環(huán)氧樹脂注漿技術(shù)研究

（中交第二公路工程局有限公司，陜西西安 710065）

1 化學(xué)灌漿的技術(shù)進(jìn)步

化學(xué)灌漿將固化的化學(xué)材料配制成漿液，采用高壓灌漿泵等壓送設(shè)備將其注入裂縫、孔隙內(nèi)，使其擴(kuò)散、填充縫隙及空洞，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，以增加結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度、降低地層滲透性、固化地層，改善混凝土建筑物的物理力學(xué)性質(zhì)?；瘜W(xué)灌漿技術(shù)是一種特殊的地基處理和結(jié)構(gòu)物混凝土修補(bǔ)技術(shù)，即化學(xué)材料與工程施工相結(jié)合，利用化學(xué)漿液解決地基和結(jié)構(gòu)物混凝土不密實問題、防滲堵漏、補(bǔ)強(qiáng)加固，保證工程質(zhì)量及結(jié)構(gòu)安全。

2 病害情況概述

環(huán)氧樹脂是防水堵漏、裂縫修補(bǔ)施工的主要材料，作為膠黏劑，對各種金屬、非金屬均具有良好的黏結(jié)性能，膠層本身的抗拉、抗壓性能均優(yōu)，是修補(bǔ)各類建筑結(jié)構(gòu)裂縫的優(yōu)良材料[1-2]。本文針對二襯裂縫0.2 mm以下的現(xiàn)場實際情況，采用改性的HK-G系列環(huán)氧樹脂配合固化劑進(jìn)行灌注。

3 裂縫處理的原理及工藝

根據(jù)工程的具體情況采用高壓灌漿作用機(jī)理，在裂縫的兩側(cè)斜向下45°傾角，呈梅花狀交錯布置，進(jìn)行鉆孔，孔眼需穿過裂縫，在孔眼內(nèi)埋設(shè)灌漿嘴，將配制的環(huán)氧樹脂注入混凝土裂縫中，利用高壓灌漿機(jī)使其在混凝土裂縫中快速擴(kuò)散的同時凝固，固化后的漿液填充密實混凝土裂縫的縫隙，達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)、加固的目的。

4 裂縫的處理工序及技術(shù)措施

4.1 環(huán)氧樹脂漿液的配制

環(huán)氧樹脂采用改性的HK-G系列環(huán)氧灌漿材料，此材料黏度小、易操作、黏結(jié)力強(qiáng)，可以深入裂縫內(nèi)部，對微小裂縫進(jìn)行徹底填充，補(bǔ)強(qiáng)、加固混凝土結(jié)構(gòu)。

（1）黏度小，易操作，可灌注0.2 mm左右的細(xì)微裂縫；（2）黏結(jié)力強(qiáng)，黏結(jié)強(qiáng)度大于混凝土本身的強(qiáng)度；（3）補(bǔ)強(qiáng)效果良好，固化后漿液具有較高的抗壓和抗拉強(qiáng)度；（4）性能穩(wěn)定，凝固后不會收縮，避免了二次注漿；（5）抗腐蝕性強(qiáng)，固化后漿液具有較強(qiáng)的耐酸性、耐堿性、耐久性；（6）施工方便，施工流程簡單，將環(huán)氧樹脂和固化劑按比例，調(diào)配均勻后即可進(jìn)行注漿。

本工程所用漿液采用環(huán)氧樹脂，固化劑以5∶1的比例進(jìn)行配制，固化時間為2～3 h左右。

4.2 裂縫表面的清理

采用毛刷或砂紙等工具清潔混凝土表面的塵土，清除混凝土裂縫周圍易脫落的浮皮、空鼓的抹灰等雜物，使用抹布沿裂縫方向，將兩側(cè)20 cm范圍內(nèi)擦洗干凈，采用快干型封縫膠將表面裂縫修復(fù)封閉。

（1）搭設(shè)施工平臺。

搭設(shè)時需采用80鋼管，共搭設(shè)2個長5 m的平臺，其寬和高需要根據(jù)實際施工情況確定，平臺上行需鋪滿平整、牢固的木板。

（2）鑿除和清洗襯砌混凝土表面。

平臺搭設(shè)好后應(yīng)及時對原隧道的混凝土表面進(jìn)行清理，徹底清除灰塵、污垢、浮漿、油跡等，確保表面的整潔。需要將原有的防火涂料、瓷磚等清除干凈；如果混凝土構(gòu)件存在瑕疵，如有腐蝕、蜂窩、麻面、風(fēng)化、疏松、剝落、起砂等情況，應(yīng)將缺陷有效去除直到露出新骨料。人工清理一般在工程量較小的情況下使用，當(dāng)工程量較大、對均勻性要求較高時，可采用高壓水射流的方式處理。

