔→洗孔→孔口封闭→墨水检查→吹气→灌浆→封孔。详细工艺要求如下：
（1）钻孔定位放样：孔位位于横缝上游侧二道止水片之间，孔中心线与铜止水片及橡胶止水片的距离分别为30cm、20cm；
（2）钻孔：孔径Ф110mm，孔底穿过横缝底部止水铜片至基岩50cm，高程▽12.00m。钻孔方向垂直于坝顶面。钻孔要求：严格控制精度，随时调整钻孔方向，确保钻孔始终骑横缝；
（3）洗孔：用高压水对钻孔进行冲洗，将孔底和粘附在孔壁、横缝内的岩粉及其他充填物冲出孔外；
（4）孔口封闭：埋管（进浆管伸至灌浆孔底、出浆管留至灌浆孔上部），孔口封闭，确保灌浆时不漏浆；
（5）墨水检查：压墨水对横缝进行检查，检查廊道内该横缝渗漏水颜色的变化，判断横缝漏水情况与止水设施的相关性；
（6）灌浆：灌浆时先压入适量丙酮，再压浆液，采用大流量灌浆泵。浆液充满钻孔后适当加大灌浆压力，要求纯LW浆液充满钻孔及两止水片间横缝，灌浆压力控制在孔口压力为0.3MPa左右；
（7）封孔：待浆液固化后，除掉孔口处封闭物，对灌浆孔进行封闭。
5灌浆材料性能
根据处理方案对材料性能要求，选用LW水溶性聚氨酯作为灌浆主材。LW水溶性聚氨酯是一种亲水性材料，遇水后先分散、乳化进而固化，固化时间在几秒至十几分钟内可调，固结体遇水膨胀，可达原体1倍以上，而且有重复变形能力，永久变形为零，耐老化性能优异，浆液固结后，无毒性反应，可用于潮湿面甚至带水条件下的防渗堵漏处理，LW的主要性能指标如下。
LW化学灌浆材料性能指标
项 目 指 标
粘 度（mPa.S） 190±30
凝 胶 时 间 几分～几十分可调
与混凝土粘结强度（MPa） 潮湿表面 >0.8
干燥表面 >1.0
抗拉强度（MPa） >2.1
伸 长 率（%） 100～150
包 水 量（%） >2000
遇水膨胀倍数（%） 50～150

6施工情况
钻孔过程随时调整孔斜，确保钻孔基本铅直，同时观察回水情况并取芯验证钻孔骑缝情况。所取芯样始终骑缝，缝中夹有约2cm厚的泡沫板；孔深为设计要求40m，钻孔过程中未击穿上下二道止水。孔底已穿水平止水铜片。钻孔结束后，用孔内压力为0.2MPa左右的压力进行洗孔；
根据工艺要求埋管封孔（进浆管伸至距灌浆孔底约15cm处、出浆管留至灌浆孔口附近），压墨水检查，压墨水同时在厂房1＃机组段右侧17.0m高程引排孔处观察，压墨水12min后引排水孔漏水量加大，15min后有墨水流出，说明止水片有漏水点且渗流量较大，止水片漏水是横缝漏水主因。灌浆时先压入200kg丙酮置换孔内水，接着灌LW浆液，灌浆时采用大流量灌浆泵，根据现场灌浆情况掺入适量固化剂等，当灌浆量在1000kg时坝顶孔口回浆管开始出浆，随后关闭回浆管提高孔内灌浆压力，孔口压力保持0.3MPa持续向孔内注浆，随时间推移进浆量逐渐减少，最终灌浆量为1250kg；
待浆液固结后，清除孔口封闭材料，孔口用弹性密封胶填孔。
7处理效果
处理前厂房1＃机组段右侧17.0m高程引排水孔漏水量为70L/min，墙面湿润，多处出现渗水；处理后对应排水孔漏水量降至0.65L/min，降幅为99%。厂房墙面已基本干燥。本次处理效果明显，达到了预期目的。