地鐵運(yùn)營(yíng)隧道灌漿堵漏材料的選用

1 灌漿材料簡(jiǎn)介
灌漿堵漏就是將一定的材料配成漿液，用壓送設(shè)備將其灌人縫隙內(nèi)或孔洞中，使其擴(kuò)散、膠凝或固化，以達(dá)到防滲堵漏的效果。通常用于防水工程上的堵漏灌漿材料主要有水泥灌漿材料和化學(xué)灌漿材料兩種。水泥漿具有結(jié)石強(qiáng)度高、材料來(lái)源大、價(jià)格低、運(yùn)輸儲(chǔ)存方便、灌漿工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用最為廣泛的基本灌漿材料之一。但是，由于它屬于顆粒材料，對(duì)微小裂隙的處理不能起到滿(mǎn)意的效果；此外水泥漿材凝固時(shí)間長(zhǎng)，在有一定流速的漏水部位灌漿
時(shí)會(huì)在凝固前被水稀釋或沖走，難達(dá)堵漏的目的。因此，水泥灌漿只適用灌注不存在流水條的混凝土裂縫和其他較大缺陷的修補(bǔ)。化學(xué)灌漿比水泥漿材具有較好的可灌性，它能按工程的需要調(diào)節(jié)漿液的膠凝時(shí)間，適用于有流動(dòng)水部位的堵漏或防滲，常用的化學(xué)灌漿材料主要有四種。
1．1水溶性聚氨脂
水溶性聚氨脂堵漏劑系以甲苯二異氰酸脂與三羥基水溶性聚醚進(jìn)行化學(xué)合成，形成端基含有過(guò)量游離異氰酸根基團(tuán)的高分子化合物。該材料注入漏水部位后，以水為交聯(lián)劑立即進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，放出C0：，體積膨脹，并與周?chē)啊⑹裙探Y(jié)成彈性的固結(jié)體，從而達(dá)到堵水目的。但是該材料在進(jìn)入裂縫后由于漿液遇水膨脹而堵塞裂縫，使?jié){液難以注進(jìn)裂縫深一層的位置，因而未能真正封堵整個(gè)裂縫中的漏水。此外，后注入的漿液受沿裂縫滲入的外水影響，再次吸水膨脹，可能導(dǎo)致頂脫外封閉面層，重新滲水、漏水。水溶性聚氨脂適用于地下室、礦井、水池及地下工程滲漏部位的堵漏，對(duì)變形縫部位的堵漏效果較好。
1．2甲凝
甲凝注漿補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)漏材料系以甲基丙烯酸甲脂為主劑，加人一些添加劑配制而成，是一種高強(qiáng)度聚合物。它具有粘度低、可灌性好；凝結(jié)時(shí)間可任意控制在幾分鐘至數(shù)小時(shí)內(nèi)；與構(gòu)件粘結(jié)強(qiáng)度高，耐老化，能抗水、抗稀酸和堿的侵蝕；滲透能力強(qiáng)，擴(kuò)散半徑大；對(duì)混凝上無(wú)銹蝕作用，能與混凝土及鋼筋牢固粘結(jié)，增進(jìn)鋼筋1昆凝土的力學(xué)強(qiáng)度，延長(zhǎng)建筑物的使用年限優(yōu)點(diǎn)。但該材料忌水，就是在十分潮濕的情況下亦不得使用。甲凝注漿適用于在干燥情況下裂縫補(bǔ)強(qiáng)，尤其是微細(xì)裂縫的補(bǔ)強(qiáng)，還適用于巖石地基注漿等工程。
1．3丙凝(ZH656、MG646)
丙凝是丙烯酰胺漿液的簡(jiǎn)稱(chēng)，系以丙烯酰胺為主劑，添加交聯(lián)劑、還原劑、氧化劑按一定的配合比加水配制而成。它分甲、乙兩液，施工時(shí)，分別用兩種等量容器同時(shí)等壓、等量噴射混合，合成丙凝漿液，注入滲漏部位，經(jīng)引發(fā)、聚合、交聯(lián)反應(yīng)后，形成富有彈性但不溶于水及一般溶劑的高分子硬性凝膠。丙凝具有粘度低、可灌性好、膠凝時(shí)間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，以及抗酸堿、抗細(xì)菌侵蝕、漿液易于配制等優(yōu)點(diǎn)，但是凝固后強(qiáng)度較低，膠體濕脹干縮，只有長(zhǎng)期浸沒(méi)在水中才能保持止水性能。因此，不宜經(jīng)常發(fā)生干濕變化的部位作為永久性止水措施。丙凝注漿適用于泵房、水壩、水池、隧道、巖基等工程堵水、補(bǔ)漏、防滲。
