淺談地鐵運(yùn)營隧道灌漿堵漏材料的選用

張曉楠

1 灌漿材料簡介

灌漿堵漏就是將一定的材料配成漿液，用壓送設(shè)備將其灌入縫隙內(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。

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co2，體積膨脹，并與周圍砂、石等固結(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。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，加入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；對混凝土無銹蝕作用，能與混凝土及鋼筋牢固粘結(jié)，增進(jìn)鋼筋混凝土的力學(xué)強(qiáng)度，延長建筑物的使用年限的優(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稱，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，只有長期浸沒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，針對環(huán)氧樹脂的粘度大和遇水不能很好固化的問題進(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)氧灌漿材料能夠滿足帶水作業(yè)要求。具有粘度低、濕潤性強(qiáng)、綜合力學(xué)性能強(qiáng)度高、耐老化、無毒等特征，其固化后的固結(jié)體無體型收縮。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 滲漏類型和原因分析

地鐵運(yùn)營隧道出現(xiàn)滲漏主要有下列四種類型：

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混凝土開裂漏水

在大尺度結(jié)構(gòu)中，混凝土收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等級太低，或者混凝土大面積振搗不足，致使混凝土疏松，會導(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)營隧道灌漿堵漏選材

第2.2—2.3類滲漏宜采用化學(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鋪展，在水界質(zhì)的濕縫中填充，并對混凝土界面進(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對于混凝土鋼筋部位的滲漏，通過注漿可使?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，對鋼筋起到防銹蝕作用。

3.7對于含有污泥、臟水的隧道底板、道床裂縫，注入的漿液可使其固結(jié)，達(dá)到止水的目的。

綜上所述，對地鐵隧道滲漏的灌漿堵漏材料宜選用改性環(huán)氧樹脂。其漿材的組成成分：主劑一正—44環(huán)氧樹脂；稀釋劑一糠醛、丙酮；固化劑一伯胺類乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等；促凝劑一酚類，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)場調(diào)查，確定具體修補(bǔ)方案。

4.1.2沿裂縫開槽，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??；

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）對整個(gè)灌漿系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查

（2）對垂直裂縫自下而上，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)，打開排水閥門；

（4）開放灌漿系統(tǒng)的全部閥門，起動(dòng)壓力泵，待漿液從排水閥門流出后，即關(guān)閉排水閥門，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入縫中，預(yù)計(jì)溶劑占滿管路時(shí)即停止灌漿。

4.1.9待漿液完全固化后恢復(fù)表面。

5 結(jié)語

經(jīng)過相關(guān)技術(shù)人員對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)氧類堵漏材料通過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)營隧道推廣使用改性環(huán)氧灌漿材料。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧鈁印.建筑工程防水材料手冊.第二版.中國建筑工業(yè)出版社.2001

[2]沈春林.防水材料手冊