化学灌浆在修复混凝土坝裂缝中的应用

张炳芳

（中国水电第四工程局有限公司基础分局，青海 贵德 811700）

几乎所有的大坝混凝土工程均存在不同程度的裂缝，只是存在的部位、程度、大小、范围不同而已，对大坝安全运行埋下了隐患。因此，必须对其进行修复处理，以保证大坝的安全运行.

1 处理方法一

1.1 裂缝分类及处理方法

首先，在处理裂缝之前，先要对裂缝进行普查、统计，按其裂缝的宽度进行分类。统计内容包括部位、类别、缝宽、缝长、裂缝位置及走向示意图，根据普查结果，按照裂缝宽度不大于0.2 mm和缝宽大于0.2 mm逐块分类。

其次，按照裂缝宽度不大于0.2 mm、缝宽大于0.2 mm选取典型的裂缝，分别进行现场试验。

最后，根据试验结果，选择合理的处理参数，指导后期的裂缝处理。

裂缝宽度不大于0.2 mm的处理方法较多，常见的方法为裂缝两侧混凝土的凿除→清理刷环氧树脂（或涂底胶）→粘贴土工布（或粘贴GB三元乙丙复合板）→封边处理（粘贴土工布可不进行封边处理）。

裂缝宽度大于0.2 mm处理，常见的处理方法：清理裂缝表面→裂缝处打孔→镶嵌灌浆管→水泥砂浆抹面→化学灌浆→水泥砂浆抹平。

1.2 施工工艺

（1）凿槽。沿裂缝抠一深10 cm、宽10 cm的V型槽，要求V型槽长度两端各超出裂缝末端10～15 cm，抠槽时遇到钢筋处将钢筋保留，用钢丝刷等工具清除裂缝表面的浮土、附渣及污物等，然后再用刷子沾上酒精、甲苯等溶液清洗混凝土表面，使之保持清洁、干燥。

（2）嵌PVC半圆管。将1″PVC塑料管剖成两半，将裂缝按其裂缝大小（一般按2 m）进行分段，将1″PVC半圆管骑缝压在裂缝上，并用堵漏王进行压紧、固定，半圆管两端插入6′进回浆PVC管，并用堵漏王进行封堵及固定。

（3）M30干硬性水泥砂浆抹面。用M30干硬性水泥砂浆（掺加速凝剂、锚固剂、堵漏王）分次将裂缝填满、抹平，每次间隔时间3～6 h。

（4）化学灌浆。水泥砂浆抹面后待凝3～5 d即可进行化学灌浆：

配浆。根据缝面漏水量的大小，在施工现场配置所需的LW水溶性聚胺脂化学浆材，存放在施工现场留待灌浆。

压丙酮。灌浆开始前须向缝内压入一定量的丙酮，压力为0.3 MPa,待回浆管溢出丙酮后将回浆管扎住，保持设计压力不变，向缝内压丙酮。

结束条件：

①达到设计压力后，缝内注入丙酮注入率为0 L/min时，持续30 min结束。

②未达到设计压力，丙酮注入量已达50 L时，即可结束。

灌浆。压丙酮结束后，即可向缝内注入LW水溶性聚胺脂化学浆材，将配好的浆材中加入固化剂（水），然后立即进行灌浆，从6′进浆管压浆，待回浆管溢出浆材后扎住回浆管，保持设计灌浆压力0.5 MPa，进行压浆。

结束条件：

①达到设计压力，缝内浆液注入率为0 L/min，持续1 h后结束。

②未达到设计压力，缝内累计注入量达到50 L时，即可结束灌浆。

2 处理方法二

聚氨脂灌浆补缝的施工工艺：裂缝部位凿槽→预埋灌浆管→通水洗缝→配浆及灌浆→封闭待凝→拆除灌浆管→砂浆补平。

（1）凿槽。沿裂缝人工凿成深60～80 mm、宽50 mm的梯形槽，凿成后用清水洗净，汽油喷灯烘干。注意不要在缝面上留下油污、烟尘。每隔0.8～1.5 m设一根灌浆管,视裂缝宽度，若缝较宽，则可设稀一点，反之则需加密。填埋预缩砂浆时，先涂一层环氧基液，预缩砂浆要逐层夯实，为加速施工进度，可在砂浆中掺加少许水玻璃。待凝后，在灌浆管上连接软管，通水洗缝，水压0.1～0.3 MPa。通水的目的：一是检查裂缝砂浆密封情况，二是冲洗缝内淤泥，三是润湿裂缝，提供聚胺脂胶凝所需的水。若发现某些部位漏水，可重新进行砂浆密封，确保灌浆顺利进行。

（2）干硬性沙浆分层夯实。干硬性预缩砂浆配比方法为：水泥为普硅42.5级，砂的细度模数为1.6～1.8，水灰比 0.32～0.34，灰砂比 1∶2～1∶2.5，引气剂0.2/万，木钙掺量0.25%。预缩砂浆的水灰比很重要，一般在气温10～15℃左右情况下，砂浆拌好后应静置1～1.2 h后方可使用，目的是让砂浆充分收缩，避免产生干缩裂缝。预缩砂浆每层2 cm厚，分层夯实，外部用泥板收平，用42.5级普硅水泥拌制的预缩砂浆的抗压强度可达50～60 MPa，粘接力好，可承受超过1 MPa灌浆压力不崩裂。

（3）注浆。浆液主剂为HW，LW水溶性聚胺脂，暂定混合物配合比为3∶7。水溶性聚胺脂材料为含有过量异氰酸根基团的高分子化合物，该材料注入裂缝后，以水为胶联剂立即进行化学反应，放出CO2，逆水而上，进行扩散，并与周围的砂、石、泥土等固结成弹性的固结体，最终达到止水目的。采用单液法注浆，注浆设备为J系列计量泵。

灌注时控制注浆压力在0.3～0.5 MPa范围内，若邻管串浆则应堵塞，根据缝宽、缝深以及灌浆管间距确定每管注入量，当注入量达到预定值或进浆量很小时，换一管灌注，灌后将灌浆管封堵严实。灌浆完毕后待凝1～2 d，割除外露的灌浆管，用砂浆抹平。

水溶性聚胺脂初始膨胀率能够达到100%以上，形成胶凝体以后，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。一般来讲，水溶性聚胺脂灌浆技术适用于处理稳定型（非活动型）裂缝的防渗工程，并在裂缝开展最宽的时机 为当地最低气温下施工效果最好。 当水溶性聚胺脂灌浆材料在压力作用下进入裂缝，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，达到防渗的目的。由于水溶性聚胺脂灌浆材料成胶时间很短，对于大体积混凝土来讲，不可能充满裂缝。水溶性聚胺脂灌浆材料进入裂缝的深度与裂缝宽度相关：裂缝越宽，浆液流速越大，进入裂缝就越深，灌浆效果越好。

［1］龚召熊.水工混凝土的控制与防裂［M］.北京：中国水利水电出版社，1999.