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注漿材料在地下工程防水堵漏中的應用

發布日期:2018-04-25 作者: 點擊:

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1.前言

隨著大規模城市建設的開展,對高層建筑的地下停車場、地下商業中心、地鐵車站、人行通道等地下工程的防水要求也越來越高。但由于地質條件、氣候條件、設計和施工等諸多因素的影響,地下工程滲漏水的情況越來越嚴重。主要表現為混凝土裂縫、施工縫、變形縫及混凝土表面滲漏水。地下工程滲漏水,會影響到結構和設備的使用安全,影響到地下工程的運營和使用安全,縮短工程的使用年限,當然更加會影響地下工程內部的外觀質量。如何更加有效地保證地下工程的防水效果,以及在出現滲漏水后如何治理和補救是我們不斷在探索的課題。

對滲漏水結構進行堵漏的工藝以及選用的材料多種多樣。一般傳統堵漏的方法,由于堵漏效果以及機具設備的影響,不適合在已經運營中的地下商業中心、車站等地下工程中施工。而采用高壓化學注漿,能很好的解決堵漏效果不好、機具過于龐大、施工時間和場地受極大限制等問題。本文以北京地鐵昌平線城南站項目為例,介紹高壓化學注漿堵漏的工藝及其適用范圍,可供類似工程參考。

2.工程概況

北京地鐵昌平線城南站采用明挖順做法施工,車站主體結構為二層三跨箱型框架結構。中心頂板埋深3.0m,車站結構標準段總高度13.0m,結構底板埋深16.0m,車站標準段外包寬度為20.5m,外包總長246.35m。車站防水等級為1級,不允許有滲水,結構表面無濕漬。

項目順利竣工,地鐵車站開始運營之后,發現站臺層部分區域(地下二層)由于混凝土細小裂縫、蜂窩麻面、內部孔洞等原因開始滲水,需進行堵漏處理。

3.堵漏工藝選擇

該項堵漏工程具有以下特點和難點:①地鐵車站已經開始運營,且站臺層軌行區帶高壓電,所以每天能進行堵漏施工的時間只有地鐵車站停止運營的凌晨兩三個小時,需運營單位審批。②軌行區滲水部位與站臺層、站臺層與地面均有較大高差,大型機械無法上下。因此需結合此工程特點和難點進行堵漏工藝選擇。一般常用的堵漏工藝有以下幾種方法:

1)水泥漿液注漿工藝

傳統的注漿堵漏工藝一般為水泥漿液注漿。但由于水泥漿液中水泥顆粒較大,無法很好注入細小裂縫,或注入時間較長且壓力需求較大。因此對于細小裂縫產生的滲水堵漏效果不是很好。并且水泥漿液注漿的機具一般長寬高都達1m,重達幾百千克,進入已經運營的地鐵車站極其不方便,所需人力也較大。綜合上訴原因,水泥漿液注漿工藝不適合在已經運營的車站中進行滲水堵漏施工。

2)水泥基等材料表層堵漏工藝

    使用水泥基等表層堵漏材料,將滲水部位的混凝土裂縫或者蜂窩麻面鑿除,然后使用水泥基進行堵漏。此方法雖然不用攜帶大型機械,且操作簡單,但是只能堵住結構表層的滲水。由于結構內部的裂縫和細小孔洞并未被封堵,隨著時間的推移,水在結構內部裂縫移動,加上地下工程一般結構外部水壓力較大,往往是堵住這邊,另外一邊又開始滲水。堵水效果不好。

3)高壓化學注漿工藝

高壓化學注漿堵漏技術就是利用高壓注漿機產生的持續高壓,將化學料液灌注到砼內部的縫隙中,并將縫中的水完全擠走,化學漿液在縫隙中發泡凝固,將縫隙完全填充滿,達到止水的目的。

在查閱大量資料、吸取國內外成功經驗、與廠家深入溝通并且現場試驗后,我們最終選擇了高壓化學注漿工藝對地鐵車站內的滲水部位進行堵漏。


4.工藝特點

化學高壓注漿壓力高且穩定可靠,可讓化學漿液完全進入砼結構深層微小裂縫內部,能有效滲透入混凝土結構的接縫、施工縫、蜂窩麻面及混凝土收縮裂縫內,有效處理滲漏水,施工工藝簡單,止水和防水效果好;灌漿液成品加工技術成熟,品種齊全,基本上都已實現了單組份成品化生產,不需現場調配,質量穩定,開桶即可使用。漿液耐化學腐蝕,固化后無毒、環保、可永久防水;

在機具上我們選擇使用美國原裝高壓注漿機。該機使用220v 單相電,可長時間連續使用。整機重量18kg,一人可以提走。灌漿壓力可在0~40Mpa 之間精確設定,操作簡便,省時省力。灌漿開關閥門采用扳機式,像手槍一樣,機器平時不工作,扣動扳機隨時工作,非常方便。本機經久耐用,維修清洗方便。設備體積小,施工場地適應性強;施工速度快、效率高,止水效果立竿見影。

因此高壓化學注漿十分適合在已經運營的地鐵車站中進行堵漏施工。

5.施工工藝

高壓化學注漿堵漏工藝流程如圖4-1

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5-1 地鐵高壓化學注漿堵漏工藝流程圖

具體工藝流程因操作簡單,且有大量現成資料可查。高壓化學注漿機廠家以及化學灌漿液廠家均可提供,在此不再贅述。

6.材料與設備

6.1 注漿機的選用

高壓化學注漿的注漿機具有多種多樣,應根據工程大小、滲水量大小、所需壓力大小、是否需要電源等等因素綜合考慮進行選擇。但所有高壓化學注漿機具均小巧便攜,一人便可提走。

