使用化學漿液進行砼裂縫處理的新工藝
一
、　簡述
在砼施工中，伸縮縫、施工縫的滲水及ji溫wen度du應ying力li裂lie縫feng的de處chu理li是shi一yi個ge世shi界jie性xing難nan題ti。為wei了le最zui大da可ke能neng減jian少shao砼tong施shi工gong過guo程cheng中zhong各ge種zhong裂lie縫feng的de發fa生sheng
，在zai現xian在zai砼tong施shi工gong過guo程cheng中zhong，我wo們men盡jin管guan在zai其qi原yuan材cai料liao的de選xuan用yong
、施工工藝方麵都進行了不斷的研究和改進，然而並不能完全得到避免
，如在長江三峽
、黃河小浪底及萬家寨等各大中型水利水電工程項目中，雖然采用了各種不同的施工工藝
，有嚴格的質量保證體係和控製措施，但在砼施工中都不同程度的發現有各種裂縫的產生。


砼(tong)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)各(ge)種(zhong)裂(lie)縫(feng)
，不(bu)僅(jin)對(dui)其(qi)結(jie)構(gou)產(chan)生(sheng)了(le)不(bu)良(liang)的(de)影(ying)響(xiang)
，還(hai)可(ke)能(neng)對(dui)整(zheng)個(ge)建(jian)築(zhu)物(wu)產(chan)生(sheng)直(zhi)接(jie)的(de)危(wei)害(hai)，特(te)別(bie)是(shi)水(shui)工(gong)建(jian)築(zhu)物(wu)，由(you)於(yu)砼(tong)中(zhong)裂(lie)縫(feng)的(de)產(chan)生(sheng)

，如(ru)對(dui)位(wei)於(yu)水(shui)下(xia)部(bu)分(fen)的(de)裂(lie)縫(feng)
，會(hui)造(zao)成(cheng)水(shui)沿(yan)裂(lie)縫(feng)的(de)滲漏
，對水位線以上的裂縫，則會由於氣溫的反複變化，使裂縫中的毛細水對結構物造成進一步的損傷，從而可能造成結構物的破壞。
　　化(hua)學(xue)灌(guan)漿(jiang)是(shi)砼(tong)缺(que)陷(xian)處(chu)理(li)的(de)一(yi)項(xiang)非(fei)常(chang)有(you)效(xiao)的(de)施(shi)工(gong)方(fang)法(fa)。本(ben)文(wen)所(suo)述(shu)的(de)化(hua)學(xue)灌(guan)漿(jiang)方(fang)法(fa)
，能(neng)夠(gou)針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)的(de)裂(lie)縫(feng)類(lei)型(xing)，使(shi)用(yong)各(ge)自(zi)不(bu)同(tong)的(de)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)

，不(bu)僅(jin)減(jian)少(shao)了(le)施(shi)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du)，更(geng)能(neng)夠(gou)保(bao)證(zheng)對(dui)缺(que)陷(xian)的(de)處(chu)理(li)質(zhi)量(liang)，縮(suo)短(duan)施(shi)工(gong)工(gong)期(qi)，降(jiang)低(di)處(chu)理(li)的(de)成(cheng)本(ben)，從(cong)而(er)獲(huo)得(de)良(liang)好(hao)的(de)經(jing)濟(ji)和(he)社(she)會(hui)效(xiao)益(yi)。
二
、 砼缺陷裂縫類型和滲水的原因
　　一般砼中出現的缺陷裂縫主要有：伸縮縫、施工縫、溫度應力裂縫。
2.1　伸縮縫：它是根據結構布置
、dizhitiaojianjishigongbuzhi，shigongqiangdudengzaijiegouwuzhongshezhidehengxiangfeng，weimanzujiegoubianxingdeyaoqiu
，fengmianjianyibanbuyingyougangxingtianchongwu，jinzaishangyoubamianfujinshezhishuisheshi。zaiyunxingguochengzhong，qi滲水原因主要有以下兩個方麵：a
、原施工過程中，由於各種原因造成止水片的破損；b
、地下水沿止水片部位砼缺陷部位形成的繞滲。
2.2　施工縫：另一類滲水縫是砼的水平施工縫

