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摘要：随着工程建设的发展，抽水蓄能电站的高压输水隧洞等内部承压的洞室工程也相继出现，高压输水隧洞混凝土渗漏不仅影响构建物的正常使用，降低建筑物的使用功能，同时还导致钢筋锈蚀，影响混凝土结构寿命。本文将简要介绍水工高压隧洞混凝土渗漏的预防以及常用的处理方法。
关键字：混凝土渗漏预防处理
Abstract: With the development of the engineering construction, there appears the grotto projects by internal pressuring in the pumped storage power station with high pressured water delivery tunnel. The concrete water leakage of high pressured water delivery tunnel not only affects the normal using, reduces the building’s using function, but also leads to the corrosion of reinforcement affecting the concrete structure life. This paper briefly introduces the prevention and the commonly used handling methods of the leakage in hydraulic pressure tunnel concrete.
Keywords: concrete leakage; prevention; handle
中图分类号：TU377 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
前言
混凝土渗漏是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。深入对混凝土结构渗漏进行分析研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，对降低水工高压隧洞混凝土结构渗漏率，保证建筑物安全、稳定地工作具有十分重要的意义。
一、混凝土结构渗漏原因分析及预防刘海洋
水工高压隧洞混凝土结构出现渗漏可分以下几种情况
1、混凝土裂缝渗漏
混凝土开裂的原因很复杂，如因混凝土自身的收缩特性产生的收缩裂缝，混凝土内部温度应力大于混凝土的拉应力时产生的温度应力裂缝，凝土结构未达到设计要求的强度过早拆除模板产生的荷载变形裂缝等。水工高压隧洞很多未贯通裂缝也会在大的内外水压力下贯穿结构面出现渗漏，所以一般水工高压隧洞对出现的混凝土裂缝均会进行处理。
2、变形缝渗漏
变形缝的渗漏现已成为地下工程的通病之一，其渗水原因主要有以下两个方面：1、施工过程中，由于各种原因造成止水带破损；2、混凝土收缩，使止水带与混凝土之间产生收缩裂形成缝渗水通道或止水带部位混凝土振捣不密实，止水带与混凝土结合不严，产生缝隙，水沿接触面缝隙绕流而过，导致变形缝漏水。
3、施工缝渗漏
施工缝渗水的原因主要为，结合面未按要求进行处理，混凝土浇筑过程中结合面砂浆较少，且混凝土下料的高度较高，造成砼中的砂浆与骨料的局部分离，并且沿结合面部份区域振捣不足，而造成部分渗水通道。
4、蜂窝、麻面渗漏
蜂窝麻面直接与混凝土施工有关。这些蜂窝麻面的出现原因主要是在施工时漏振或者振动时间不足而发生的，这种蜂窝麻面在混凝土结构中有的是独立一批片存在、有的则呈连贯性的。所以，在发生渗漏时它不是点渗漏，而是成片渗漏的现象。
5、化学反应引起的裂缝
由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良时，侵蚀性水和有害物质，进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂。
6、毛细管道、微细裂缝渗漏
在混凝土浇捣完后，一部分水泌掉，一部分蒸发，一部分在水泥水化时被水泥吸收，那么另外一部分搅拌用水就存在混凝土内部，在一定的时间内，水慢慢挥发，原来水所占的体积就形成了一条毛细孔隙，在水压力作用下，这种贯通性的毛细孔隙就很容易产生渗漏。微细裂缝主要由于在振捣时漏振或振捣不够，在混凝土硬化前，尤其是在钢筋下方的骨料仍在继续下沉，而钢筋上部的混凝土中的骨料被钢筋所支撑不能下沉，在钢筋的下表面就形成了一道微细的水膜，形成孔隙，地下水便会从此缝隙渗漏。
混凝土渗漏问题是一个复杂、多向性的问题，除自身的微细缝隙、毛细管道外与设计、施工质量及外界因素的影响均有很大关系，因此水工高压隧洞防止混凝土渗漏应采用以下措施。
1、改善混凝土的搅拌加工工艺，降低混凝土的浇筑温度，加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施，加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。
2、在混凝土结构中设置合适的变形缝。
3、模板拆除的时间不能太早，而且要注意拆模的先后次序。
4、加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。
5、保证钢筋保护层的厚度，钢筋表层涂刷防腐涂料。