1．4改性環(huán)氧
常規(guī)環(huán)氧類(lèi)堵漏材料具有良好的力學(xué)性能和耐老化性，但存在親水性差，不適于帶水作業(yè)環(huán)境下的施工。今年來(lái)，針對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的粘度大和遇水不能很好固化的問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)研究，已找到了降低粘度和在水中亦能固化的途徑。通過(guò)加入糠醛、丙酮及其他添加劑，經(jīng)改良后的改性環(huán)氧灌漿材料能夠滿(mǎn)足帶水作業(yè)要求。具有粘度低、濕潤(rùn)性強(qiáng)、綜合力學(xué)性能強(qiáng)度高、耐老化、無(wú)毒等特征，其固化后的固結(jié)體無(wú)體型收縮。對(duì)在含水地層的處理中，具有優(yōu)異的滲透性，可注入極低滲透的(k二10—6—10—8cm／s)泥層，并使其固結(jié)，可提高1昆凝土結(jié)構(gòu)整體自防水能力。改性環(huán)氧適用于各種結(jié)構(gòu)(包括有振動(dòng)、高溫、腐蝕性介質(zhì)作用的結(jié)構(gòu))補(bǔ)強(qiáng)加固和堵漏。
2 滲漏類(lèi)型和原因分析
地鐵運(yùn)營(yíng)隧道出現(xiàn)滲漏主要有下列四種類(lèi)型：
2．1結(jié)構(gòu)變形縫滲漏水
導(dǎo)致變形縫滲漏水的主要原因是止水帶埋設(shè)不當(dāng)，在施工中由于種種原因，止水帶沒(méi)有按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，造成止水帶破裂，偏離設(shè)計(jì)定位要求，或者止水帶老化失效。對(duì)變形縫的滲漏處理宜采用更換止水帶，表面安裝接水槽的方法(其工藝及選材與本文主題聯(lián)系不大，就不再詳細(xì)描述)。
2．2施工縫滲漏水
施工縫是混凝土結(jié)構(gòu)施工造成的，在施工縫處一般都設(shè)置有止水材料，如果止水材料性能不適應(yīng)施工條件或者是埋設(shè)工藝不當(dāng)，當(dāng)混凝土收縮時(shí)，出現(xiàn)裂隙。
2．3混凝上開(kāi)裂漏水
在大尺度結(jié)構(gòu)中，混凝土受干縮和溫度變化的影響產(chǎn)生形變，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到外部邊界約束，不能自由伸張和收縮時(shí)，結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，形成裂縫。
2．4結(jié)構(gòu)混凝土滲水
由于混凝土配合比不當(dāng)，致使抗?jié)B等級(jí)太低，或者混凝土大面積振搗不足，致使混凝土疏松，會(huì)導(dǎo)致面滲水。由于混凝土局部漏振，或者模板穿心螺栓的止水措施不當(dāng)，將引起點(diǎn)滲漏。
3 運(yùn)營(yíng)隧道灌漿堵漏選材
