水工隧道壓力注漿止水技術(shù)及應(yīng)用

王偉（遼寧省觀音閣水庫管理局　遼寧　本溪　117100）

水工隧道壓力注漿止水技術(shù)及應(yīng)用

王偉
（遼寧省觀音閣水庫管理局遼寧本溪117100）

隨著我國隧道工程的不斷發(fā)展，隧道滲漏水問題已成為隧道工程的一種主要病害，而隧道因其自身的特點(diǎn)，不可避免的會(huì)存在不同程度的滲漏水。本文根據(jù)遼寧省某大型調(diào)水工程隧道施工為背景，主要研究了隧道襯砌后滲漏水的注漿止水實(shí)例，詳細(xì)介紹了注漿止水技術(shù)，總結(jié)了隧道的注漿止水施工技術(shù)要點(diǎn)，以期為類似工程提供借鑒和指導(dǎo)。

調(diào)水工程；注漿；止水；隧道；技術(shù)要點(diǎn)

1　工程概況

遼寧省某大型調(diào)水工程三段施工一標(biāo)合同主體工程為水工隧洞工程和管道建安工程，其中隧洞共三段，全長7905m，三段隧洞編號(hào)分別為3-1、3-2、3-3。隧洞3-1、3-2為有壓隧洞，斷面為圓形，成洞洞徑均為D=5.8m，其中有壓隧洞設(shè)有部分鋼襯；隧洞3-3為無壓隧洞，斷面為馬蹄形，成洞洞徑為D=6.3m。

2　隧道結(jié)構(gòu)滲漏水的原因分析

（1）隧道結(jié)構(gòu)自身的防水失效

混凝土自身的防水是隧道極為重要的一項(xiàng)防水措施，但是結(jié)合實(shí)際工程顯示，在實(shí)際施工中很難實(shí)現(xiàn)自防水，主要的原因是混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是難以避免的通病，再加上地下工程其特殊的空間環(huán)境，地下水的豐富與否，隧道混凝土的密實(shí)性欠佳，以及結(jié)構(gòu)存在的混凝土缺陷等等因素，均有可能破壞混凝土自身的防水能力。

（2）施工縫及變形縫施工工藝不精細(xì)而導(dǎo)致滲漏

隧道襯砌施工時(shí)，其施工縫及變形縫處理不到位，施工縫處的混凝土振搗不到位，或者細(xì)部防水做法不當(dāng)，膨脹膠條提前膨脹，注水帶的埋設(shè)不當(dāng)?shù)葐栴}的存在，均能影響施工縫或變形縫處的防水，容易在縫面出現(xiàn)滲水點(diǎn)。

（3）外包防水層失敗

隧道初期支護(hù)施工時(shí)，其表面不平整，存在尖銳物，或者陰陽角處理不當(dāng)，造成外包防水層與初期支護(hù)的基面密貼度不夠，在混凝土澆筑的過程中容易造成防水層的擠壓，從而造成防水層的焊縫撕裂，以至于外包防水層失效。

3　注漿止水方法

根據(jù)排查，本工程的滲漏水主要集中在隧道結(jié)構(gòu)施工縫及變形縫處，極小部分出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)混凝土表面上，綜合考慮現(xiàn)場實(shí)際情況，止水方法采用注漿止水。注漿采用兩重注漿方案，首先利用襯砌施工預(yù)留的注漿管注水泥漿，拱頂水泥漿注漿完畢后，在仍滲漏水處再補(bǔ)注一次水泥漿；水泥漿注漿完畢后，仍有小部分施工縫及變形縫滲漏的話，采用化學(xué)漿進(jìn)行有針對(duì)性的堵漏。

注漿治水的原理為漿液通過注漿孔靠外力作用被壓注到混凝土外側(cè)及空隙中去，并使?jié){液擴(kuò)散、凝固和硬化，在襯砌混凝土外形成一層止水膜，同時(shí)對(duì)滲水的裂隙進(jìn)行填充堵塞，從而達(dá)到阻水和加大隔水性能的目的。

3.1水泥漿注漿技術(shù)

在隧道襯砌施工時(shí)，在結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)留背后注漿小導(dǎo)管，小導(dǎo)管兩頭采用棉布封堵，注漿前采用鉆桿清理小導(dǎo)管內(nèi)的雜物。注漿施工時(shí)在隧道內(nèi)搭設(shè)活動(dòng)門式架，利用預(yù)埋的注漿管進(jìn)行集中注漿治水。