6、严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选择适当外加剂，采取低收缩率的混凝土配合比。另外，一些工程应用补偿收缩混凝土、钢纤维混凝土和可自愈混凝土在裂缝渗漏的预防方面也收到了很好的效果。
7、采用切实可行的施工工艺，改进施工技术，加强对混凝土的施工管理工作。
二、渗漏的治理原则及方法
渗漏的处理应着眼于混凝土整体考虑，不但止漏还需补强，标本兼治，才能达到补强止漏、止渗的长久目的。根据混凝土渗漏部位的渗漏原因、渗漏的特点以及渗漏的程度，可采取不同的处理办法，我们对混凝土渗漏处理一般是采用以下三种办法，嵌缝法；涂膜堵漏法；化学灌浆法。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。由于高压隧洞长期在较高的地下水压力和过流时的高速水流的双重作用下，嵌缝一般均采用刚性止水材料。
涂膜堵漏是将混凝土结构物表面有渗漏的地方经过处理后，采用弹性膜防水材料直接在其表面上进行防水处理。这种方法一般适用于混凝土结构在施工时振捣不密实，有的是漏振而形成的混凝土内部不密实而造成的大面积渗水情况，这种渗水现象一般用其他方法解决效果不明显，只能用涂膜法进行表面防水处理，HK-96系列增厚环氧涂料是比较常用的涂膜堵漏材料。
化学灌浆法主要是利用压力设备将化学材料压入混凝土的裂缝中，化学材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。化学灌浆法可处理各种类型的混凝土渗漏，在处理混凝土裂缝渗漏时常和嵌缝法结合使用，在混凝土开裂部位凿槽，用嵌缝材料封闭注浆沟槽，埋设注浆嘴并预留排水、排气管。待堵漏材料具有一定强度时，对该注浆槽进行化学注浆。常用来处理水工高压隧洞混凝土渗漏的化学灌浆材料有水溶性聚氨酯和改性环氧树脂，下面介绍几种常用的水溶性聚氨酯和改性环氧树脂材料。
常用的水溶性聚氨酯材料有LW和HW两种，这两种材料均具有良好的亲水性能，水是固化剂，浆液遇水后先分散乳化，进而凝胶固结。可在潮湿或涌水情况下进行灌浆，对水质适应性强，在海水和PH3-13的水中均能固化。LW固结体为弹性体，可遇水膨胀，具有弹性止水和以水止水的双重功能，HW有较高的力学性能，施工中常将这两种材料混合使用，这两种材料可以以任何比例混合，以配制不同强度、不同水膨胀倍数和不同胶凝时间的材料。适用于混凝土变形缝、裂缝、施工缝等渗漏处理，特别是变形缝的防水处理。它的技术指标见下表。
材料名称 粘度（MPa·S） 遇水膨胀率（%） 粘接强度(MPa) 拉伸强度（Mpa） 抗压强度(MPa)
LW水溶性聚氨酯 150-350 ≥100 ≥0.8 ≥2.1
HW水溶性聚氨酯 40-70 ≥2.5 ≥20
水溶性聚氨酯技术指标
改性环氧树脂类化学灌浆材料很多，EAA高渗透改性环氧树脂是目前施工中最常用的一种化学灌浆材料，该材料具有亲水性、粘度低、可灌性好，浆液固化后的抗压强度和抗拉强度都很好，对于裂缝开度较小、外水压力大、浆液较难灌入的混凝土渗漏有较好的防渗堵漏和补强作用，缺点是凝固时间长、脆性大，不适宜对变化的裂缝进行处理。其主要物理、力学指标见下表。
改性环氧树脂技术指标
材料名称 粘度（MPa·S） 抗壓强度(MPa) 抗剪强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 胶凝时间35℃(h)
EAA改性环氧树脂 10.0-15.0 40.0-80.0 10.0-32.0 10.0-17.0 30.0-85.0
三、结束语
对于水工高压隧洞的混凝土渗漏现象，首先要从工程的设计入手，制定有效、合理的设计方案，最大限度的控制开裂。
施工上高度重视，严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防患于未然，重点做好混凝土的自身防水，尽可能地降低混凝土渗漏的出现。
要根据混凝土渗漏部位的情况，确定处理方案，将各种工艺有机的结合，可取得良好的渗漏治理效果。
根据渗漏情况的不同，选择合理的堵漏材料，选用的材料应优先选粘结能力强，和综合力学强度好的材料，从补强入手，修补缺陷部位混凝土，达到止水的目的，满足结构和使用功能以获得良好的效果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键字：混凝土渗漏预防处理
Abstract: With the development of the engineering construction, there appears the grotto projects by internal pressuring in the pumped storage power station with high pressured water delivery tunnel. The concrete water leakage of high pressured water delivery tunnel not only affects the normal using, reduces the building’s using function, but also leads to the corrosion of reinforcement affecting the concrete structure life. This paper briefly introduces the prevention and the commonly used handling methods of the leakage in hydraulic pressure tunnel concrete.
