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中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0136-01
工程简介：菏泽市苏泗庄引黄闸位于山东菏泽鄄城县临濮镇，闸轴线位于黄堤桩号240+000处，南临菏泽牡丹区，北靠旧城灌区，东接郓城县。始建于1960年，改建于1978年，为钢筋混凝土箱式涵洞结构，由移动式启闭机启闭，共6孔，设计引水流量为50 m3/s，最大引水流量为100 m3/s，设计灌溉面积50万亩，实际灌溉面积80万亩。肩负着苏泗庄灌区农田灌溉及鄄城雷泽水库的供水任务。
出险原因：本次除险主要包括闸前铺盖与闸底板间、闸室与洞身之间等处因长期工作出现裂缝等。水闸洞室混凝土为满足抗冲耐磨要求，一般混凝土设计标号高、水泥用量大，即使采用低温混凝土浇筑，最高温度一般也超过了允许标准。在洞室混凝土浇筑形成后，结构混凝土由于受到内外温差所引起的温度应力，产生不均匀收缩而出现裂缝；在使用过程中由于不均匀沉陷，也易出现分缝出填料损坏而出现裂缝渗水，特别是在地下水位较高的洞室会出现以垂直于水流方向的环向有一定水压渗水裂缝。在处理这类渗水裂缝的过程中采用了高渗透改性环氧浆材，灌浆施工工艺采用打斜孔埋管和无损贴嘴灌浆，裂缝处理的效果满足设计的质量要求。
一、裂缝处理化学浆材的选择
化学浆材选择应掌握的原则：一是浆材的可灌性，所选化学浆材必须能够灌入裂缝，充填饱满，灌入后能凝结固化，以达到补强和防渗加固的目的；二是浆材的耐久性，所选用材料在使用环境条件下性能稳定，不易起化学变化，并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度，不易脱开，对于一些活动裂缝和不稳定裂缝要特别注意这条原则。水闸洞室混凝土裂缝的特点是：裂缝开度较小、外水压力大、浆液较难灌入，一般处理要求既要满足补强又要防渗堵漏，灌浆材料一般采用高渗透改性环氧浆材。我们在渗水裂缝处理过程中采用了EAA、CW、LPL三种高渗透改性环氧浆材。
二、 打斜孔埋管法处理渗水裂缝
1.工艺流程
裂缝清洗→钻斜孔→清孔、埋管→表面封缝→通风检查→浆液配制→注浆→封孔处理→待凝检查→表面处理
2.重要工艺技术要求
（1）裂缝清洗：对缝面用高压水进行清洗，直至清晰地露出裂缝为止；
（2）钻孔：在裂缝中心线10～15cm两侧钻斜孔，孔徑18mm，孔距40cm，深浅孔交替布置，浅孔深25～30 cm，倾角约50°，深孔孔深40～45cm，倾角约70
（3）清孔、埋管：用高压水将孔清洗干净，每孔分上下两层埋设两根注浆管，一进一出，下层管径为8 mm，埋至距孔底5cm，为主注浆管；上层管径为8mm，埋入孔内10cm左右，为排水排气回浆管，埋管材料用速凝水泥。
（4）表面封缝：用玻璃丝布或堵漏灵剂进行封堵，应保证封闭密闭可靠。
（5）通风检查：待埋管材料有一定的强度后，在裂缝和管口处涂少量肥皂水，采用0.2MPa的风压进行通风检查，对于盲孔应在附近重新打孔埋管。
（6）浆液配制：根据灌前压丙酮试验的漏量大小配制浆液，配浆时将固化剂、表面活性剂缓慢注入EAA（或CW）主液中，边注入边搅拌，保持浆液在25℃以下，以提高浆材的可灌性。
（7）化学灌浆
注浆方式：灌前单孔压丙酮量≥10ml者应单孔灌注，漏量<10ml者则可多孔灌注；灌注过程中若有串漏孔，可在排出积水和稀浆后进行并灌，灌浆应由下而上进行。
注浆方法：先灌深孔，从下层进浆管开始注浆，待上层回浆管排出孔内水、气后，封闭回浆管。根据吸浆量情况逐步升至设计压力，当吸浆率小于1ml/min时，应保持压力延续灌注30min即可扎管待凝。4～5h后检查注浆效果，对管口不饱满的胶管进行第二次注浆直至饱满。
灌浆压力：开灌压力0.4MPa，当吸浆率小于5ml/min时，逐渐加压至0.5～0.6MPa，二次注浆孔压力可提高至0.8MPa。
注浆过程监控：加强结构的抬动变形监测，如出现异常应及时降压并采取相应措施。
（8）质量检查：裂缝化学灌浆结束14 d后采用压水和钻孔取芯相结合的方法进行。
检查孔压水：采用单点法压水，压力0.5MPa，孔径28，孔深30cm，合格标准透水率q≤0.1Lu。
