3.2 總干線(xiàn)6#~8#隧洞
(1)由國(guó)電公司成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院聚石地基公司在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的管片混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,44組實(shí)測(cè)強(qiáng)度的平均值為52.4MPa,最大值為74.0MPa,最小值為37.9MPa,均達(dá)到或超過(guò)了設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30(2)由于TBM施工的原因,6#隧洞N2紅黏土洞段從樁號(hào)0+980至樁號(hào)1+318,在兩側(cè)管片中部連續(xù)或間斷產(chǎn)生一條或多條裂縫,該段長(zhǎng)約338m,裂縫寬度一般為0.1~0.5mm,個(gè)別寬達(dá)1.0mm,縫深為20~80mm.該洞段的側(cè)拱和頂拱管片之間不同程度地發(fā)生了錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象,即側(cè)拱管片向洞內(nèi)移位,其中以758~766環(huán)最為明顯,移位錯(cuò)臺(tái)最嚴(yán)重的達(dá)100mm.
(3)由于局部施工質(zhì)量未達(dá)設(shè)計(jì)要求,6#~8#洞的管片錯(cuò)臺(tái)、接縫超差情況比較普遍,防滲效果較差,接縫和安裝孔外水內(nèi)滲現(xiàn)象普遍。據(jù)對(duì)施工調(diào)查不完全統(tǒng)計(jì),共發(fā)現(xiàn)管片接縫和安裝孔滲漏約9千處(點(diǎn)),隧洞防滲問(wèn)題較為突出。
3.3 總干線(xiàn)三級(jí)泵站壓力平洞 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院在2002年3月對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),主要結(jié)論如下:
(1)出水壓力平洞主洞120個(gè)測(cè)區(qū)和支洞80個(gè)測(cè)區(qū)的實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度平均值為37.0MPa,高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30,其中最大值為43.6MPa,最小值為33.0MPa.6組芯樣強(qiáng)度也達(dá)到或超過(guò)了設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
(2)出水壓力平洞主洞共發(fā)現(xiàn)裂縫75條,其中貫穿性裂縫59條,裂縫長(zhǎng)度貫通整環(huán)的36條,最大裂縫寬度為1.0mm;2條支洞共發(fā)現(xiàn)環(huán)向裂縫51條,其中貫穿性裂縫17條,裂縫長(zhǎng)度貫通整環(huán)的有16條,最大裂縫寬度為0.6mm.
(3)混凝土施工質(zhì)量較差,存在大量表面和內(nèi)部缺陷,如表面蜂窩麻面,施工冷縫、模板接縫處漏漿,共發(fā)現(xiàn)混凝土滲漏81處。襯砌混凝土與圍巖之間存在較大空隙,并有水充填。混凝土內(nèi)部不密實(shí),個(gè)別部位疏松,存在蜂窩、孔洞及較大裂縫,形成滲漏通道。
(4)回填灌漿孔封堵不實(shí),封孔質(zhì)量較差,有的甚至基本未封,造成灌漿孔附近漫滲和漏水現(xiàn)象。
(5)混凝土芯樣抗?jié)B試驗(yàn)在1.0MPa水壓力下,恒定24h未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。
(6)平洞三叉段和頂拱混凝土由于布筋較密,泵送混凝土施工時(shí)振搗困難,存在程度不同的蜂窩、孔洞、裂縫和不密實(shí)等缺陷。上述工程質(zhì)量缺陷對(duì)隧洞的防滲、襯砌的耐久性和結(jié)構(gòu)的整體性將產(chǎn)生嚴(yán)重危害,特別是對(duì)于濕陷性黃土洞段,一旦發(fā)生滲漏并使黃土飽和,將有可能造成黃土隧洞的破壞,后果不堪設(shè)想,因此對(duì)這些工程隱患必須要進(jìn)行處理。
4、缺陷處理方案
4.1 總干線(xiàn)9#隧洞對(duì)9#洞存在工程缺陷和質(zhì)量問(wèn)題,中國(guó)水利水電科學(xué)研究院建議采取恢復(fù)整體性和加強(qiáng)耐久性的修補(bǔ)、加固措施,以防滲為重點(diǎn)。
具體實(shí)施方案如下:
(1)對(duì)9#洞襯砌的裂縫采用化學(xué)灌漿處理,化學(xué)灌漿材料選用環(huán)氧樹(shù)脂漿液。
(2)對(duì)全部環(huán)向伸縮縫和縱向施工冷縫,采用開(kāi)槽、嵌填雙組份聚硫密封膠處理。
(3)對(duì)6個(gè)澆筑段底拱內(nèi)部混凝土存在的蜂窩、孔洞、骨料架空等局部缺陷,采用水泥壓漿法逐步加密處理,鉆孔呈梅花形布置,孔深小于襯砌厚度。
(4)對(duì)于鋼筋保護(hù)層大于10cm的洞段,鑿除底拱表層10cm厚混凝土,代之以一級(jí)配C25補(bǔ)償收縮混凝土和配置受力鋼筋,受力鋼筋與原側(cè)拱內(nèi)側(cè)受力筋焊牢,鋼筋保護(hù)層厚4cm.9#洞缺陷經(jīng)上述方法處理后,已于2001年11月和2002年10月通過(guò)引黃入晉工程兩次試通水檢查,防滲效果顯著,達(dá)到了預(yù)期效果。
4.2 總干線(xiàn)6#~8#隧洞