，其滲水的de原yuan因yin主zhu要yao為wei，結jie合he麵mian未wei按an要yao求qiu進jin行xing處chu理li，砼tong澆jiao築zhu過guo程cheng中zhong結jie合he麵mian砂sha漿jiang較jiao少shao，且qie砼tong下xia料liao的de高gao度du較jiao高gao
，造zao成cheng砼tong中zhong的de砂sha漿jiang與yu骨gu料liao的de局ju部bu分fen離li，並bing且qie沿yan結jie合he麵mian部bu份fen區qu域yu振zhen搗dao不bu足zu，而er造zao成cheng部bu分fen滲水通道。
2.5　溫度應力裂縫：zaitongzhongchuxianzuiduodeliefengjiushiwenduyingliliefeng，shigongguochengzhongyouyujichuwenchahetongneiwaiwenchaguodahuoyouyuqitayuanyinchanshengdeyinglishifangdengshitongwenduyingliliefengchanshengdezhuyaoyuanyin。genjuwenduyingliliefengbiaoxianxingshishangdebutong，wenduyingliliefengkefenweibiaomian・、深層、貫通三種。
2.4　裂縫處理的一般原則
根據裂縫類型和所處位置不同，對其進行處理的方法也不同，對砼裂縫處理應遵循以下
原則：
　　a．表麵有防風化、防滲、抗衝、耐磨要求部位的裂縫應進行表麵處理。
　　b．減弱結構的整體性


、強度、防滲性能和造成鋼筋鏽蝕的裂縫，要進行灌漿處理。
　　c．危及建築物安全運行的裂縫，除采取灌漿處理外，必要時還應采取其他的加固措施。
　　d．對溫度反映敏感的裂縫，應在低溫季節後期裂縫開度較大時處理。
　　e．對活動性裂縫必須采用柔性材料進行處理。
三、 裂縫處理方案的選擇與確定
3.1　伸縮縫灌漿方案
　　在小浪底工程中，處理伸縮縫滲水，曾先後采用了不同的處理方案進行處理，各處理方案結果如下：


　　a)水泥灌漿方案：試圖通過在伸縮縫間注入水泥漿，而阻止地下水沿縫麵滲漏，但dan由you在zai伸shen縮suo縫feng間jian塗tu刷shua的de泥ni清qing油you膏gao等deng
，造zao成cheng灌guan入ru縫feng麵mian內nei漿jiang體ti不bu能neng與yu縫feng麵mian砼tong直zhi接jie結jie合he
，加jia之zhi砼tong段duan隨sui氣qi溫wen的de變bian化hua和he影ying響xiang
，從cong而er使shi水shui泥ni灌guan漿jiang對dui其qi滲水道路的封閉很難保證。小浪底1#導流洞的部分滲水縫段即按此法進行處理
，但其處理效果極差。並且由於水泥灌漿需要較大的灌漿孔，鑽孔施工輔助作業多，施工工藝性差，因此，水泥灌漿方法處理伸縮縫滲水其施工可靠性不能滿足工程需要和工藝需要。
　　b)相嵌止水條方案，在原1#導流洞的施工處理中，對伸縮縫的處理，還采用了在環間裂縫上相嵌膨脹止水條的方案
，其做法為：沿滲水縫麵切割砼約寬為5em
，深約10em的方形槽，然後在槽內放入5X 5em的膨脹式止水條，並隨及使用C80水泥砂漿進行封閉，止水條遇地下水後