钻孔取芯：孔径89mm，孔深浅于灌浆孔10cm，粘接强度应达到设计要求。
3.打斜孔埋管法施工存在的缺点
（1）温度裂缝走向是个曲面，在混凝土内的走向复杂，一般从钢筋边通过，钻孔时易碰到钢筋，造成的“废”孔较多，对原混凝土结构的整体性造成损坏。
（2）钻孔时的微细粉尘难于有效清出，粉尘易堵塞灌浆通道，浆液难以进入缝面，降低化灌质量。
（3）渗水缝中不能有效地赶水，浆液和水混合影响环氧灌浆材料的固化；也不能满足浆液“从宽处往窄处灌浆最有利”的原则；一旦发现“死孔”无法及时采取补救措施。
（4）施工工序较多，施工工艺繁琐，管容、孔容大，浪费浆材（据统计孔容占58%以上）；灌后的裂缝复灌量较大，且需多次复灌，增加了资金投入。
三、无损贴嘴法处理渗水裂缝
1.工艺流程
注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。
2.重要工艺技术要求
（1）注浆嘴加工。在外径为6 mm、长度大于6cm的铜管一端焊上边长为3～4cm、厚度为1.5mm左右的方形铁片，铁片中间开直径等于铜管外径的进浆孔，铁片周边钻排列规则的小孔。
（2）打磨：采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20cm的宽度，除去混凝土表面杂物，以免注浆嘴的粘贴及封缝效果。
（3）冲洗：是贴嘴法施工最重要的工序，用高压冲毛机沿裂缝开口向两边冲洗，以保证缝口敞开无杂物。 （4）裂缝描述：用刻度放大镜测量裂缝宽度，并对裂缝走向及缝长进行描述，用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。
（5）贴嘴：根据裂缝描述进行注浆嘴的布置。规则裂缝缝宽小于0.3mm时按间距20cm布嘴，缝宽大于0.3mm时按间距30cm布嘴；不规则裂缝的交叉点及端部均布置注浆嘴。将ECH-Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上，贴嘴时用定位针穿过进浆管，对准缝口插上，然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针，定位针未粘附胶认定注浆嘴粘贴合格。
（6）封缝：贴嘴3h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住，2h后用碘钨灯将混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹一遍；待干后刮抹一层ECH-Ⅱ型粘胶；当不粘手时再刮抹ECH-Ⅲ型面胶三遍，待ECH-Ⅲ型面胶基本固化后，用堵漏灵加固形成中间高，两边低的伞形封盖
（7）压风检查：封缝完成并养护2h后即可进行压风检查各孔的贯通情况，压风压力<0.25MPa；对于不串通的孔应查明原因进行和处理。
（8）灌浆：采用多点同步灌注方式，从下至上，从宽至窄，逐步推进，采用Lily CD-15双组分注射泵灌注LPL浆材，施工中采用稳压慢灌，每孔纯灌时间不少于90min，以保证灌浆质量。灌浆压力见表2。
表2 裂缝宽度与灌浆压力关系
（9）注浆嘴的清除：灌浆结束48 h后铲除注浆嘴，混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。
（10）质量检查及验收：灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7 d后进行。
压水检查：现场布骑缝孔，冲击钻造孔（孔径18～20mm、孔深10～15cm）后，采用单点法压水，压水检查压力为0.3MPa。合格标准：压水检查透水率q≤0.1Lu。
钻孔取芯：取芯直径89mm，并进行岩芯鉴定、描述，绘制钻孔柱状图。
3.无损贴嘴法的工艺特点
不破坏混凝土的整体性，適合薄型结构的裂缝处理。
（2）由于从缝的表面进行打磨冲洗，可避免微细粉尘对灌浆的影响，从缝口进浆可灌性得到了保证。
（3）使“以浆赶水”，多点依序同步灌浆成为可能。
（4）贴嘴封缝、采用多点同步灌浆的无损灌浆工艺，可在不破坏混凝土结构的条件下极大地提高可灌性，裂缝的灌入深度也能满足要求，加上使用低黏度、低收缩的化灌浆材，达到了“堵水、保护钢筋、恢复结构的整体性”的效果。