6.2 灌漿嘴(止水針頭)的選用

工業化生產的注漿嘴目前共有四種類型:銅嘴、鋁嘴、鋼嘴、塑料嘴,前三種為環壓式。分為前止水型,即注漿嘴進料口的逆止閥門設在進口處;后止水型,即進料口的逆止閥門設在出口處,可視具體情況進行選擇。前止水型埋設好嘴后,可將前端擰下來進行泄壓排水,待注漿時再擰上去;后止水型埋好嘴,就不能排水泄壓了,但施工完畢即可拆除注漿嘴進行下道工序的施工。常用注漿嘴的橡膠密封部分直徑為10~14mm 不等,需配相同直徑的鉆頭。對密實型結構選用長度為7~8cm 的注漿嘴即可;對松散型結構,可選用長度為10~15cm 的注漿嘴。

6.3 灌漿液的選擇

最常用的堵漏化學注漿液是聚氨酯堵漏劑。分為油溶性(疏水型WPU)和水溶性(親水型OPU)兩類,適用的場合不同。水溶性聚氨酯固化后膠結體為彈性體軟泡,可將水包住,但水份流失后將收縮到原體積,優點是彈性好抗變形,適用于長期有水場合。油溶性堵漏劑固化后膠結體為疏水性硬泡,反應后形成的膠結體不收縮,但彈性小,抗變形能力差,適用于變形小的場合。

目前市場上生產聚氨酯灌漿液的廠家以及品牌多種多樣,性能也有各有差異,這里不做詳述。其中密度、粘度、凝膠或凝固時間等性能都可根據實際需要向廠家定制。

6.4 常用輔助機具設備材料

1)高壓清洗機:用于洗縫。工作壓力6~8Mpa,噴槍上需配上牛油頭才可使用。

2)電錘、沖擊鉆頭:用于鉆孔,常選用直徑10~14mm,長度35~40cm 的沖擊鉆頭。

3)防水電纜:3×2.5,帶電源插座的線盤。

4)丙酮:用于清洗注漿機等,也可作為注漿料的稀釋劑。

5)水泥基防水材料(防水型、堵漏型):用于封縫、封口。

7.質量控制

7.1高壓化學注漿堵漏施工應由受過專業培訓的人員且有專業施工設備的施工隊伍進行施工。

7.2 鉆孔中根據所用止水針頭大小選擇鉆孔大小,務必使針頭與鉆孔之間契合密實,不漏水。鉆孔中嚴禁將結構打穿。

7.3 裂縫周邊以及鉆孔后留下的粉塵必須先清理干凈后才能進行注漿堵漏。

7.4 注漿時務必保證相鄰孔開始出漿后再停止注漿,換下一個孔,以保證裂縫之間空隙已全部被漿液填滿,確保堵漏效果。

8.安全措施

8.1 施工時操作人員必須佩戴防護眼鏡、橡膠手套、安全帽等勞動安全防護用品。

8.2 施工現場嚴禁煙火。丙酮、注漿料均為易燃危險品,施工現場要遠離火源,通風良好。

8.3 鉆孔時注意電錘傷人,高壓管路保持暢通,防止爆裂。注漿設備用完,要及時清洗干凈。

8.4進入運營后的地下區間施工時,必須嚴格按照運營單位相關規定申請施工時間,在施工時間內進場施工,施工完畢后確保將所有施工人員及器具撤離施工場地。

8.5 部分墻壁或隧道洞頂漏水位置過高時,必須做好防護措施,防止高空墜落。

9.環保措施

9.1 固化后的已溢出的注漿液及時清走,統一收集,并帶出施工場地妥善處理。

9.2 施工完畢后使用丙酮清洗注漿機產生的廢水必須集中收集處理,不可隨意排放。丙酮和注漿液在未使用時,必須密封良好,防止散發出的氣味污染空氣。       

9.3 在地下工程施工中,鉆孔時產生的粉塵較大,需做好通風措施。

9.4 施工過程中產生的施工垃圾在施工完畢后由專人清理,收集并帶出場地。保證來時和去時一個樣。尤其在已開通運營的地下車站、地鐵線路、商業中心等地下工程中進行堵漏處理時必須注意,防止因為遺漏的施工垃圾或器具,造成運營線路的堵塞或故障,進而造成安全事故。

10.工藝工程實例效果

高壓化學注漿堵漏成功應用于北京軌道交通昌平線01標城南站結構滲漏水的治理,在施工過程中,未影響地鐵的正常運營,滲漏水得到了迅速,良好的處理。確保了運營的安全,工程安全質量滿足規范和合同要求,實現了良好的社會效益。

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11.結束語

通過高壓化學注漿在地下工程防水堵漏中的實際應用,可以看出本工藝適用于各種地下工程的防水、堵漏施工,如地鐵車站、地下商業中心、人防地下室、地下通道、地下車庫等工程的防水堵漏。

高壓化學注漿漿液能深入最小0.02mm的發絲裂縫,對于裂縫寬度小于2mm且漏水量不是特別大的結構,或施工場地狹小,大型注漿機具無法進入,施工時間較短,施工效率要求較高的堵漏工程,宜選用高壓化學漿液注漿。對于寬度大于2mm的裂縫,要考慮注漿的補強效果,注漿材料宜采用超細水泥、改性水泥漿液或特殊化學注漿。

隨著城市空間越來越密集,未來城市地下工程的開發和利用也會越來越頻繁,對地下工程防水等級的要求也會越來越高,地下工程滲漏水治理也愈發重要。在常規注漿堵漏工藝無法在地下工程中實現良好治理效果的時候,高壓化學注漿堵漏工藝能實現良好效果,且施工工藝簡單便捷,見效快,對周邊環境影響小。


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