，模向膨脹，形成止水，從而防止地下水的滲透
，施工實踐表明：其效果較差，工程運行中在高壓力的地下水壓力和過流時的高速下泄水流的雙重作用下
，相嵌的c80水泥砂漿極易脫落，從而對襯砌洞壁產生新的損傷，並且其施工工藝性能極差
，施工過程中勞動強度大。l#導流洞中局部伸縮滲水縫即按此法進行處理，但經過在較低水位簡短泄流後檢查，發現其相當部位的c80水泥砂漿相嵌體脫落，止水膠條失效。因此此種方法不適用於具有高地下水壓力和高流速過流表麵的滲水裂縫處理。
　　c)yishangliangzhongchulifangfa，junzaishensuofengmianjianqianrulegangxingtianchongti
，shifengmiansangshileyunxujiegoushensuobianxingdegongneng，kenengduijianzhuwudeanquanyunxingzaochengqianzaiweihai，bingqiezaijiegouwujingguowaijiewendubianhuadeyingxiang，henrongyishitianrutisunhuai，jingguoduiyishishidefanganhejieguodeyanjiufenxi
，zhenduitongshensuofengjiegoutedianhe滲水情況
，決定使用化學漿材進行灌漿處理，其方案如下：沿伸縮縫鑽斜交孔，使灌漿孔繞過上層止水帶
，與伸縮縫相交
，使用較低的灌漿壓力灌注化學漿液。其布置見附圖。化學灌漿材料選用KLY-G3聚氨酯堵漏劑，利用該堵漏劑遇水膨脹、固(gu)化(hua)的(de)原(yuan)理(li)，在(zai)止(zhi)水(shui)帶(dai)間(jian)形(xing)成(cheng)彈(dan)性(xing)充(chong)填(tian)墊(dian)
，以(yi)達(da)到(dao)止(zhi)水(shui)目(mu)的(de)。由(you)於(yu)化(hua)學(xue)灌(guan)漿(jiang)漿(jiang)材(cai)的(de)粘(zhan)度(du)小(xiao)，可(ke)灌(guan)性(xing)高(gao)
，能(neng)夠(gou)容(rong)易(yi)的(de)灌(guan)入(ru)出(chu)現(xian)的(de)砼(tong)缺(que)陷(xian)部(bu)位(wei)。灌(guan)漿(jiang)泵(beng)采(cai)用(yong)局(ju)科(ke)研(yan)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)輕(qing)型(xing)化(hua)灌(guan)泵(beng)和(he)進(jin)口(kou)電(dian)動(dong)泵(beng)。
3.2　施工縫和溫度應力裂縫灌漿方案
　　與(yu)伸(shen)縮(suo)縫(feng)的(de)處(chu)理(li)相(xiang)似(si)，對(dui)砼(tong)上(shang)出(chu)現(xian)的(de)施(shi)工(gong)縫(feng)和(he)溫(wen)度(du)裂(lie)縫(feng)
，曾(zeng)使(shi)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)方(fang)法(fa)，對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)切(qie)槽(cao)填(tian)縫(feng)和(he)埋(mai)設(she)灌(guan)漿(jiang)盒(he)
，采(cai)用(yong)磨(mo)細(xi)水(shui)泥(ni)與(yu)普(pu)通(tong)環(huan)氧(yang)漿(jiang)液(ye)灌(guan)漿(jiang)