（5）工艺简单、复灌率低，节约昂贵的化学浆材，降低了成本，加快了施工进度。
工程简介：菏泽市苏泗庄引黄闸位于山东菏泽鄄城县临濮镇，闸轴线位于黄堤桩号240+000处，南临菏泽牡丹区，北靠旧城灌区，东接郓城县。始建于1960年，改建于1978年，为钢筋混凝土箱式涵洞结构，由移动式启闭机启闭，共6孔，设计引水流量为50 m3/s，最大引水流量为100 m3/s，设计灌溉面积50万亩，实际灌溉面积80万亩。肩负着苏泗庄灌区农田灌溉及鄄城雷泽水库的供水任务。
出险原因：本次除险主要包括闸前铺盖与闸底板间、闸室与洞身之间等处因长期工作出现裂缝等。水闸洞室混凝土为满足抗冲耐磨要求，一般混凝土设计标号高、水泥用量大，即使采用低温混凝土浇筑，最高温度一般也超过了允许标准。在洞室混凝土浇筑形成后，结构混凝土由于受到内外温差所引起的温度应力，产生不均匀收缩而出现裂缝；在使用过程中由于不均匀沉陷，也易出现分缝出填料损坏而出现裂缝渗水，特别是在地下水位较高的洞室会出现以垂直于水流方向的环向有一定水压渗水裂缝。在处理这类渗水裂缝的过程中采用了高渗透改性环氧浆材，灌浆施工工艺采用打斜孔埋管和无损贴嘴灌浆，裂缝处理的效果满足设计的质量要求。
一、裂缝处理化学浆材的选择
化学浆材选择应掌握的原则：一是浆材的可灌性，所选化学浆材必须能够灌入裂缝，充填饱满，灌入后能凝结固化，以达到补强和防渗加固的目的；二是浆材的耐久性，所选用材料在使用环境条件下性能稳定，不易起化学变化，并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度，不易脱开，对于一些活动裂缝和不稳定裂缝要特别注意这条原则。水闸洞室混凝土裂缝的特点是：裂缝开度较小、外水压力大、浆液较难灌入，一般处理要求既要满足补强又要防渗堵漏，灌浆材料一般采用高渗透改性环氧浆材。我们在渗水裂缝处理过程中采用了EAA、CW、LPL三种高渗透改性环氧浆材。
二、 打斜孔埋管法处理渗水裂缝
1.工艺流程
裂缝清洗→钻斜孔→清孔、埋管→表面封缝→通风检查→浆液配制→注浆→封孔处理→待凝检查→表面处理
2.重要工艺技术要求
（1）裂缝清洗：对缝面用高压水进行清洗，直至清晰地露出裂缝为止；
（2）钻孔：在裂缝中心线10～15cm两侧钻斜孔，孔徑18mm，孔距40cm，深浅孔交替布置，浅孔深25～30 cm，倾角约50°，深孔孔深40～45cm，倾角约70
（3）清孔、埋管：用高压水将孔清洗干净，每孔分上下两层埋设两根注浆管，一进一出，下层管径为8 mm，埋至距孔底5cm，为主注浆管；上层管径为8mm，埋入孔内10cm左右，为排水排气回浆管，埋管材料用速凝水泥。
（4）表面封缝：用玻璃丝布或堵漏灵剂进行封堵，应保证封闭密闭可靠。
（5）通风检查：待埋管材料有一定的强度后，在裂缝和管口处涂少量肥皂水，采用0.2MPa的风压进行通风检查，对于盲孔应在附近重新打孔埋管。
（6）浆液配制：根据灌前压丙酮试验的漏量大小配制浆液，配浆时将固化剂、表面活性剂缓慢注入EAA（或CW）主液中，边注入边搅拌，保持浆液在25℃以下，以提高浆材的可灌性。
（7）化学灌浆
注浆方式：灌前单孔压丙酮量≥10ml者应单孔灌注，漏量<10ml者则可多孔灌注；灌注过程中若有串漏孔，可在排出积水和稀浆后进行并灌，灌浆应由下而上进行。
注浆方法：先灌深孔，从下层进浆管开始注浆，待上层回浆管排出孔内水、气后，封闭回浆管。根据吸浆量情况逐步升至设计压力，当吸浆率小于1ml/min时，应保持压力延续灌注30min即可扎管待凝。4～5h后检查注浆效果，对管口不饱满的胶管进行第二次注浆直至饱满。
灌浆压力：开灌压力0.4MPa，当吸浆率小于5ml/min时，逐渐加压至0.5～0.6MPa，二次注浆孔压力可提高至0.8MPa。
注浆过程监控：加强结构的抬动变形监测，如出现异常应及时降压并采取相应措施。
（8）质量检查：裂缝化学灌浆结束14 d后采用压水和钻孔取芯相结合的方法进行。
检查孔压水：采用单点法压水，压力0.5MPa，孔径28，孔深30cm，合格标准透水率q≤0.1Lu。
钻孔取芯：孔径89mm，孔深浅于灌浆孔10cm，粘接强度应达到设计要求。
3.打斜孔埋管法施工存在的缺点