4.3 鉆孔

如果裂縫深度較大，應(yīng)選取鉆孔施工方法，如裂縫覆蓋范圍大、走向雜亂，可設(shè)置斜鉆注漿孔，并通過注漿孔構(gòu)成若干通道，以便排水排氣。一般以穿過裂縫20～30 cm為孔深，并選取阻塞器連接灌漿管灌漿。使用大功率沖擊電錘等鉆孔工具沿裂縫兩側(cè)交叉進(jìn)行鉆孔，孔距在25～30 cm，鉆頭直徑為14 mm，鉆孔角度宜≤45°。鉆孔深度為30 cm，鉆孔必須穿過裂縫，但不得將二襯混凝土打穿，防止破壞防水板[3]。

4.4 清孔及裂縫表面處理

孔眼內(nèi)容易殘留施工雜物，應(yīng)利用高壓水將其清理干凈，遇凸出部位時應(yīng)將其鑿平，以保證構(gòu)件表面具有足夠的平整性，在此基礎(chǔ)上涂抹丙酮，并全面清理附著在裂縫周邊的油污，以免出現(xiàn)封堵裂縫或影響裂縫修補(bǔ)質(zhì)量的情況。

裂縫病害的清孔需要根據(jù)縫寬采取相適應(yīng)的方法，裂縫寬度在0.3 mm以內(nèi)時，可采用鋼絲刷處理的方法，先清理裂縫表面的污染物，再使用毛刷均勻涂抹適量的有機(jī)溶液（酒精、甲苯等較為適宜），順裂縫兩側(cè)清洗干凈；若裂縫寬度超過0.3 mm，常規(guī)處理方法缺乏適用性，應(yīng)開鑿“V”形槽，清理雜物后封縫。

4.5 灌漿嘴的埋設(shè)及裂縫表面的封閉處理

鉆孔后，向內(nèi)部置入灌漿嘴，使用專用內(nèi)六角扳手緊固，使針頭后方膨脹螺栓可以適度脹開。

A10高壓止水針頭如圖1所示。

圖1 A10高壓止水針頭

在“V”形槽成型且滿足潔凈度的要求后，應(yīng)埋設(shè)注漿嘴，在埋設(shè)前需要利用丙酮進(jìn)行清理工作，在底盤處均勻涂抹2 mm厚的專用膠泥，再通過粘貼的方法將灌漿嘴固定在裂縫上。綜合考慮裂縫的長度和寬度，根據(jù)此方面的情況合理控制灌漿嘴的埋設(shè)間距，保證注漿作業(yè)可高效開展。

在壓力作用下將漿液注入混凝土縫隙內(nèi)，再使用裂縫修補(bǔ)膠均勻涂抹裂縫表面，構(gòu)成完整、嚴(yán)密的封閉帶，避免在后續(xù)的注漿施工期間出現(xiàn)漿液滲漏的情況。

4.6 注漿

清理裂縫兩側(cè)150 mm范圍內(nèi)的雜物，包含油污、灰塵等，使其維持潔凈、干燥的狀態(tài)。利用鉆孔的方法埋設(shè)注漿嘴，裂縫寬度在1 mm以內(nèi)時，埋設(shè)間距500～800 mm；裂縫寬度超1 mm時，埋設(shè)間距減小為350～500 mm。為保證裂縫的處理效果，要求在同一條裂縫上設(shè)置多個注漿嘴、排氣嘴，注漿嘴間的裂縫可使用環(huán)氧樹脂膠泥封堵。裂縫封閉工作落實到位后組織壓氣試驗，用于判斷密閉情況。按自下向上的順序注漿，觀察下一排氣嘴的情況，出漿應(yīng)及時關(guān)閉轉(zhuǎn)芯閥，將排氣嘴出漿處作為下一注漿嘴使用，按照此方式循環(huán)施工。完成封閉帶的固化處理后，應(yīng)組織壓氣試驗，可檢查封閉帶的質(zhì)量，若存在漏氣的情況，需要加強(qiáng)封閉。注漿采用空氣泵壓注的施工方法，管材為聚氯乙烯高壓透明管，可實現(xiàn)對壓漿罐和注漿嘴的穩(wěn)定連接，以免出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。

