3.2 總干線6#~8#隧洞
?。?)由國電公司成都勘測設計研究院聚石地基公司在現場檢測的管片混凝土強度統計結果表明,44組實測強度的平均值為52.4MPa,最大值為74.0MPa,最小值為37.9MPa,均達到或超過了設計強度C30(2)由于TBM施工的原因,6#隧洞N2紅黏土洞段從樁號0+980至樁號1+318,在兩側管片中部連續或間斷產生一條或多條裂縫,該段長約338m,裂縫寬度一般為0.1~0.5mm,個別寬達1.0mm,縫深為20~80mm.該洞段的側拱和頂拱管片之間不同程度地發生了錯臺現象,即側拱管片向洞內移位,其中以758~766環最為明顯,移位錯臺最嚴重的達100mm.
?。?)由于局部施工質量未達設計要求,6#~8#洞的管片錯臺、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滲現象普遍。據對施工調查不完全統計,共發現管片接縫和安裝孔滲漏約9千處(點),隧洞防滲問題較為突出。
3.3 總干線三級泵站壓力平洞 中國水利水電科學研究院在2002年3月對現場檢測,主要結論如下:
?。?)出水壓力平洞主洞120個測區和支洞80個測區的實測混凝土強度平均值為37.0MPa,高于設計強度C30,其中最大值為43.6MPa,最小值為33.0MPa.6組芯樣強度也達到或超過了設計強度。
(2)出水壓力平洞主洞共發現裂縫75條,其中貫穿性裂縫59條,裂縫長度貫通整環的36條,最大裂縫寬度為1.0mm;2條支洞共發現環向裂縫51條,其中貫穿性裂縫17條,裂縫長度貫通整環的有16條,最大裂縫寬度為0.6mm.
?。?)混凝土施工質量較差,存在大量表面和內部缺陷,如表面蜂窩麻面,施工冷縫、模板接縫處漏漿,共發現混凝土滲漏81處。襯砌混凝土與圍巖之間存在較大空隙,并有水充填?;炷羶炔坎幻軐崳瑐€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,封孔質量較差,有的甚至基本未封,造成灌漿孔附近漫滲和漏水現象。
(5)混凝土芯樣抗滲試驗在1.0MPa水壓力下,恒定24h未出現滲水現象。
(6)平洞三叉段和頂拱混凝土由于布筋較密,泵送混凝土施工時振搗困難,存在程度不同的蜂窩、孔洞、裂縫和不密實等缺陷。上述工程質量缺陷對隧洞的防滲、襯砌的耐久性和結構的整體性將產生嚴重危害,特別是對于濕陷性黃土洞段,一旦發生滲漏并使黃土飽和,將有可能造成黃土隧洞的破壞,后果不堪設想,因此對這些工程隱患必須要進行處理。
4、缺陷處理方案
4.1 總干線9#隧洞對9#洞存在工程缺陷和質量問題,中國水利水電科學研究院建議采取恢復整體性和加強耐久性的修補、加固措施,以防滲為重點。
具體實施方案如下:
?。?)對9#洞襯砌的裂縫采用化學灌漿處理,化學灌漿材料選用環氧樹脂漿液。
(2)對全部環向伸縮縫和縱向施工冷縫,采用開槽、嵌填雙組份聚硫密封膠處理。
?。?)對6個澆筑段底拱內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。
?。?)對于鋼筋保護層大于10cm的洞段,鑿除底拱表層10cm厚混凝土,代之以一級配C25補償收縮混凝土和配置受力鋼筋,受力鋼筋與原側拱內側受力筋焊牢,鋼筋保護層厚4cm.9#洞缺陷經上述方法處理后,已于2001年11月和2002年10月通過引黃入晉工程兩次試通水檢查,防滲效果顯著,達到了預期效果。
4.2 總干線6#~8#隧洞
