煤矿井下防水堵漏注浆泵(水溶性聚氨酯灌浆材料用于水电站永久缝渗漏治理)

Posted 2023-06-02

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煤矿井下防水堵漏注浆泵(水溶性聚氨酯灌浆材料用于水电站永久缝渗漏治理)

黄河某水电站坝左厂房坝段自混凝土浇筑以来，多条混凝土永久缝存在渗水、漏水现象，造成厂房机组运行层、电缆夹层、技术供水层等多处作业面积水较多，严重影响水电站的运行。采用水溶性聚氨酯灌浆材料，对永久缝进行骑缝造孔、化学灌浆处理，施工后检修、渗漏排水泵启动次数和运行时间有效缩短，表明化灌设计方案选择合理，现场施工处理措施得当。

01.

工程概况

黄河某水电站位于青海省循化县境内的黄河干流上，是黄河上游龙羊峡至刘家峡河段水电规划中的第10个梯级电站，距上游苏只水电站9 km，水库末端与苏只水电站尾水衔接；下游距循化县城5 km，距下游积石峡水电站35 km，坝址距西宁公路159 km。该水库主体由电站厂房、泄洪闸、土石坝及开关站等组成，其主要任务是发电，兼顾下游少量灌溉、供水等能效利用。水库具日调节性能，正常蓄水位1 880.5 m，库容5 900万m3，电站总装机容量225 MW，多年平均发电量8.654亿kW·h，额定水头为16 m。

2018年4月底巡视检查中发现，该水电站坝左厂房坝段5条混凝土永久缝存在不同程度的渗漏水现象，个别部位渗水量较大，且随着库区水位抬升，渗漏量明显增大。2018年12月经现场研究论证，为保证电站安全、稳定的运行，决定对该5条混凝土永久缝通过化学灌浆的方式解决渗漏水问题。

02.

化灌方案

由于施工原因及混凝土收缩等因素，坝左 0+095.20 永久缝附近排水孔存在射水现象，说明厂房永久缝出现了渗水情况，根据缝隙特点，对永久缝实施两道止水中间骑缝钻孔化学灌浆。

化学灌浆共需布置5个孔，在两道止水中间骑缝钻孔。该方案存在两个施工环节，为垂直孔造孔和化灌操作，在坝下0+013.00桩号，厂房坝段桩号坝左0+000.00、0+037.10、0+073.20、0+095.20及0+115.20永久缝位置的止水铜片与止水胶带之间设置灌浆孔，灌浆孔跨永久缝布置，均从坝顶处钻孔，钻孔深度从坝顶至距离水平橡胶止水50 cm高程范围，开口孔径110 mm、终孔孔径75 mm。

03.

选材与施工技术

▲化灌材料技术要求

根据该水电站渗漏水状况，经论证决定采用止水性能优异的LW 水溶性聚氨酯化学灌浆材料混合液，该材料主要特点包括：

1）浆液遇水后自行分散、乳化、发泡，形成不透水的弹性胶状固结体，其延伸性、弹性、抗渗性、耐低温性能良好，并具有优异的止水性能，主要技术指标见表1。

2）与水混合后黏度小、可灌性好，固结体在水中浸泡无害、无毒、无污染。

3）浆液遇水反应形成弹性固结体的同时会释放 CO2，借助气体压力，浆液可进一步压进结构的空隙，使多孔性结构或地层能完全被充填密实，形成二次渗透的效应。

4）浆液的膨胀性好、包水量大，具有良好的亲水性和可灌性，同时浆液的黏度、固化速度可根据需要灵活调节。

表1 LW水溶性聚氨酯灌浆材料技术指标

▲主要施工技术要求

工艺流程：坝顶钻孔→埋管→压水检查→廊道查漏、封堵预埋孔管→坝顶灌浆→廊道钻斜孔→廊道压水→坝后查漏、封堵封缝→廊道灌浆→坝后钻斜孔→坝后压水检查→查漏、堵漏→灌浆→渗漏位置点补灌。

◆灌浆骑缝孔需按倒垂孔的精度要求进行钻孔，在钻孔前应复核确定永久缝的垂直度。为准确判断钻孔是否沿缝面造孔，要求造孔时全孔取芯，取出的混凝土芯均需有缝方可继续钻进，钻孔时孔斜≤20 mm（坝左右方向）、≤50 mm（坝上下游方向）。

◆骑缝钻孔完成后需及时检查，并根据孔内钻孔录像确定渗水位置、测量钻孔深度，自上而下冲洗钻孔，清除孔内残留粉末。

◆ 坝顶骑缝钻孔化学灌浆，自坝顶用地质钻机沿橡胶止水和铜止水间骑缝钻孔至设计高程，孔内低压灌注聚氨酯浆液，该材料在孔内固化后形成一道弹性固结体防渗止水，同时在灌浆压力作用下，沿渗漏通道扩散填充结构缝周围不密实混凝土。

◆ 灌浆过程中必须严格控制灌浆压力和缝面增开度（≤0.3 mm），灌浆时应对灌浆部位设置临时变形监测点，以便即时监测。灌浆压力通过现场灌浆试验成果确定，并根据变形监测情况与灌浆效果进行调整，灌浆时宜先小后大、缓慢进浆，最大压力控制值见表 2。灌浆从上至下分段进行，段长可按 6~8 m 为一段灌浆，当结构面吸浆量≤0.2 L/min 时，再继续灌注15 min后结束灌浆。

表2 最大灌浆压力表

◆在灌浆时，需对门机轨道设置临时抬动变形监测点，确保门机轨道不出现抬动。

▲化灌前后检修、渗漏排水分析

表3所示为3台检修排水泵和3台渗漏排水泵在化灌前后的启动次数与运行时间对比。经检修、渗漏排水分析：厂房在化灌前检修排水泵月均启动90 次、运行时间29 h，渗漏排水泵月均启动389 次、运行时间124 h；随着化灌开始，检修、渗漏排水泵启动次数和运行时间逐渐缩短，化灌后检修排水泵月均启动次数33 次、运行时间9.8 h，渗漏排水泵月均启动次数101 次，运行时间30 h。经折算，化灌前检修排水泵平均8 h启动1次，化灌后平均21.8 h启动 1 次；化灌前渗漏排水泵平均1.8 h启动 1 次，化灌后启泵时间7.1 h启动 1 次。化灌后止水效果明显，渗漏水现象得到了有力改善。

表3 化灌前后检修、渗漏排水数据对比

本文来源于《中国建筑防水》杂志社