注漿施工期間須密切關(guān)注壓力，并采取控制措施，若遇到大寬度的裂縫，壓力以0.2 MPa為宜，出現(xiàn)注漿受阻的情況時可增加至0.4 MPa，根據(jù)實際情況進(jìn)行合理調(diào)整。從一端壓漿，期間密切測定另一端漿液的濃度，若其能夠與壓入漿液的濃度保持一致，即可結(jié)束壓漿作業(yè)、封閉注漿嘴。遇貫通裂縫時，先組織單面注漿作業(yè)，此過程中若另一面無異?，F(xiàn)象，可在該面一次壓漿到位。

4.7 質(zhì)量檢查

經(jīng)過注漿施工后，若存在裂縫內(nèi)的漿液未發(fā)生流動（處于靜止的狀態(tài)），需要拆除灌漿嘴，在該裝置所處的位置用灌漿液封閉，再涂抹聚合物水泥，達(dá)到密封的效果，此后進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查，確保各項指標(biāo)均可滿足要求。

4.8 裂縫修補(bǔ)結(jié)果分析

通過壓水試驗的方式判斷橋梁裂縫的修補(bǔ)效果，以便對總體施工情況進(jìn)行評價，若存在質(zhì)量問題應(yīng)及時采取處理措施。實際結(jié)果表明，孔壓水透水率得到有效的控制，其施工質(zhì)量可滿足要求，采取的方法具有可行性。

5 施工期間的注意事項

（1）施工前需要全面落實各項準(zhǔn)備工作，如對混凝土表面采取鑿毛處理措施，保證其維持平整與潔凈的狀態(tài)，清理鑿毛過程中產(chǎn)生的雜物，確保其足夠潔凈。施工期間應(yīng)合理使用環(huán)氧樹脂液，控制用量、優(yōu)化施工方法，有效浸透原混凝土表面，充分發(fā)揮該材料的黏結(jié)性能優(yōu)勢。涂抹作業(yè)可采取人工操作的方法，厚度在1 mm內(nèi)，若條件允許可以采取噴射法或在基液中摻入3%～5%的丙酮，可改善漿液的性能，再及時刷涂表面，以免出現(xiàn)雜物落入其中的情況?；和磕ê笕媲謇砘簝?nèi)的氣泡，再進(jìn)一步涂抹環(huán)氧砂漿，厚度為0.5 cm?？紤]到環(huán)氧砂漿易脫落的情況，在涂抹時需用力壓緊涂抹。

（2）環(huán)氧砂漿對溫度較為敏感，溫度控制是養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵工作內(nèi)容，若遇氣溫較高的環(huán)境應(yīng)搭設(shè)遮陽棚，以免出現(xiàn)陽光直射的情況。正常情況下養(yǎng)護(hù)時間以2 d為宜，遇現(xiàn)場氣溫過低的情況時，必須采取保溫保暖措施，并將養(yǎng)護(hù)時間延長至7 d以上，養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)保證溫度的穩(wěn)定性，達(dá)到減小溫差的目的。

6 高壓環(huán)氧樹脂灌漿的優(yōu)點

采用埋設(shè)灌漿嘴（A10高壓止水針頭），利用高壓灌漿機(jī)注射環(huán)氧樹脂的施工工藝，與傳統(tǒng)的在二襯混凝土表面手動開槽，埋設(shè)注漿管進(jìn)行注漿的施工工藝相比，此施工工藝避免了大面積破壞混凝土表面及結(jié)構(gòu)，保護(hù)了二襯混凝土，使環(huán)氧樹脂漿液完全進(jìn)入裂縫內(nèi)部，填充密實裂縫。此環(huán)氧樹脂無須其他化學(xué)試劑稀釋，凝固后不會收縮，施工流程簡單，方便操作。經(jīng)回彈儀檢測，注漿未對二襯混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生影響，強(qiáng)度滿足設(shè)計圖紙要求，取得了良好的施工效果。

7 結(jié)語

通過環(huán)氧樹脂處置二襯裂縫的施工實踐，采取此施工工藝，處理了隧道二襯混凝土的細(xì)微裂縫，經(jīng)過長時間的監(jiān)控觀測，裂縫未發(fā)生任何變化，為同類隧道工程結(jié)構(gòu)的二襯裂縫治理積累了經(jīng)驗。