針對6#~8#隧洞的工程質量缺陷,2001年引黃工程總公司對其進行了處理,由中國水利水電科學研究院中水科工程總公司承擔7#、8#洞防滲處理施工。主要內容如下:
?。?)對土洞段進行反復灌漿,填充洞外松動層。對管片縫寬大于0.2mm的裂縫,用高強聚氨酯漿材進行化學灌漿處理,表面細縫用環氧樹脂類涂料進行封閉處理。對管片接縫采用化學灌漿和嵌填聚合物水泥砂漿進行防滲處理,在其表面涂刷聚氨酯防滲涂層(要求在干燥狀況下施工),防止內水外滲。
(2)對不良地質洞段的襯砌進行錨桿加固,以增加襯砌結構的穩定性。
(3)對Q3濕陷性黃土洞段和管片錯臺大于10cm影響結構穩定的洞段,對管片進行先復位后錨固,再用鋼板加固。
(4)對個別影響過水能力的洞段,拆除原管片,現澆混凝土。
(5)對巖石洞段,主要對圍巖進行回填灌漿和固接灌漿,在管片接縫處增設防滲涂層??偢删€6#~8#隧洞的工程缺陷,通過上述措施處理后,防滲效果顯著。經過引黃入晉工程兩次試通水的檢驗,基本上沒有發現滲漏現象,可以滿足安全運行要求。
4.3 總干線三級泵站壓力平洞 根據檢測結果,中國水利水電科學研究院建議對壓力平洞存在的工程質量缺陷,采取下列措施:
?。?)對出水壓力平洞繼續進行回填灌漿和固結灌漿。回填灌漿可填塞平洞頂拱脫空區域,封堵滲漏通道。固結灌漿可提高圍巖的防滲性能,應結合地質條件合理選擇灌漿深度和壓力,并保證所有灌漿孔封堵質量,對于滲漏嚴重洞段要進行全斷面固結灌漿。
?。?)裂縫是本工程最主要的滲漏通道,建議對縫寬≥0.2mm的裂縫進行化學灌漿處理,對于縫寬<0.2mm的裂縫進行封閉處理。
?。?)對于平洞抗滲性能較差部位,建議在其混凝土表面涂刷一層厚為1.5mm的水泥基滲透結晶型防水材料,利用該材料特有的活性化學物質,填塞混凝土孔隙或毛細管,從而使混凝土致密防水。
?。?)對滲漏嚴重的混凝土和內部有孔洞、蜂窩的低強部位進行化學灌漿補強處理。
?。?)修復和增設內防滲涂層。建議采用中國水利水電科學研究院為引黃工程研制開發的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度,又具有較高的變形性能,它與混凝土的界面相容性好,無潮濕敏感性缺點,粘結力強,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2003年8月處理后,泵站滲漏量在設計揚程時,由原來的Q=27.0m3/h(2001年)降至Q=6.0m3/h,取得了較好的防滲效果。
5、結語
(1)在Q2、Q3濕陷性黃土和N2紅黏土中修建水工隧洞,從設計理論到施工方法,都沒有比較成熟的經驗,難免出現一些工程缺陷。引黃入晉工程應用面波法、探地雷達等先進技術較全面地檢測了水工隧洞的施工質量缺陷,為缺陷處理方案提供了科學的基礎。
?。?)黃土隧洞無論在施工和長期輸水過程中均嚴禁水浸潤土體,也嚴禁上游隧洞漏水浸潤下游黃土隧洞土體。對于引黃隧洞的施工缺陷,修補處理的重點是防滲,主要是防止外水內滲和內水外滲。治本措施是對圍巖進行回填灌漿和固結灌漿,輔以加強對襯砌接縫和表面增設內防滲涂層。對于嚴重的不良地質洞段和影響結構穩定的洞段,增加錨固和鋼襯措施,是行之有效的。
(3)建議加強對引黃入晉工程隧洞的安全監測。凡有Q2、Q3黃土、N2紅黏土等洞段和施工期與運行期起控制作用的部位,應設置不同數量的重點監測斷面,以加強運行期對工程安全的監測,確保工程安全。應不斷總結工程實踐經驗,進一步完善和提高水工隧洞的設計、施工方法和缺陷處理技術。