Keywords: concrete leakage; prevention; handle
中图分类号：TU377 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
前言
混凝土渗漏是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。深入对混凝土结构渗漏进行分析研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，对降低水工高压隧洞混凝土结构渗漏率，保证建筑物安全、稳定地工作具有十分重要的意义。
一、混凝土结构渗漏原因分析及预防刘海洋
水工高压隧洞混凝土结构出现渗漏可分以下几种情况
1、混凝土裂缝渗漏
混凝土开裂的原因很复杂，如因混凝土自身的收缩特性产生的收缩裂缝，混凝土内部温度应力大于混凝土的拉应力时产生的温度应力裂缝，凝土结构未达到设计要求的强度过早拆除模板产生的荷载变形裂缝等。水工高压隧洞很多未贯通裂缝也会在大的内外水压力下贯穿结构面出现渗漏，所以一般水工高压隧洞对出现的混凝土裂缝均会进行处理。
2、变形缝渗漏
变形缝的渗漏现已成为地下工程的通病之一，其渗水原因主要有以下两个方面：1、施工过程中，由于各种原因造成止水带破损；2、混凝土收缩，使止水带与混凝土之间产生收缩裂形成缝渗水通道或止水带部位混凝土振捣不密实，止水带与混凝土结合不严，产生缝隙，水沿接触面缝隙绕流而过，导致变形缝漏水。
3、施工缝渗漏
施工缝渗水的原因主要为，结合面未按要求进行处理，混凝土浇筑过程中结合面砂浆较少，且混凝土下料的高度较高，造成砼中的砂浆与骨料的局部分离，并且沿结合面部份区域振捣不足，而造成部分渗水通道。
4、蜂窝、麻面渗漏
蜂窝麻面直接与混凝土施工有关。这些蜂窝麻面的出现原因主要是在施工时漏振或者振动时间不足而发生的，这种蜂窝麻面在混凝土结构中有的是独立一批片存在、有的则呈连贯性的。所以，在发生渗漏时它不是点渗漏，而是成片渗漏的现象。
5、化学反应引起的裂缝
由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良时，侵蚀性水和有害物质，进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂。
6、毛细管道、微细裂缝渗漏
在混凝土浇捣完后，一部分水泌掉，一部分蒸发，一部分在水泥水化时被水泥吸收，那么另外一部分搅拌用水就存在混凝土内部，在一定的时间内，水慢慢挥发，原来水所占的体积就形成了一条毛细孔隙，在水压力作用下，这种贯通性的毛细孔隙就很容易产生渗漏。微细裂缝主要由于在振捣时漏振或振捣不够，在混凝土硬化前，尤其是在钢筋下方的骨料仍在继续下沉，而钢筋上部的混凝土中的骨料被钢筋所支撑不能下沉，在钢筋的下表面就形成了一道微细的水膜，形成孔隙，地下水便会从此缝隙渗漏。
混凝土渗漏问题是一个复杂、多向性的问题，除自身的微细缝隙、毛细管道外与设计、施工质量及外界因素的影响均有很大关系，因此水工高压隧洞防止混凝土渗漏应采用以下措施。
1、改善混凝土的搅拌加工工艺，降低混凝土的浇筑温度，加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施，加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。
2、在混凝土结构中设置合适的变形缝。
3、模板拆除的时间不能太早，而且要注意拆模的先后次序。
4、加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。
5、保证钢筋保护层的厚度，钢筋表层涂刷防腐涂料。
6、严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选择适当外加剂，采取低收缩率的混凝土配合比。另外，一些工程应用补偿收缩混凝土、钢纤维混凝土和可自愈混凝土在裂缝渗漏的预防方面也收到了很好的效果。