，但(dan)其(qi)效(xiao)果(guo)均(jun)較(jiao)差(cha)
，並(bing)且(qie)由(you)於(yu)封(feng)縫(feng)操(cao)作(zuo)，對(dui)原(yuan)砼(tong)結(jie)構(gou)造(zao)成(cheng)了(le)新(xin)的(de)損(sun)傷(shang)。為(wei)此(ci)我(wo)們(men)根(gen)據(ju)其(qi)裂(lie)縫(feng)較(jiao)細(xi)和(he)滲水相對較小的特點
，經多次試驗，確定采取打斜孔(灌漿孔深根據裂縫類型
、深度確定，其與縫麵相交一般不少於裂縫深度的一半)、使用較高的灌漿壓力進行高壓灌漿的方法進行施工
，最大灌漿壓力約為砼抗壓強度的1/10。灌漿材料據現場每條裂縫的滲水量情況而定，分別采用KLY-G#聚氨酯堵漏劑和改性環氧樹脂係統漿材，滲水量較大的采用KLY-G3聚氨酯堵漏劑
，堵漏原理與伸縮縫相同；滲水量小和幹縫以及需要補強的裂縫采用KLY-G1係統。
四
、 新灌漿工藝的特點
　　傳統灌漿工藝流程：施工準備→查縫定位→布孔、鑽孔→清孔→鑿槽→安裝灌漿管
、貼盒→封縫→試氣補漏→現場灌漿→縫麵處理→驗收


新的灌漿工藝流程：施工準備→查縫定位→布孔、鑽孔→清孔→安裝灌漿塞、連接灌漿泵→灌漿→清理施工現場→驗收
新的灌漿工藝針對傳統灌漿工藝效率較低
、工序較多
、在處理細微裂縫時需鑿槽與封縫
、容易對原砼結構造成損傷
，並且灌漿壓力偏小、處理後的裂縫不美觀等缺點的基礎上對灌漿工藝上作了大量改進：
4.1　灌漿塞
caiyongliyongpengzhangyuanlijiagongerchengdepengzhangxingguanjiangsai，tidailexuyonghuanyangshajianggudingdeguanjiangsai
，nenggouyouxiaodebimianyonghuanyangshajianggudingguanjiangsaiguochengzhongduiguanjiangkongdedusai。bingqiezaipengzhangxingguanjiangsaineibusheyouliangdaodanxiangfa
，guanjiangjieshuhou
，danxiangfanenggouyouxiaodefangzhiguanrudejiangcaidaoyi，baozhengleguanjiangdezhiliang。guanjiangsaijingdutesheji
，tayousaitiheguanjiangganliangbufenzucheng。saitisuoxuzuankongkongjingweiф18mm。
4.2　鑽孔
采用進口電錘鑽孔，最大孔深達85cm
，孔徑範圍ф10～ф50，替代了風鑽鑽孔，減少了鑽孔的輔助工作量，簡化了施工工藝。
4.5　灌漿泵
采用德國產1750型灌漿泵
，替代了手壓灌漿泵
，減輕了勞動強度，並且由於此灌漿泵具有較高的灌漿壓力，從而使進行高壓灌漿能夠得以實施。
灌漿泵性能參數表
設備名稱　　　　　　　　　　 電動泵
功率(kW)　　　　　　　　　　　 1.5
最大壓力(MPa)　　　　　　　 24(可調)
最大流量(1/min)　　　　　　　　 3.2
備　　注　　　　　　　　　與灌漿塞用高壓管聯接
五


、 灌漿材料
5.1　灌漿材料的選用
灌漿漿材選用的原則為：具有較好的可灌性，粘度小、環保無毒並且能夠滿足結構物缺陷處理的需要，經反複試驗
，選用材料如下表。
灌漿材料選用表  裂縫類型  伸縮縫  施工縫滲水)  細微裂縫(滲水，縫寬小於0.2mm)
無滲水縫(施工
縫、細微裂縫)
新施工工藝
KLY-G3
KLY-G3和KLY-G1
KLY-G3和KLY-G1
KLY-G1
傳統施工工藝
HW+LW
HW-~-LW和EFA
HW+LW和EFA
EFA
5.2　灌漿用材料及相應指標
指標
KLY-G3
HW+LW
EFA係統
粘度(厘泊)
40～80
60～80
1.1
比重(g／cm3)
1.1
1.1
1.03一1.07
粘接強度(MPa)
1～1.8
0.7―1.7
1.7―1.9
抗壓強度(MPa)
　　　 80~100
抗壓強度(MPa)
　　　 12.5~14.8