（1）温度裂缝走向是个曲面，在混凝土内的走向复杂，一般从钢筋边通过，钻孔时易碰到钢筋，造成的“废”孔较多，对原混凝土结构的整体性造成损坏。
（2）钻孔时的微细粉尘难于有效清出，粉尘易堵塞灌浆通道，浆液难以进入缝面，降低化灌质量。
（3）渗水缝中不能有效地赶水，浆液和水混合影响环氧灌浆材料的固化；也不能满足浆液“从宽处往窄处灌浆最有利”的原则；一旦发现“死孔”无法及时采取补救措施。
（4）施工工序较多，施工工艺繁琐，管容、孔容大，浪费浆材（据统计孔容占58%以上）；灌后的裂缝复灌量较大，且需多次复灌，增加了资金投入。
三、无损贴嘴法处理渗水裂缝
1.工艺流程
注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。
2.重要工艺技术要求
（1）注浆嘴加工。在外径为6 mm、长度大于6cm的铜管一端焊上边长为3～4cm、厚度为1.5mm左右的方形铁片，铁片中间开直径等于铜管外径的进浆孔，铁片周边钻排列规则的小孔。
（2）打磨：采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20cm的宽度，除去混凝土表面杂物，以免注浆嘴的粘贴及封缝效果。
（3）冲洗：是贴嘴法施工最重要的工序，用高压冲毛机沿裂缝开口向两边冲洗，以保证缝口敞开无杂物。 （4）裂缝描述：用刻度放大镜测量裂缝宽度，并对裂缝走向及缝长进行描述，用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。
（5）贴嘴：根据裂缝描述进行注浆嘴的布置。规则裂缝缝宽小于0.3mm时按间距20cm布嘴，缝宽大于0.3mm时按间距30cm布嘴；不规则裂缝的交叉点及端部均布置注浆嘴。将ECH-Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上，贴嘴时用定位针穿过进浆管，对准缝口插上，然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针，定位针未粘附胶认定注浆嘴粘贴合格。
（6）封缝：贴嘴3h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住，2h后用碘钨灯将混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹一遍；待干后刮抹一层ECH-Ⅱ型粘胶；当不粘手时再刮抹ECH-Ⅲ型面胶三遍，待ECH-Ⅲ型面胶基本固化后，用堵漏灵加固形成中间高，两边低的伞形封盖
（7）压风检查：封缝完成并养护2h后即可进行压风检查各孔的贯通情况，压风压力<0.25MPa；对于不串通的孔应查明原因进行和处理。
（8）灌浆：采用多点同步灌注方式，从下至上，从宽至窄，逐步推进，采用Lily CD-15双组分注射泵灌注LPL浆材，施工中采用稳压慢灌，每孔纯灌时间不少于90min，以保证灌浆质量。灌浆压力见表2。
表2 裂缝宽度与灌浆压力关系
（9）注浆嘴的清除：灌浆结束48 h后铲除注浆嘴，混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。
（10）质量检查及验收：灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7 d后进行。
压水检查：现场布骑缝孔，冲击钻造孔（孔径18～20mm、孔深10～15cm）后，采用单点法压水，压水检查压力为0.3MPa。合格标准：压水检查透水率q≤0.1Lu。
钻孔取芯：取芯直径89mm，并进行岩芯鉴定、描述，绘制钻孔柱状图。
3.无损贴嘴法的工艺特点
不破坏混凝土的整体性，適合薄型结构的裂缝处理。
（2）由于从缝的表面进行打磨冲洗，可避免微细粉尘对灌浆的影响，从缝口进浆可灌性得到了保证。
（3）使“以浆赶水”，多点依序同步灌浆成为可能。
（4）贴嘴封缝、采用多点同步灌浆的无损灌浆工艺，可在不破坏混凝土结构的条件下极大地提高可灌性，裂缝的灌入深度也能满足要求，加上使用低黏度、低收缩的化灌浆材，达到了“堵水、保护钢筋、恢复结构的整体性”的效果。
（5）工艺简单、复灌率低，节约昂贵的化学浆材，降低了成本，加快了施工进度。