7、采用切实可行的施工工艺，改进施工技术，加强对混凝土的施工管理工作。
二、渗漏的治理原则及方法
渗漏的处理应着眼于混凝土整体考虑，不但止漏还需补强，标本兼治，才能达到补强止漏、止渗的长久目的。根据混凝土渗漏部位的渗漏原因、渗漏的特点以及渗漏的程度，可采取不同的处理办法，我们对混凝土渗漏处理一般是采用以下三种办法，嵌缝法；涂膜堵漏法；化学灌浆法。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。由于高压隧洞长期在较高的地下水压力和过流时的高速水流的双重作用下，嵌缝一般均采用刚性止水材料。
涂膜堵漏是将混凝土结构物表面有渗漏的地方经过处理后，采用弹性膜防水材料直接在其表面上进行防水处理。这种方法一般适用于混凝土结构在施工时振捣不密实，有的是漏振而形成的混凝土内部不密实而造成的大面积渗水情况，这种渗水现象一般用其他方法解决效果不明显，只能用涂膜法进行表面防水处理，HK-96系列增厚环氧涂料是比较常用的涂膜堵漏材料。
化学灌浆法主要是利用压力设备将化学材料压入混凝土的裂缝中，化学材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。化学灌浆法可处理各种类型的混凝土渗漏，在处理混凝土裂缝渗漏时常和嵌缝法结合使用，在混凝土开裂部位凿槽，用嵌缝材料封闭注浆沟槽，埋设注浆嘴并预留排水、排气管。待堵漏材料具有一定强度时，对该注浆槽进行化学注浆。常用来处理水工高压隧洞混凝土渗漏的化学灌浆材料有水溶性聚氨酯和改性环氧树脂，下面介绍几种常用的水溶性聚氨酯和改性环氧树脂材料。
常用的水溶性聚氨酯材料有LW和HW两种，这两种材料均具有良好的亲水性能，水是固化剂，浆液遇水后先分散乳化，进而凝胶固结。可在潮湿或涌水情况下进行灌浆，对水质适应性强，在海水和PH3-13的水中均能固化。LW固结体为弹性体，可遇水膨胀，具有弹性止水和以水止水的双重功能，HW有较高的力学性能，施工中常将这两种材料混合使用，这两种材料可以以任何比例混合，以配制不同强度、不同水膨胀倍数和不同胶凝时间的材料。适用于混凝土变形缝、裂缝、施工缝等渗漏处理，特别是变形缝的防水处理。它的技术指标见下表。
材料名称 粘度（MPa·S） 遇水膨胀率（%） 粘接强度(MPa) 拉伸强度（Mpa） 抗压强度(MPa)
LW水溶性聚氨酯 150-350 ≥100 ≥0.8 ≥2.1
HW水溶性聚氨酯 40-70 ≥2.5 ≥20
水溶性聚氨酯技术指标
改性环氧树脂类化学灌浆材料很多，EAA高渗透改性环氧树脂是目前施工中最常用的一种化学灌浆材料，该材料具有亲水性、粘度低、可灌性好，浆液固化后的抗压强度和抗拉强度都很好，对于裂缝开度较小、外水压力大、浆液较难灌入的混凝土渗漏有较好的防渗堵漏和补强作用，缺点是凝固时间长、脆性大，不适宜对变化的裂缝进行处理。其主要物理、力学指标见下表。
改性环氧树脂技术指标
材料名称 粘度（MPa·S） 抗壓强度(MPa) 抗剪强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 胶凝时间35℃(h)
EAA改性环氧树脂 10.0-15.0 40.0-80.0 10.0-32.0 10.0-17.0 30.0-85.0
三、结束语
对于水工高压隧洞的混凝土渗漏现象，首先要从工程的设计入手，制定有效、合理的设计方案，最大限度的控制开裂。
施工上高度重视，严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防患于未然，重点做好混凝土的自身防水，尽可能地降低混凝土渗漏的出现。
要根据混凝土渗漏部位的情况，确定处理方案，将各种工艺有机的结合，可取得良好的渗漏治理效果。
根据渗漏情况的不同，选择合理的堵漏材料，选用的材料应优先选粘结能力强，和综合力学强度好的材料，从补强入手，修补缺陷部位混凝土，达到止水的目的，满足结构和使用功能以获得良好的效果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。