膨潤(rùn)土注漿材料在北京地鐵五號(hào)線注漿工程中的應(yīng)用摘要: 以北京地鐵 5 號(hào)線某區(qū)間隧道為例, 介紹了膨潤(rùn)土注漿材料的性能及其在工程中的注漿施工工藝。關(guān)鍵詞: 膨潤(rùn)土; 注漿; 地鐵隧道1 工程概況 北京地鐵五號(hào)線 04 標(biāo)段包括一個(gè)車站和一個(gè)區(qū)間工程, 即天壇東門(mén)站—磁器口站區(qū)間和磁器口車站, 總長(zhǎng)度 1 175.19 m, 其中區(qū)間施工范圍長(zhǎng) 995.19m, 車站施工范圍長(zhǎng) 180 m。區(qū)間工程主要包括隧道及其所含的聯(lián)絡(luò)通道、迂回風(fēng)道、泵房、人防防護(hù)段、施工橫通道、豎井、與規(guī)劃七號(hào)線的聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)等土建工程。天壇東門(mén)至磁器口區(qū)間隧道分左右兩線, 采用礦山法施工, 工程防水采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu), 全外包防水模式, 不考慮引排二襯外的地下水, 防水層設(shè)在初支噴射混凝土與二襯混凝土之間。根據(jù)模板臺(tái)車的長(zhǎng)度, 以每 9 m 長(zhǎng)隧道為一段, 依次澆筑; 同時(shí),每段內(nèi)設(shè)不少于 9 根的回填注漿管, 注漿管直徑 25mm。 隧道結(jié)構(gòu)完成后, 最初施工方采用傳統(tǒng)的水泥漿回填, 但由于水泥漿含水量大、易收縮, 完成注漿后對(duì)混凝土裂縫和施工縫處的滲漏沒(méi)有起到明顯的改善作用, 不得不再次鉆孔進(jìn)行化學(xué)注漿, 因此大大增加了施工成本。在此情況下, 施工方最終選擇用膨潤(rùn)土注漿粉(Bentogrout)進(jìn)行注漿。2 膨潤(rùn)土注漿材料介紹 膨潤(rùn)土的主要成分為鈉基蒙脫石, 它是一種由微觀片狀晶體結(jié)構(gòu)組成的礦物; 片狀晶體通常小于 2μm 且呈膠狀, 它們能夠吸收水分子, 從而使得分子間距加大、膨潤(rùn)土顆粒膨脹; 一旦膨潤(rùn)土顆粒吸水后,分子內(nèi)電荷達(dá)到飽和即會(huì)阻止水分子通過(guò), 這就保證了膨潤(rùn)土具有極低的透水性, 使之具有優(yōu)良的防水屏障作用。在國(guó)外, 數(shù)十年來(lái)膨潤(rùn)土防水材料被廣泛應(yīng)用于地下建筑防水工程。 鈉基膨潤(rùn)土漿液作為一種堵漏用注漿材料, 在水合作用下, 一般可以膨脹到干燥時(shí)體積的 10～15 倍,防水功能能夠得到保證; 其使用成本也低于聚氨酯等其它化學(xué)注漿材料; 注漿時(shí)不需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)多開(kāi)鑿, 對(duì)已完工建筑的堵漏操作相對(duì)簡(jiǎn)單; 一旦注漿完成, 膨潤(rùn)土漿液將凝結(jié)在一起, 并會(huì)保持一定的柔韌性。膨潤(rùn)土漿液具有如下特點(diǎn): 1) 膨潤(rùn)土漿液注漿后會(huì)保持柔性, 不會(huì)由于地質(zhì)沉降和振動(dòng)引起混凝土開(kāi)裂而出現(xiàn)裂縫, 同時(shí)它還不受凍融循環(huán)的影響。 2) 膨潤(rùn)土漿液注漿后可以形成一層稠密的薄膜,具有良好的膠凝強(qiáng)度和粘著性, 使得漿液穩(wěn)定地附著在結(jié)構(gòu)的表面, 適用于石砌或混凝土結(jié)構(gòu)裂縫以及內(nèi)墻濕跡部位的滲漏水封堵。 3) 膨潤(rùn)土注漿可以通過(guò)遇水逐漸膨脹的特性, 進(jìn)行自我修補(bǔ)、封堵混凝土日后可能產(chǎn)生的裂縫。 4) 膨潤(rùn)土漿液不會(huì)產(chǎn)生熱量, 不會(huì)被微生物腐蝕, 用于填充大而空的區(qū)域。 5) 膨潤(rùn)土漿液主要是由惰性的天然材料組成, 因此它的使用壽命可與建筑結(jié)構(gòu)本身等同。3 膨潤(rùn)土注漿材料施工工藝 1) 加水?dāng)嚢?將每袋 22.6 kg 的膨潤(rùn)土注漿粉 (Bentogrout) 加入 53 L 清水中, 攪拌 3～5 min, 直至漿液中沒(méi)有粉塊且漿液均勻?yàn)橹埂嚢钑r(shí), 可以直接用木棒在桶中攪拌, 也可以使用專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行攪拌, 攪拌均勻后方可開(kāi)始注漿。 2) 安裝注漿嘴及送漿軟管 送漿軟管應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度, 太短會(huì)造成施工速度過(guò)慢, 而太長(zhǎng)則會(huì)損失過(guò)多注漿壓力。注漿嘴可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注漿管內(nèi)徑的尺寸, 自行焊接制作。準(zhǔn)備完畢后, 將送漿軟管兩頭分別連接注漿泵與注漿嘴, 注漿嘴要盡量深入地插入注漿管中, 并務(wù)必使兩頭連接牢固。 3) 注漿施工 將注漿嘴插入注漿管內(nèi)并固定牢固后, 以 0.6～0.8 MPa 的壓力泵送漿液至注漿管內(nèi), 直至漿液從鄰近的注漿管中流出(或注漿壓力保持 0.8 MPa 而不回落時(shí))停止注漿。膨潤(rùn)土漿液注漿不要求過(guò)高的注漿壓力, 注漿泵的工作壓力在 0.6～0.8 MPa 即可滿足注漿要求, 但要注意注漿泵需滿足泵送較為粘稠漿液的要求。在立面注漿時(shí), 應(yīng)按照由低到高的順序?qū)ψ{管進(jìn)行注漿。每根注漿管完成注漿后, 應(yīng)慢慢將注漿嘴拔出, 并使用塞子將注漿管堵嚴(yán), 防止?jié){液外漏。接著將注漿嘴移至下一根注漿管, 重復(fù)以上的步驟。注漿中斷超過(guò) 45 min 時(shí), 需要及時(shí)用清水清洗注漿泵,以防止?jié){液凝固影響下次注漿質(zhì)量。 一定范圍內(nèi)的注漿管全部注漿完成后, 移動(dòng)注漿泵等施工設(shè)備至下一區(qū)域中, 并重復(fù)以上三個(gè)步驟繼續(xù)注漿。4 結(jié)語(yǔ) 膨潤(rùn)土漿液注漿施工完成后, 隧道混凝土結(jié)構(gòu)施工縫及裂縫處的濕跡逐日縮小, 最終使混凝土表面完全干燥。膨潤(rùn)土漿液注漿把回填注漿與堵漏注漿合二為一, 簡(jiǎn)化了施工步驟, 縮短了施工時(shí)間, 降低了施工費(fèi)用, 是繼膨潤(rùn)土防水毯之后膨潤(rùn)土防水材料在地下防水工程中的又一次技術(shù)革新。