三、堵漏材料选择与实验处理方案确定后,堵漏材料的选用就是该方案的关键技术问题。化学阻渗塞应具备四个主要性能:一是具有膨胀性,保证阻渗塞塞紧塞牢;二是能适应伸缩缝反复开合变形,具有一定的弹性和柔韧性;三是能在水中快速凝固,不被渗流水冲蚀带走;四是固结体的抗渗性能满足设计防渗要求。根据这些要求,显然只有水溶性弹性聚氨酯材料可供选择,其他如水泥、环氧等干缩性材料均不合适。设计单位推荐采用DH-814聚氨酯快速堵漏胶基本符合设计提出的上述四种主要性能要求,且在葛洲坝工程以及本工程砼裂缝处理与堵漏施工中均采用过。
凝胶时间 几十秒~数十分钟固结全抗分流 0.3Mpa24小时不渗水
为了减少浆液流失降低造价,改进固结体质量,选取合适的凝胶时间,我们做了多次现场实验:一是确定凝胶时间,二是掺粘土粉试验,试验证明掺10~15%的粘土粉后所形成的复合材料,凝胶时间可缩短为15~20分钟,而且不沉淀,不离析,遇水后还可改善膨胀特性。通过上述试验准备,为堵漏灌浆顺利形成阻渗塞打下了良好基础。
四、钻孔灌浆工艺与施工化学阻渗塞是用普通钻孔灌浆工艺来实现的。
其施工工序:开孔→埋孔口管→钻孔→测斜→打捞孔底残留物→钻孔验收→注水试验→孔内电视→灌浆→检查→封孔等。孔斜率按要求达到孔深的1‰。11-12坝段横缝的灌1#与灌2#孔均钻到廊道顶部以上0.5m终孔,孔深40.5m,相应高程为42.5m,距建基面10.5m;10-11坝段横缝的灌1#与灌2#孔深入基岩0.7m,孔深52.7m.实际钻孔偏斜率<0.5‰,最大绝对偏差值仅2.5cm.钻孔边缘距横缝最小距离>5cm,造孔质量完全满足设计要求。钻孔验收后进行简易注水试验和孔内电视,了解漏水量大小和渗漏位置;根据渗漏量大小确定浆材的凝胶时间和备浆量。因灌浆孔是骑缝一次造孔,所以灌浆采用全孔自流式注入法,即把灌浆皮管插入孔底,以浆赶水,迂水固化;注浆时随着浆面的上升,提升皮管,始终保持皮管出口在浆面以下2~4m左右,让自由发泡区段与浆面同时上升,从而保证浆柱充填饱满密实和整体连续。为此,施工中采取了以下几条主要措施:考试大(www.Examda。com)
①灌浆前对机械设备进行检查维修保养,并用水试灌,在确无机械故障和管道畅通时,方可开灌;
②灌前作好材料凝胶时间试验工作。测定水温(一般在16oC左右)、气温(一般在30℃~35℃左右)等;检测粘土粉细度及计算配比;量具、量杯、泵称、搅拌器具等,准备齐全。
两条横缝共钻四个骑缝孔,造孔进尺186.4m.处理分两次进行,第一次是在2001年8-9月分别对两条横缝的下游侧的钻孔(2#)进行灌注。11~12坝段2#孔采用DH-814纯浆液灌注,10-11坝段2#孔采用DH-814掺10-15%粘土粉灌注。灌浆结束后15天,对11-12坝段2#打一斜穿灌2#孔的检查孔,孔径为Φ168mm,孔深20.50m,相应高程为62.50m,进行注水检查,注水率为116.5L/min,并对检查孔进行灌浆,浆材中掺入10%的粘土粉;灌浆结束3天后,又对检查孔扫孔,再次做简易注水试验,注水率为51L/min,接着进行复灌封孔。同时进行芯样观察:发泡区从上到下呈渐变状态,越下越密实,固化胶结越好,固化体刚性较大,浸水膨胀甚小。
第一次处理两个灌2#孔 ,灌浆进尺93.2m,灌入浆材7122kg.11-12坝段检1#孔深20.50m,灌入浆材1008kg.灌浆结束50天后,对缝面漏水量进行测定。
通过注水试验与灌后渗漏量变化观测,发现钻孔注水时,缝面张开,漏水量明显增大,灌浆时也是如此;待注水、灌浆结束若干天后,漏水量开始逐渐减少。原因可能是一方面坝体恢复弹性变形比较缓慢,缝面逐渐闭合有一时间过程,
由于库水温度较低,灌浆材料在孔内凝胶固化速度、凝固体膨胀速度较缓慢。
五、第二次处理2002年元月,由于温度下降,坝体、段缩,缝面断开,原缝面渗水最有所增加,11-12坝段漏量最大达到43 L/min.据分析,可能采用的DH814聚氨酯快速堵漏胶刚性较大,弹性不足,遇水膨胀性能较差,阻渗塞不能适应缝的伸缩变形的原因。因此,在2002年元月3日,对两个坝段1#孔改用华东勘测设计研究院生产的LW-Ⅱ型水溶性聚胺酯材料灌注,灌注工艺与原先的基本相同,灌后约10分钟,缝面基本停止漏水,取得了良好的堵漏效果。
注:实际灌浆处理时可能需要添加固化剂等助剂,性能指标略有变化。
六、结语
高坝洲水电站10-12坝段两条横缝漏水处理工作于2002年3月全部结束,经第一次处理渗漏量由原来的180L/min,减少到1 L/min以下。第二次处理后,已经基本不漏,防渗效果明显,选用渗缝化段阻渗塞方案是成功的。
采用骑缝孔处理大坝横缝漏水的方法,在其他工程已有先例,但由于高坝洲工程大坝漏水的横缝结构特殊,处理较为复杂,只有采用弹性较好的材料才能达到更好效果,采用LW-Ⅱ型水溶性聚氨酯材料处理大坝伸缩缝的渗漏比DH814聚氨酯快速堵漏胶更为合适。