深圳地铁某区间隧道堵漏治理技术

深圳地铁某区间隧道堵漏治理技术摘要：深圳地铁某区间隧道为矿山法施工，在施工过程中内衬表面出现了渗漏水现象，采用水溶性聚氨酯堵漏材料和改性环氧树脂灌浆材料进行了渗漏治理。本文介绍了工程所选用的灌浆堵漏材料，并对混凝土疏松渗漏和混凝土裂缝渗漏治理工艺作了重点阐述。关键词：隧道工程；渗漏治理；水溶性聚氨酯堵漏材料；改性环氧树脂灌浆材料；化学灌浆渗漏水是目前国内外隧道工程领域最常见的病害之一，渗漏水常会导致行车安全问题及建筑物其他病害的发生，因此隧道防水综合治理受到了越来越多的重视。我国大量的运营隧道和新建隧道都存在渗漏水问题，情况千差万别，治理起来十分困难。采用化学灌浆法治理隧道渗漏水，是较为先进的治理技术。化学灌浆技术采用低黏度液态的化学浆料进行堵漏，对细缝可灌性和渗入性良好，且固化时间可选择，是建筑、地矿、水利等工程常用的防水堵漏方法。1工程概况深圳地铁某区间隧道，在施工过程中发现西丽站台向西400m左右的内衬表面出现了明显的渗漏水现象。现场查看发现，内衬表面的渗漏水主要表现为湿渍、渗水、流淌（图1）及局部有射流，具体表现为：仰拱施工缝渗漏、环向施工缝渗漏和混凝土裂缝渗漏、混凝土结构疏松及空鼓渗漏。2渗漏原因分析该隧道采用矿山法施工，据现场查看和调阅建设资料分析，引起渗漏的原因是多方面的。具体分析如下：1）围岩透水性较强，地下水位高、水压力较大，混凝土结构疏松等引起渗漏；2）首次衬砌完工后，没有进行初步的渗漏处理，就铺设了PVC防水板；3）二次衬砌施工时绑扎钢筋过程中对首次衬砌表面铺设的PVC防水板保护不足，造成PVC防水板穿孔及破损，导致地下水渗流到PVC防水板和二次衬砌之间；4）二次衬砌施工质量较差，由于施工过程中混凝土振捣不足或拆模过早等问题，造成二次衬砌不够密实或表面开裂；5）二次衬砌施工缝处的止水带、止水条等堵漏材料，未按照设计要求施工；6）前期采用的堵漏处理方法不规范不正确，导致渗漏再次发生，并向趋于严重的方向发展。3堵漏灌浆材料介绍本工程针对渗漏形式及工程特点，在渗漏原因分析的基础上，选用了化学灌浆技术进行渗漏治理，主要采用了水溶性聚氨酯堵漏材料和改性环氧树脂灌浆材料。3.1TS-12水溶性聚氨酯堵漏材料该材料是由聚氨酯预聚体与溶剂、催化剂、缓凝剂、表面活性剂、增塑剂等组成的化学浆液，一般是单液型，其主要成分是过量二异氰酸酯（或多异氰酸酯）与聚醚多元醇反应制得的端异氰酸酯基（NCO）预聚体[1]。TS-12水溶性聚氨酯堵漏材料可灌性、抗渗性好，多用于防水堵漏、潮湿裂缝的灌浆堵漏、动水地层的堵涌水、潮湿土质表面层的防护等。水溶性聚氨酯堵漏材料易分散于水中，遇水自乳化、能立即聚合。固结物具有良好的弹性、抗渗性、耐低温性，具备弹性止水和膨胀止水的双重作用，对岩石、混凝土等具有良好的粘结性能，灌浆后对水质无污染。水溶性聚氨酯堵漏材料的主要优点为：1）可与水反应，固化后形成不透水的固结物，起封堵水的作用；2）低黏度浆液能压进细小裂缝深处或疏松地层的孔隙中，使之充填密实；3）在堵漏处理中，可选择快速固化的浆液，不会被水冲稀或流失；4）形成的弹性固结体，能充分适应裂缝和地基的变形。TS-12水溶性聚氨酯堵漏材料的主要性能指标见表1。3.2TS-11改性环氧树脂灌浆材料TS-11改性环氧树脂灌浆材料是性能稳定的补强粘结材料，主要作用为：1）加固密实结构层。灌入的浆液除能将裂缝粘结外，还可以对低标号的混凝土进行渗透固结，达到提高混凝土标号的效果。2）保护混凝土内的钢筋。灌浆粘结时可使浆液沿钢筋走向渗透，达到保护钢筋、增强钢筋与混凝土粘结的效果。3）使混凝土裂缝具有较宽的加固带。灌浆时，浆液除充满裂缝外，还能进一步渗透到两侧的毛细缝隙中，使加固带变宽。