（1）注漿材料

在注漿前進(jìn)行試驗(yàn)段施工，以選取符合本工程特點(diǎn)的漿液配合比，根據(jù)試驗(yàn)段注漿情況，注漿漿液選用水灰比為1∶0.6的純水泥漿，水泥選用P042.5普通硅酸鹽水泥，外摻劑選用UEA膨脹劑。

（2）注漿設(shè)備

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況及注漿壓力，注漿設(shè)備選用擠壓式注漿機(jī)YSB-2。

（3）漿液配制

根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)及試配，1m31∶0.6水泥漿液內(nèi)所含各種材料的重量如表1所示：

表10.6∶1水泥漿配置表（1m3漿液）

（4）注漿壓力

因現(xiàn)場滲點(diǎn)大部分為局部滲漏，且大多為變形縫及施工縫滲漏，因此注漿壓力控制在0.3 MPa～0.5MPa，壓力超過0.5MPa時(shí)停止注漿。

（5）注漿工藝

聯(lián)接好注漿管以后，在注漿之前首先進(jìn)行壓水試驗(yàn)，確保注漿管路暢通，然后將配制好的純水泥漿放入注漿泵貯漿桶內(nèi)，開動(dòng)注漿泵，通過閘閥使水泥漿通過小導(dǎo)管壓入拱頂，壓力超過0.5MPa時(shí)停止注漿。所有注漿完成后，應(yīng)對(duì)外露的注漿導(dǎo)管進(jìn)行切割及封堵，最后使用砂漿抹平。

（6）壓力注漿的關(guān)鍵技術(shù)措施

漿液配比時(shí)應(yīng)嚴(yán)格的控制配合比，根據(jù)實(shí)際施工需要調(diào)整凝膠時(shí)間，當(dāng)配合比初步選定后，用確定好的凝膠時(shí)間來調(diào)整漿液的配比，并根據(jù)調(diào)整結(jié)構(gòu)來測(cè)定漿液結(jié)實(shí)體的強(qiáng)度，最后通過不斷的調(diào)整來選定最佳的配合比。

在注漿的過程中，應(yīng)嚴(yán)格的控制注漿壓力，必須達(dá)到要求注漿終壓并穩(wěn)壓，以此來確保漿液的擴(kuò)散范圍，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形、串漿而危及地下構(gòu)筑物的異?，F(xiàn)象。注漿首先要整體進(jìn)行一次，然后再從第一根注漿孔重新補(bǔ)注，反復(fù)多次的進(jìn)行注漿，以達(dá)到堵水的目的。注漿的過程中要有專人進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，防止出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)處理不及時(shí)，出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，必須立即采取以下措施：

①立即降低注漿壓力，或者停止注漿，在間隔一段時(shí)間后再逐漸加壓，采用間隙注漿。

②改變注漿材料，或調(diào)整配比以縮短漿的液凝膠時(shí)間。

③調(diào)整注漿實(shí)施方案，改變注漿順序，間隔一段時(shí)候后再進(jìn)行此處注漿。

圖1注漿鉆孔示意圖

④當(dāng)出現(xiàn)串漿現(xiàn)象時(shí)，也就是有漿液從其它注漿孔流出的現(xiàn)象，可以采取用兩臺(tái)以上的注漿機(jī)同時(shí)進(jìn)行注漿。或者將串漿的孔口進(jìn)行封堵，輪到該孔口注漿時(shí)再清除封堵物，清除封堵物時(shí)采用鐵絲或細(xì)鋼筋清除管內(nèi)雜物，并用高壓風(fēng)或水沖洗（拔管后向外流漿不必進(jìn)行此工序），然后再注漿。

⑤當(dāng)出現(xiàn)注漿量很大，但是壓力表的壓力一直不升高的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)考慮調(diào)整配比及漿液的濃度，縮短凝膠時(shí)間。然后進(jìn)行低壓力注漿控制注漿量，或采用間歇式注漿，其作用是使?jié){液能在裂隙中做一段時(shí)間的停留以便凝膠，但間歇的停留時(shí)間不能超過混合漿的凝膠時(shí)間。

3.2化學(xué)漿注漿技術(shù)

中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、上海易居房地產(chǎn)研究院中國房地產(chǎn)測(cè)評(píng)中心聯(lián)合主辦的2017中國房地產(chǎn)500強(qiáng)測(cè)評(píng)成果顯示，中國泛?？毓杉瘓F(tuán)躋身“中國房地產(chǎn)100強(qiáng)第83位”。顯然，對(duì)于房地產(chǎn)仍為主要板塊的泛海來說，這不能算是一個(gè)好名次。

