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注浆材料在地下工程防水堵漏中的应用

发布时间:2019-04-15 10:04:21浏览量:

1.前言
 
随着大规模城市建设的开展,对高层建筑的地下停车场、地下商业场所、地铁车站、人行通道等地下工程的防水要求也越来越高。但由于地质条件、气候条件、设计和施工等诸多因素的影响,地下工程渗漏水的情况越来越严重。主要表现为混凝土裂缝、施工缝、变形缝及混凝土表面渗漏水。地下工程渗漏水,会影响到结构和设备的使用,影响到地下工程的运营和使用,缩短工程的使用年限,当然更加会影响地下工程内部的外观质量。如何更加有效地保证地下工程的防水效果,以及在出现渗漏水后如何治理和补救是我们不断在探索的课题。
 
对渗漏水结构进行堵漏的工艺以及选用的材料多种多样。一般传统堵漏的方法,由于堵漏效果以及机具设备的影响,不适合在已经运营中的地下商业场所、车站等地下工程中施工。而采用高压化学注浆,能很好的解决堵漏效果不好、机具过于庞大、施工时间和场地受极大限制等问题。本文以北京地铁昌平线城南站项目为例,介绍高压化学注浆堵漏的工艺及其适用范围,可供类似工程参考。
 
 
2.工程概况
 
北京地铁昌平线城南站采用明挖顺做法施工,车站主体结构为二层三跨箱型框架结构。中间顶板埋深3.0m,车站结构标准段总高度13.0m,结构底板埋深16.0m,车站标准段外包宽度为20.5m,外包总长246.35m。车站防水等级为1级,不允许有渗水,结构表面无湿渍。
 
项目顺利竣工,地铁车站开始运营之后,发现站台层部分区域(地下二层)由于混凝土细小裂缝、蜂窝麻面、内部孔洞等原因开始渗水,需进行堵漏处理。
 
3.堵漏工艺选择
 
该项堵漏工程具有以下特点和难点:①地铁车站已经开始运营,且站台层轨行区带高压电,所以每天能进行堵漏施工的时间只有地铁车站停止运营的凌晨两三个小时,需运营单位审批。②轨行区渗水部位与站台层、站台层与地面均有较大高差,大型机械无法上下。因此需结合此工程特点和难点进行堵漏工艺选择。一般常用的堵漏工艺有以下几种方法:
 
1)水泥浆液注浆工艺
 
传统的注浆堵漏工艺一般为水泥浆液注浆。但由于水泥浆液中水泥颗粒较大,无法很好注入细小裂缝,或注入时间较长且压力需求较大。因此对于细小裂缝产生的渗水堵漏效果不是很好。并且水泥浆液注浆的机具一般长宽高都达1m,重达几百千克,进入已经运营的地铁车站非常不方便,所需人力也较大。综合上诉原因,水泥浆液注浆工艺不适合在已经运营的车站中进行渗水堵漏施工。
 
2)水泥基等材料表层堵漏工艺
 
    使用水泥基等表层堵漏材料,将渗水部位的混凝土裂缝或者蜂窝麻面凿除,然后使用水泥基进行堵漏。此方法虽然不用携带大型机械,且操作简单,但是只能堵住结构表层的渗水。由于结构内部的裂缝和细小孔洞并未被封堵,随着时间的推移,水在结构内部裂缝移动,加上地下工程一般结构外部水压力较大,往往是堵住这边,另外一边又开始渗水。堵水效果不好。
 
3)高压化学注浆工艺
 
高压化学注浆堵漏技术就是利用高压注浆机产生的持续高压,将化学料液灌注到砼内部的缝隙中,并将缝中的水完全挤走,化学浆液在缝隙中发泡凝固,将缝隙完全填充满,达到止水的目的。
 
 
4.工艺特点
 
化学高压注浆压力高且稳定可靠,可让化学浆液完全进入砼结构深层微小裂缝内部,能有效渗透入混凝土结构的接缝、施工缝、蜂窝麻面及混凝土收缩裂缝内,有效处理渗漏水,施工工艺简单,止水和防水效果好;灌浆液成品加工技术成熟,品种齐全,基本上都已实现了单组份成品化生产,不需现场调配,质量稳定,开桶即可使用。浆液耐化学腐蚀,固化后无毒、环保、可长久防水;
 
在机具上我们选择使用美国原装高压注浆机。该机使用220v 单相电,可长时间连续使用。整机重量18kg,一人可以提走。灌浆压力可在0~40Mpa 之间准确设定,操作简便,省时省力。灌浆开关阀门采用扳机式,像手枪一样,机器平时不工作,扣动扳机随时工作,非常方便。本机经久耐用,维修清洗方便。设备体积小,施工场地适应性强;施工速度快、效率高,止水效果非常好。
 
因此高压化学注浆十分适合在已经运营的地铁车站中进行堵漏施工。
 
5.施工工艺
 
具体工艺流程因操作简单,且有大量现成资料可查。高压化学注浆机厂家以及化学灌浆液厂家均可提供,在此不再赘述。
 
6.材料与设备
 
6.1 注浆机的选用
 
高压化学注浆的注浆机具有多种多样,应根据工程大小、渗水量大小、所需压力大小、是否需要电源等等因素综合考虑进行选择。但所有高压化学注浆机具均小巧便携,一人便可提走。
 