抗滲
S15
S15
S15
伸長率(％)
300
273
膨脹率(％)
≥350
300
毒性
聚合體無毒
聚合體無毒
聚合體無毒
特點
    遇水發生固化反應，固化時間可用阻聚到在十幾秒至幾分鍾之間可調。固結體有較好的彈性，失水收縮遇水膨脹。
    雙組份材料，遇水發生固化反應，固化時間也可在十幾秒至幾分鍾之間可調。固結體有較好的彈性，失水收縮遇水膨脹。
    可根據裂縫類型，配製相應漿液。適用於潮濕縫灌漿。這種漿材親水性較好
，固結體強度高，即有堵水功能，又有補強效果。
優缺點
單組份材料，打開即用，滲透力強。
現場兩種材料需混合，粘度較大，滲透力較YN小。
滲透力強，粘度小
，強度高
，適用於細微裂縫。
5.3　EFA係統材料性能
材料性能與各因素關係曲線如下所示：
二乙烯三胺加量與固化時間關係曲線：　　　　　　　 
　溫度與固化時間關係曲線：
環氧樹脂粘度與固化時間關係曲線：
環氧樹脂粘度與時間關係曲線：
環氧脂粘度與時間關係曲線：
六
、 鑽孔灌漿工藝
6.1　鑽孔：采用進口電錘和Ф20的鑽頭鑽孔。最大鑽孔深度：85cm。　　
伸縮縫鑽孔：距縫0．3m，鑽60˚斜孔至上、下止水之間，孔深以過縫5cm～10cm最佳，開孔位置和孔斜避開上層止水，孔距1．5―2．0m。
施工縫和細微裂縫鑽孔距縫10cm

，鑽60˚斜孔，孔深30cra


，孔距0．5～0．8m。
6.2 灌漿：
灌漿順序自下而上
、由低向高，單孔逐一連續進行。
6.3 灌漿壓力及結束標準：
a　伸縮縫灌漿壓力及結束標準：
灌漿時利用上層止水片出漿
，灌漿開始時控製壓力及進漿率，等繞過上層止水漏出的漿液初凝後，提高灌漿壓力至1．0Mpa
，持續灌漿20min後即可結束灌漿。
b　施工縫、細微裂縫灌漿壓力及結束標準：
由於上述兩種裂縫較細

，灌漿開始時控製壓力和進漿速率，逐漸提高灌漿壓力(一般不大於砼抗壓強度的10％)至縫麵出漿後，保持10min即可結束本孔灌漿，改灌相鄰灌漿孔。當相鄰孔灌漿後，縫麵出漿不能連通時，應在兩孔間補孔。
6.4　所有孔灌漿結束後
，使用環氧沙漿進行封孔。
七、 運用效果分析
通過我們在長江三峽，黃河小浪底，萬家寨等工程項目中，使用上述方法，針對不同的裂縫類型進行灌漿處理後，未發現任何滲漏痕hen跡ji
，從cong處chu理li的de裂lie縫feng的de結jie果guo看kan
，所suo采cai用yong的de處chu理li方fang法fa是shi成cheng功gong的de
，所suo選xuan材cai料liao是shi適shi合he的de。針zhen對dui施shi工gong縫feng和he溫wen度du裂lie縫feng
，這zhe種zhong施shi工gong方fang法fa改gai變bian了le以yi往wang傳chuan統tong的de鑿zao槽cao→埋管→封縫→灌漿的灌漿工藝。提高了灌漿效率4~5倍。根據我們在工程施工過程中做的對比試驗，新方法克服了傳統工藝對裂縫處原狀砼的破壞和細微裂縫因手搖灌漿泵壓力過低、進漿量小處理結果差等缺點。在材料的選用上，對滲水較小的細微裂縫采用KLY-G1環氧樹脂漿液，該漿液粘度小
，可灌性強
，具有堵漏和補強兩種功能。在伸縮縫灌漿材料的選用上，首次采用KLY-G3堵漏劑，該材料是單組份材料，與LW和Hw相比施工較方便，且膨脹率大、密實性好、粘度較小，可灌性強