第2．2—2．3類(lèi)滲漏宜采用化學(xué)灌漿方法進(jìn)行堵漏，根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)隧道的使用特性及深埋于地下受地下水影響的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為灌漿堵漏材料的選用上均應(yīng)著眼于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，提高混凝土結(jié)構(gòu)整體自防水能力。改性環(huán)氧具有以下特點(diǎn)：
3．1優(yōu)良的滲透性和親和性，能在潮濕的混凝土基面上濕潤(rùn)鋪展，在水界質(zhì)的濕縫中填充，并對(duì)混凝土界面進(jìn)行粘結(jié)
補(bǔ)強(qiáng)。
3．2嵌縫封閉槽口小，縫深X縫寬為2—3cmX2—3cm鉆孔時(shí)，不破壞混凝土結(jié)構(gòu)又達(dá)到漿液封閉不外串，同時(shí)確保漿液充分充填縫隙。
3．3環(huán)氧材料的力學(xué)性能好，其抗拉剪應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土的抗拉、抗剪應(yīng)力，當(dāng)混凝土受溫差變化產(chǎn)生形變時(shí)，被粘貼部位不易拉裂，既能對(duì)裂縫止水又能收到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的效果。
3．4施工方法簡(jiǎn)單，機(jī)具輕便、實(shí)效，易于控制注漿質(zhì)量。
3．5處理后的縫面易于修復(fù)平整，與原混凝土為一體。
3．6對(duì)于混凝土鋼筋部位的滲漏，通過(guò)注漿可使?jié){液沿鋼筋毛細(xì)孔隙滲入，滲透距離可達(dá)1—2m，滲入的漿液可以使混凝土與鋼筋的粘聚力增大，對(duì)鋼筋起到防銹蝕作用。
3．7對(duì)于含有污泥、臟水的隧道底板、道床裂縫，注人的漿液可使其固結(jié)，達(dá)到止水的目的。
綜上所述，對(duì)地鐵隧道滲漏的灌漿2003年第4期(總第12期)堵漏材料宜選用改性環(huán)氧樹(shù)脂。其漿材的組成成分：主劑一正—44環(huán)氧樹(shù)脂；稀釋劑一糠醛、丙酮；固化劑一伯胺類(lèi)乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等；促凝劑一酚類(lèi)，如苯酚、間苯二酚等；填充料一水泥、煤焦油。
4 施工工藝及注意事項(xiàng)
4．1施工工藝
堵漏施工順序應(yīng)先堵大漏、后堵小漏；先高處、后低處；先墻身、后底板。灌漿工藝大體可分為以下幾個(gè)步驟：
4．1．1現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，確定具體修補(bǔ)方案。
4．1．2沿裂縫開(kāi)槽，槽型“V”，槽寬X深為2—3X2—3cm(本工序適用于裂縫補(bǔ)漏)。
4．1．3確定灌漿孔的設(shè)計(jì)和布孔方案。
灌漿孔的位置需使孔的底部與漏水裂縫孔隙相交，并選在漏水量最大處。布孔的原則是：
①以導(dǎo)出漏水為目的；
②在集中漏水處布孔，裂縫大、水流量大，則孔距大；縫小則孔距小；
③漿液粘度大，孔距小。
4．1．4封縫和固結(jié)灌漿嘴。
4．1．5壓水壓氣檢查，壓水或壓氣時(shí)壓力應(yīng)維持0．3—0．4MPa。
4．1．6配制漿液，漿液凝結(jié)時(shí)間可通過(guò)改變組成材料用量加以調(diào)整。
4．1．7灌漿