6.2 灌浆嘴(止水针头)的选用
 
工业化生产的注浆嘴目前共有四种类型:铜嘴、铝嘴、钢嘴、塑料嘴,前三种为环压式。分为前止水型,即注浆嘴进料口的逆止阀门设在进口处;后止水型,即进料口的逆止阀门设在出口处,可视具体情况进行选择。前止水型埋设好嘴后,可将前端拧下来进行泄压排水,待注浆时再拧上去;后止水型埋好嘴,就不能排水泄压了,但施工完毕即可拆除注浆嘴进行下道工序的施工。常用注浆嘴的橡胶密封部分直径为10~14mm 不等,需配相同直径的钻头。对密实型结构选用长度为7~8cm 的注浆嘴即可;对松散型结构,可选用长度为10~15cm 的注浆嘴。
 
6.3 灌浆液的选择
 
很常用的堵漏化学注浆液是聚氨酯堵漏剂。分为油溶性(疏水型WPU)和水溶性(亲水型OPU)两类,适用的场合不同。水溶性聚氨酯固化后胶结体为弹性体软泡,可将水包住,但水份流失后将收缩到原体积,优点是弹性好抗变形,适用于长期有水场合。油溶性堵漏剂固化后胶结体为疏水性硬泡,反应后形成的胶结体不收缩,但弹性小,抗变形能力差,适用于变形小的场合。
 
目前市场上生产聚氨酯灌浆液的厂家以及品牌多种多样,性能也有各有差异,这里不做详述。其中密度、粘度、凝胶或凝固时间等性能都可根据实际需要向厂家定制。
 
6.4 常用辅助机具设备材料
 
1)高压清洗机:用于洗缝。工作压力6~8Mpa,喷枪上需配上牛油头才可使用。
 
2)电锤、冲击钻头:用于钻孔,常选用直径10~14mm,长度35~40cm 的冲击钻头。
 
3)防水电缆:3×2.5,带电源插座的线盘。
 
4)丙酮:用于清洗注浆机等,也可作为注浆料的稀释剂。
 
5)水泥基防水材料(防水型、堵漏型):用于封缝、封口。
 
7.质量控制
 
7.1高压化学注浆堵漏施工应由受过专业培训的人员且有专业施工设备的施工队伍进行施工。
 
7.2 钻孔中根据所用止水针头大小选择钻孔大小,务必使针头与钻孔之间契合密实,不漏水。钻孔中严禁将结构打穿。
 
7.3 裂缝周边以及钻孔后留下的粉尘须先清理干净后才能进行注浆堵漏。
 
7.4 注浆时务必保证相邻孔开始出浆后再停止注浆,换下一个孔,以保证裂缝之间空隙已全部被浆液填满,确保堵漏效果。
 
8.安全措施
 
8.1 施工时操作人员须佩戴防护眼镜、橡胶手套、安全帽等劳动安全防护用品。
 
8.2 施工现场严禁烟火。丙酮、注浆料均为易燃危险品,施工现场要远离火源,通风良好。
 
8.3 钻孔时注意电锤伤人,高压管路保持畅通,防止爆裂。注浆设备用完,要及时清洗干净。
 
8.4进入运营后的地下区间施工时,须严格按照运营单位相关规定申请施工时间,在施工时间内进场施工,施工完毕后确保将所有施工人员及器具撤离施工场地。
 
8.5 部分墙壁或隧道洞顶漏水位置过高时,须做好防护措施,防止高空坠落。
 
9.环保措施
 
9.1 固化后的已溢出的注浆液及时清走,统一收集,并带出施工场地妥善处理。
 
9.2 施工完毕后使用丙酮清洗注浆机产生的废水须集中收集处理,不可随意排放。丙酮和注浆液在未使用时,须密封良好,防止散发出的气味污染空气。       
 
9.3 在地下工程施工中,钻孔时产生的粉尘较大,需做好通风措施。
 
9.4 施工过程中产生的施工垃圾在施工完毕后由专人清理,收集并带出场地。保证来时和去时一个样。尤其在已开通运营的地下车站、地铁线路、商业场所等地下工程中进行堵漏处理时须注意,防止因为遗漏的施工垃圾或器具,造成运营线路的堵塞或故障,进而造成事故。
 
10.工艺工程实例效果
 
高压化学注浆堵漏成功应用于北京轨道交通昌平线01标城南站结构渗漏水的治理,在施工过程中,未影响地铁的正常运营,渗漏水获得了迅速,良好的处理。确保了运营,工程质量满足规范和合同要求,实现了良好的社会效益。
 
 
11.结束语
 
通过高压化学注浆在地下工程防水堵漏中的实际应用,可以看出本工艺适用于各种地下工程的防水、堵漏施工,如地铁车站、地下商业场所、人防地下室、地下通道、地下车库等工程的防水堵漏。
 
高压化学注浆浆液能深入须0.02mm的发丝裂缝,对于裂缝宽度小于2mm且漏水量不是特别大的结构,或施工场地狭小,大型注浆机具无法进入,施工时间较短,施工效率要求较高的堵漏工程,宜选用高压化学浆液注浆。对于宽度大于2mm的裂缝,要考虑注浆的补强结果,注浆材料宜采用超细水泥、改性水泥浆液或特殊化学注浆。
 
随着城市空间越来越密集,未来城市地下工程的开发和利用也会越来越频繁,对地下工程防水等级的要求也会越来越高,地下工程渗漏水治理也愈发重要。在常规注浆堵漏工艺无法在地下工程中实现良好治理效果的时候,高压化学注浆堵漏工艺能实现良好效果,且施工工艺简单便捷,见效快,对周边环境影响小。
 
 
 
 
 
在查阅大量资料、吸取国内外成功经验、与厂家深入沟通并且现场试验后,我们选择了高压化学注浆工艺对地铁车站内的渗水部位进行堵漏。