，與水反應時間可調
，在施工中可根據滲漏量大小在KLY-G3中zhong加jia入ru阻zu聚ju劑ji調tiao整zheng與yu水shui反fan應ying速su度du，可ke滿man足zu各ge種zhong裂lie縫feng的de灌guan漿jiang需xu要yao。特te別bie是shi對dui伸shen縮suo縫feng的de處chu理li，由you於yu固gu化hua體ti具ju有you彈dan性xing變bian形xing的de特te點dian，不bu會hui改gai變bian伸shen縮suo縫feng的de使shi用yong功gong能neng。


通(tong)過(guo)灌(guan)漿(jiang)成(cheng)果(guo)分(fen)析(xi)
，可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，伸(shen)縮(suo)縫(feng)灌(guan)漿(jiang)時(shi)

，由(you)於(yu)電(dian)動(dong)泵(beng)進(jin)漿(jiang)率(lv)高(gao)，在(zai)相(xiang)同(tong)壓(ya)力(li)情(qing)況(kuang)下(xia)，單(dan)米(mi)吃(chi)漿(jiang)量(liang)較(jiao)手(shou)動(dong)泵(beng)大(da)，單(dan)米(mi)耗(hao)時(shi)電(dian)動(dong)泵(beng)比(bi)手(shou)動(dong)泵(beng)少(shao)用(yong)時(shi)5fenzhong。youcikejian，zaitigaogongxiaodeqingkuangxia，youyudiandongbengchijiangliangda，cailiaoxiaohaotaida，duoshujiangyecongfengzhongloudiao。zhenduishangshuqingkuang，diandongbengzaihouqishensuofengguanjiangshigongzhong，caiyongdankongjianduanguanjiang，shijiangyezaifengzhongyouzugoudeguhuafanyingriyinsi，jianshaoleercijinjiangliang，danmichijiangliangmingxiandexiajiang
，jiangdi3％左右，基本上解決了材料的浪費問題。相對用傳統工藝處理伸縮縫灌漿，材料單米消耗多出40％

，但工效卻提高4~5倍。
溫度裂縫和施工縫灌漿時電動泵和手壓泵單米吃漿量差別不大，單米灌漿曆時平均相差4倍。由於手動泵灌漿壓力過小材料擴散半徑也相對較小，單米鑽孔和灌漿塞消耗相對電動泵多出1倍左右。由此可見，電動泵在工效上和材料消耗上都優於手動灌漿泵
，與傳統工藝相比較，材料消耗多出30％左右，但由於電動泵灌漿壓力大，材料擴散半徑相對也較大，灌漿質量相對較好，工作效率提高5～6倍
，取得了較好的整體效益。新的灌漿工藝整體上優於傳統灌漿工藝，基本上可滿足各種裂縫的處理要求，便於在施工中推廣。
實踐還表明：較高的灌漿壓力，有助於對細小裂縫的處理

，隻要灌漿壓力合適
，並不會對砼造成新的破壞。
八、 應用前景
化學灌漿是砼缺陷處理的一項非常有效的施工方法，它不僅能夠在水利水電等工程中得到應用，而且廣泛的應用於房屋
、交通運輸等結構缺陷的處理，前景廣闊。新材料
、新工藝和新設備的采用；，大大地提高了工作效率
，縮短了工期，降低了處理的成本，具有良好的經濟和社會效益。
此方法在施工過程中，能夠針對不同的裂縫類型，選用不同的化學漿材和相應的施工工藝，shiguanjiangxiaoguowanquannenggoumanzuguifandeyaoqiu。cifangfagongyixianjin
，caozuojianbian，shigongjindukuai
，duigezhongfengmiandechulizhiliangyouliang，bianyushigongzhongdetuiguangyunyong。