高性能聚氨酯防水涂料在姚村千河水电站管道裂缝处理中的应用

李翠玲 蒋学行

河南省林州市姚村千河水电站装机容量为820kW，输水洞内径为2.5m，管壁钢筋混凝土厚度为20cm，总长近1100m。管道的上游是一敞开式浆砌石水池，出口端安装了1台500kW和1台320kW水轮发电机，进出口高程差将近20m。该工程于2008年11月基本竣工，经压水试验，浆砌石水池和出口处的压差为1.6MPa，流速为1.2m/s，基本能满足发电要求。经过一年运行后，发现该电站压力管道多处出现不同程度的渗漏现象，管道顶部和底部均出现较长裂缝，其中在80m没有设伸缩缝的管道部分产生多条环形通缝，管道顶部和底部各有一条时断时续的裂缝，而且缝的宽度也不尽相同。经压水试验，出现裂缝的部位渗漏较严重。

目前混凝土裂缝处理多采用沿缝埋管灌浆、沿缝凿V或U形槽，然后用水泥砂浆、环氧树脂砂浆、弹性或韧性胶粘剂填平等方法，但是沿缝凿V或U形槽填刚性材料，材料会被拉开，形成新缝；填弹性材料后，为了延长渗径，深度接近甚至大于宽度，不利于材料的拉压变形，也难以适应面板的沉降变形，且两种形状下材料易被撕裂破坏，一般的弹性材料很难满足施工的要求。由于该电站运行时间不长，裂缝是活动缝，所以用传统方法处理很难满足活动变形裂缝防渗处理技术的要求，为解决管道裂缝问题，必须选择弹性材料以及合适的施工工艺进行处理。经过比选，最后采用了河南省水利科学研究院研制的高性能聚氨酯防水涂料，施工工艺借鉴渠道混凝土面板裂缝的防渗处理方法。

图1 防渗处理示意图

选择的高性能聚氨酯防水涂料基本性能为：颜色为灰色或者灰白色，可现场调制；流淌性为45°混凝土面涂3mm不流淌；表面干燥时间为2h；拉伸强度≥4.0MPa；断裂伸长率≥450%；粘接强度为1.2MPa；低温柔性为-25℃不脆裂；静水压力为骑缝（缝宽0.3mm) 涂5cm宽、3mm厚，在0.3MPa下不渗漏。

施工工序

磨槽。为降低管道糙率，减少水流冲刷对高性能膜的破坏，使用高性能聚氨酯防水涂料防渗处理前，要对裂缝进行磨槽处理。磨槽处理时以混凝土面板裂缝为中心线，骑缝用角磨机磨出宽6cm、深5mm的槽。磨槽后要达到槽内缝表面平整，深度均匀。

表面清理。用鼓风机清除槽内表面灰尘，确保混凝土表面清洁干燥，有利于提高涂膜与基面的粘接力。

设置隔离层。在槽内缝的表面骑缝粘贴薄膜或涂刷隔离剂形成隔离层，增加涂膜自由宽度，使材料能随裂缝变形，不容易被拉坏，提高抗渗能力。

涂刷底涂剂。高性能聚氨酯防水涂料刮入槽后，与槽内壁形成的粘接力亦是防渗的关键。提高两者之间粘接强度，一方面可提高防渗效果，另一方面可防止水流冲刷对高性能膜的剥离破坏。河南省水利科学研究院自主研制的DT—2底涂剂，具有粘度低、渗透力强等特点。采用DT—2底涂剂后，大大提高了高性能膜与混凝土面的粘接力。

涂刮高性能防渗材料。槽内分次涂刮高性能防渗涂料至与混凝土面板齐平，降低水流对材料的剥离作用，同时防渗材料不会阻水；涂刮厚度均匀，不得有气泡。现场高性能防渗涂料一次施工用多少就配制多少，避免浪费。

该施工新技术工艺简单，方便快捷，使材料能很好地随裂缝变形，磨槽有效延长了渗径，起到了很好的防渗作用。防渗处理示意图见图1。

应用效果

高性能聚氨酯防渗涂料拉伸强度高，断裂伸长率大，适应变形强，能承受较大水压力，弹性、耐久性好，环保无毒，颜色与混凝土颜色基本接近，施工时不流淌，满足了工程的需要。裂缝施工技术操作简单，方便快捷，确保了工程质量。经过防渗处理的姚村千河水电站已运行3年，裂缝处理部位无脱落及渗漏现象，取得了良好的应用效果。