水泥漿注漿完成后，針對(duì)多次注水泥漿仍舊滲漏的施工縫，或者存在滲漏水的變形縫，有針對(duì)性的進(jìn)行化學(xué)漿注漿，注漿材料選擇油溶性聚氨酯注漿材料。

（1）布設(shè)注漿孔

在注漿前，首先使用手動(dòng)工具鑿除滲漏水處的施工縫或變形縫混凝土，鑿除范圍為滲水處兩側(cè)各10cm，深度為鑿至鋼筋混凝土面層，鑿成V字形，鑿除時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，鑿除的范圍不宜過大或過小。鑿除后，清理干凈V形槽，然后使用水不漏對(duì)V形槽進(jìn)行封堵，封堵應(yīng)密實(shí)，水不漏應(yīng)凝固10min后再進(jìn)行注漿。封堵完后在縫兩側(cè)使用Φ14沖擊鉆打設(shè)斜孔，孔深40cm，孔位采用兩側(cè)交錯(cuò)布設(shè)，孔距20cm，鉆孔必須穿過滲漏水處的裂縫，但不得打穿混凝土結(jié)構(gòu)，鉆孔布置如圖1所示。

打孔完畢后使用氣泵及清洗機(jī)將鉆孔內(nèi)清理干凈，然后布設(shè)注漿嘴，注漿嘴采用端頭膨脹式聚氨酯注漿嘴，每個(gè)鉆孔處設(shè)置一個(gè)，注漿嘴使用錘子砸入鉆孔，釘入后使用專用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊，使端頭完全膨脹以封堵鉆孔，確保不漏漿，每個(gè)滲漏水處的注漿嘴全布置完畢后再進(jìn)行注漿施工。

（2）注漿

注漿漿液采用油溶性聚氨酯注漿材料，注漿機(jī)采用聚氨酯專用高壓注漿機(jī)S-812，注漿壓力不大于0.5MPa，立面時(shí)注漿順序由較低的一側(cè)開始逐孔注漿，平面時(shí)注漿順序?yàn)橛蓾B水較小的一端開始逐孔注漿，注漿壓力應(yīng)逐漸增加，避免驟然受力使水不漏封堵開裂。

在注漿過程中，發(fā)現(xiàn)注漿孔或旁邊裂隙出漿后可稍暫停一下，然后再持續(xù)斷點(diǎn)式注漿5至10下。若有注漿孔漏漿或注不進(jìn)，可在旁邊另開一個(gè)注漿孔進(jìn)行注漿。

（3）恢復(fù)混凝土面

注漿完成后，確定不滲漏的情況下，清理干凈表面漿液殘留物及注漿嘴，然后恢復(fù)混凝土面，采用防滲透水泥基滲透型結(jié)晶抗壓密封劑對(duì)灌漿口進(jìn)行修補(bǔ)，確?；炷镣庥^質(zhì)量。

（4）注意事項(xiàng)

化學(xué)灌漿材料應(yīng)密封儲(chǔ)存在冷暗的庫內(nèi)，并有專人保管，存放化學(xué)灌漿材料的地方應(yīng)嚴(yán)禁煙火。注漿時(shí)，注漿管應(yīng)埋放合理，密切注視壓力以防爆管，操作人員應(yīng)配戴眼鏡、口罩、手套等勞保用品。

在注漿過程中應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力，注漿過程中能保證穩(wěn)壓，以確保漿液的擴(kuò)散滲透范圍，在水不漏接茬面周邊應(yīng)看見擠出的注漿材料，不得留有縫隙，注漿完成后應(yīng)目測(cè)或用放大鏡進(jìn)行檢查。

4　結(jié)語

以上注漿止水方法及技術(shù)通過本工程的實(shí)際運(yùn)用，在本段內(nèi)基本消滅了滲漏水現(xiàn)象，取得了良好的滲漏水治理效果，為后續(xù)隧道滲漏水治理提供了有效的治理方案。隨著我國隧道工程的廣泛開展，隧道工程的滲漏水治理越來越受到重視，注漿止水隨著工藝一步步的改善，施工方法逐漸成熟，已經(jīng)成為隧道工程滲漏水治理的一項(xiàng)主要施工工法。陜西水利

［1］林勝利.隧道襯砌壁后注漿止水技術(shù)［J］山西建筑，2005

［2］陳秀暉.隧道全斷面周邊徑向注漿止水技術(shù)研究［J］建材發(fā)展導(dǎo)向，2013

［3］張民慶，彭峰.地下工程注漿技術(shù)［M］地質(zhì)出版社，2005

（責(zé)任編輯：暢妮）

S157

B