灌漿是整個(gè)灌漿堵漏的中心環(huán)節(jié)，必須有專(zhuān)職熟練的人員進(jìn)行操作，有組織地進(jìn)行分工，固定崗位，其操作程序如下：
(1)對(duì)整個(gè)灌漿系統(tǒng)進(jìn)行全面檢
(2)對(duì)垂直裂縫自下而上，水平裂縫從一端向另一端進(jìn)行灌漿；
(3)將灌漿系統(tǒng)和灌漿嘴牢固聯(lián)結(jié)，打開(kāi)排水閥門(mén)；
(4)開(kāi)放灌漿系統(tǒng)的全部閥門(mén)，起動(dòng)壓力泵，待漿液從排水閥門(mén)流出后，即關(guān)閉排水閥門(mén)，加壓進(jìn)行正常灌漿。
4．1．8結(jié)束灌漿，在結(jié)束前須用丙酮將管路的漿液頂人縫中，預(yù)計(jì)溶劑占滿(mǎn)管路時(shí)即停止灌漿。
4．1．9縫子L。
4．1．10待漿液完全固化后恢復(fù)表面。
4．2施工注意事項(xiàng)剔除注漿嘴
4．2．1注漿前應(yīng)對(duì)注漿系統(tǒng)全面細(xì)致地檢查一遍。注漿閥、管及壓力表等器件的接頭部分是否牢固?扎頭是否擰緊?否則會(huì)引起爆管或串漿事故。
4．2．2注漿時(shí)應(yīng)嚴(yán)密注意注漿壓力、流量、時(shí)間等參數(shù)，力求一次成功，對(duì)有些吃漿量大的部位可采用間歇注漿的方
法。
4．2．3注漿時(shí)在各接縫處可能出現(xiàn)跑漿、冒漿現(xiàn)象，這種情況屬于封閉不嚴(yán)所致。應(yīng)停止注漿，封閉嚴(yán)以后再注漿。
4．2．4注漿時(shí)有時(shí)壓力突然上升，這種是假壓力。是由于局部或部位暫時(shí)堵塞所致，隨著高壓力的進(jìn)入，堵塞物會(huì)被沖開(kāi)，壓力下降，屬正常現(xiàn)象，此時(shí)可持續(xù)灌漿。
4．2．5注漿時(shí)施工一定要帶安全帽、護(hù)目鏡、口罩和膠手套，防止?jié){液濺到皮膚地鐵科技或眼睛。如濺到皮膚上，可先用丙酮或酒精清洗，再用稀氨水或肥皂水洗凈，涂上油脂；如濺到眼睛，應(yīng)用大量清水沖洗，再用干凈毛巾或手帕擦盡藥液，用溫水洗臉，然后再送醫(yī)院。
4．2．6注漿時(shí)一定要注意和保持通風(fēng)良好，施工現(xiàn)場(chǎng)一定要遠(yuǎn)離火源，嚴(yán)禁吸煙，防止火災(zāi)發(fā)生。
4．2．7進(jìn)行注漿環(huán)節(jié)時(shí)必須在附近設(shè)備上鋪上塑料布或報(bào)紙，避免漿液污染設(shè)備。
4．2．8施工完畢后應(yīng)及時(shí)清理施工現(xiàn)場(chǎng)作好出清工作，避免物品侵入地鐵限界導(dǎo)致行車(chē)事故。
5 結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)人員對(duì)已完成施工的部位跟蹤檢查，采用改性環(huán)氧灌漿處理后的部位基本已不再滲漏。實(shí)踐證明，環(huán)氧類(lèi)堵漏材料通過(guò)添加劑的作用能改變常規(guī)環(huán)氧親水性差的缺點(diǎn)，保留環(huán)氧樹(shù)脂的良好力學(xué)性能和耐老化性，有效地在帶水環(huán)境下封堵地下水的滲漏。可以在地鐵運(yùn)營(yíng)隧道推廣使用改性環(huán)氧灌漿材料。
參考文獻(xiàn)
11)鄧鈁印．建筑工程防水材料手冊(cè)．第二版．中國(guó)建筑工業(yè)出版社．2001
[2]沈春林．防水材料手冊(cè)．中國(guó)建材工業(yè)出版
[3]張樹(shù)勛主編．看圖學(xué)地下防水堵漏技術(shù)