針對(duì)6#~8#隧洞的工程質(zhì)量缺陷,2001年引黃工程總公司對(duì)其進(jìn)行了處理,由中國(guó)水利水電科學(xué)研究院中水科工程總公司承擔(dān)7#、8#洞防滲處理施工。主要內(nèi)容如下:
(1)對(duì)土洞段進(jìn)行反復(fù)灌漿,填充洞外松動(dòng)層。對(duì)管片縫寬大于0.2mm的裂縫,用高強(qiáng)聚氨酯漿材進(jìn)行化學(xué)灌漿處理,表面細(xì)縫用環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)涂料進(jìn)行封閉處理。對(duì)管片接縫采用化學(xué)灌漿和嵌填聚合物水泥砂漿進(jìn)行防滲處理,在其表面涂刷聚氨酯防滲涂層(要求在干燥狀況下施工),防止內(nèi)水外滲。
(2)對(duì)不良地質(zhì)洞段的襯砌進(jìn)行錨桿加固,以增加襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
(3)對(duì)Q3濕陷性黃土洞段和管片錯(cuò)臺(tái)大于10cm影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的洞段,對(duì)管片進(jìn)行先復(fù)位后錨固,再用鋼板加固。
(4)對(duì)個(gè)別影響過(guò)水能力的洞段,拆除原管片,現(xiàn)澆混凝土。
(5)對(duì)巖石洞段,主要對(duì)圍巖進(jìn)行回填灌漿和固接灌漿,在管片接縫處增設(shè)防滲涂層。總干線(xiàn)6#~8#隧洞的工程缺陷,通過(guò)上述措施處理后,防滲效果顯著。經(jīng)過(guò)引黃入晉工程兩次試通水的檢驗(yàn),基本上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,可以滿(mǎn)足安全運(yùn)行要求。
4.3 總干線(xiàn)三級(jí)泵站壓力平洞 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,中國(guó)水利水電科學(xué)研究院建議對(duì)壓力平洞存在的工程質(zhì)量缺陷,采取下列措施:
(1)對(duì)出水壓力平洞繼續(xù)進(jìn)行回填灌漿和固結(jié)灌漿。回填灌漿可填塞平洞頂拱脫空區(qū)域,封堵滲漏通道。固結(jié)灌漿可提高圍巖的防滲性能,應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件合理選擇灌漿深度和壓力,并保證所有灌漿孔封堵質(zhì)量,對(duì)于滲漏嚴(yán)重洞段要進(jìn)行全斷面固結(jié)灌漿。
(2)裂縫是本工程最主要的滲漏通道,建議對(duì)縫寬≥0.2mm的裂縫進(jìn)行化學(xué)灌漿處理,對(duì)于縫寬<0.2mm的裂縫進(jìn)行封閉處理。
(3)對(duì)于平洞抗?jié)B性能較差部位,建議在其混凝土表面涂刷一層厚為1.5mm的水泥基滲透結(jié)晶型防水材料,利用該材料特有的活性化學(xué)物質(zhì),填塞混凝土孔隙或毛細(xì)管,從而使混凝土致密防水。
(4)對(duì)滲漏嚴(yán)重的混凝土和內(nèi)部有孔洞、蜂窩的低強(qiáng)部位進(jìn)行化學(xué)灌漿補(bǔ)強(qiáng)處理。
(5)修復(fù)和增設(shè)內(nèi)防滲涂層。建議采用中國(guó)水利水電科學(xué)研究院為引黃工程研制開(kāi)發(fā)的PAE防滲抗裂水泥膠漿新型防水材料。該材料既有一定的本體抗拉強(qiáng)度,又具有較高的變形性能,它與混凝土的界面相容性好,無(wú)潮濕敏感性缺點(diǎn),粘結(jié)力強(qiáng),是一種較為理想的大面積防滲處理涂料。
引黃工程總公司采納了上述大部分建議,該工程經(jīng)2003年8月處理后,泵站滲漏量在設(shè)計(jì)揚(yáng)程時(shí),由原來(lái)的Q=27.0m3/h(2001年)降至Q=6.0m3/h,取得了較好的防滲效果。
5、結(jié)語(yǔ)
(1)在Q2、Q3濕陷性黃土和N2紅黏土中修建水工隧洞,從設(shè)計(jì)理論到施工方法,都沒(méi)有比較成熟的經(jīng)驗(yàn),難免出現(xiàn)一些工程缺陷。引黃入晉工程應(yīng)用面波法、探地雷達(dá)等先進(jìn)技術(shù)較全面地檢測(cè)了水工隧洞的施工質(zhì)量缺陷,為缺陷處理方案提供了科學(xué)的基礎(chǔ)。
(2)黃土隧洞無(wú)論在施工和長(zhǎng)期輸水過(guò)程中均嚴(yán)禁水浸潤(rùn)土體,也嚴(yán)禁上游隧洞漏水浸潤(rùn)下游黃土隧洞土體。對(duì)于引黃隧洞的施工缺陷,修補(bǔ)處理的重點(diǎn)是防滲,主要是防止外水內(nèi)滲和內(nèi)水外滲。治本措施是對(duì)圍巖進(jìn)行回填灌漿和固結(jié)灌漿,輔以加強(qiáng)對(duì)襯砌接縫和表面增設(shè)內(nèi)防滲涂層。對(duì)于嚴(yán)重的不良地質(zhì)洞段和影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的洞段,增加錨固和鋼襯措施,是行之有效的。
(3)建議加強(qiáng)對(duì)引黃入晉工程隧洞的安全監(jiān)測(cè)。凡有Q2、Q3黃土、N2紅黏土等洞段和施工期與運(yùn)行期起控制作用的部位,應(yīng)設(shè)置不同數(shù)量的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)斷面,以加強(qiáng)運(yùn)行期對(duì)工程安全的監(jiān)測(cè),確保工程安全。應(yīng)不斷總結(jié)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步完善和提高水工隧洞的設(shè)計(jì)、施工方法和缺陷處理技術(shù)。