TS-11改性环氧树脂灌浆材料主要特点：1）可在混凝土裂缝处于动载开合的情况下，进行灌浆粘结修复；2）可修复破损严重的混凝土裂缝；3）进行不同种类的裂缝粘结，包括大到十几厘米、小到几毫米的裂缝，可粘结干缝、湿缝、水下缝，可粘结被油、有机物、灰尘等污染的裂缝；4）经灌浆处理后的裂缝不重新开裂、不渗漏；5）粘结材料可在-20～150℃范围内施工，固结后在-70～150℃范围长期使用；6）材料起始黏度小、渗透能力强，粘结强度和抗压强度高，抗渗性能好。TS-11改性环氧树脂灌浆材料的主要性能指标见表2。4渗漏治理工艺4.1结构疏松混凝土的渗漏治理4.1.1治理方案由于衬砌混凝土结构疏松，衬砌内部和表面形成了多条裂隙，较大的缝隙表现为渗漏，而一些细微裂隙则暂时不发生渗漏，甚至肉眼难以发现。当大的缝隙被封堵后，细微裂缝则会因为水压力再次发生渗漏，因此病害治理方案需循序渐进，多次治理。具体治理方案如下：1）清理发生渗漏水的衬砌表面，标识衬砌表面出水点和裂隙位置；2）以各出水点所在裂隙连线为主缝，先灌注TS-12水溶性聚氨酯浆液，主缝渗水完全封堵后，方可结束；3）主缝封堵后，微裂隙发生渗漏，根据渗漏位置和走向，继续灌注TS-12水溶性聚氨酯浆液，注意施工时不能破坏主缝灌浆效果；4）根据以上治理效果，多次进行微裂隙渗漏灌浆，最后达到完全封堵渗漏水的目的。5）止水完成后，沿原渗漏水带周围钻孔，压力灌注TS-11改性环氧树脂灌浆液进行加固补强处理。4.1.2施工工艺1）沿裂缝用冲击锤打一条小槽（宽约3cm，深6~8cm），清洗干净后埋设注浆管，管距一般为30~50cm，然后用速凝水泥封管且把小槽封平。2）渗漏点处用冲击锤打成V型孔，孔深6~8cm，清洗干净后埋设注浆管，然后用速凝水泥封管且把孔洞封平。3）在灌浆管处套1根10cm长Φ8mm的高压管，再用铁丝把高压管扎紧。4）待封缝材料固结后，在缝底进行灌浆，灌浆时用灌浆泵把化学浆从灌浆嘴灌入，灌浆压力需缓慢增加，当压力上升到0.3MPa后，在没有加压的前提下，若灌浆泵的压力表指示针在2～3min内基本不下滑，即可停止灌浆，并移至下一嘴续灌。在灌浆过程中，若出现灌浆嘴通浆情况，应将通浆嘴封闭，用铁丝扎紧高压管口。灌浆前所有灌浆管均需套1根长约10cm的高压管，若出现封缝部位漏浆，应停止灌浆，用封漏材料将漏浆部位堵住。灌浆时最高压力暂定为0.3MPa。5）灌浆完毕后，用铁丝扎紧套在灌浆嘴上的高压管口。4.1.3治理效果经过多次灌浆处理，达到了衬砌表面无渗水的效果，实现了良好的堵水效果。图2为混凝土疏松渗漏治理前后的对比照片。4.2混凝土裂缝的渗漏治理4.2.1治理方案结构完好的混凝土一般仅有一条裂缝，裂缝两侧混凝土较好，渗漏水由裂缝渗出。此种渗漏一般一次灌浆，即可达到良好的止水效果。治理方法如下：1）清理发生渗漏水的衬砌表面，标识出衬砌表面出水点和裂隙位置；2）根据渗漏缝情况，沿裂缝开槽灌注水溶性聚氨酯浆材进行止水。4.2.2灌浆方法1）布孔此类衬砌裂缝一般为规则裂缝，且宽度较大，根据现场调查情况，采用一次灌浆堵水，间距为30～50cm布设灌浆孔。2）灌浆①灌浆顺序由左到右或从下到上；②灌浆材料为TS-12水溶性聚氨酯堵漏剂，止水后再灌注TS-11改性环氧树脂灌浆液进行加固补强处理；③灌浆压力控制在0.3MPa。4.2.3治理效果此处渗漏为规则混凝土裂缝渗漏，一次注浆达到了衬砌表面无渗水的效果。治理过程中，沿裂缝长度方向30～50cm埋设注浆孔，一次灌浆便达到了良好的止水效果。图3为混凝土裂缝治理前后的对比图。5结语隧道渗漏水的治理措施主要有：引排法、衬砌背后注浆法、衬砌内部注浆法和衬砌表面外设防水层法等。多数隧道工程的渗漏治理效果较差，原因主要是未能按照渗漏的原因和特点，选择合适的治理方法。隧道渗漏水治理应注意：1）重视隧道渗漏水发生的原因；2）选择合适的治理方法和材料；3）加强渗漏水治理过程质量控制与管理。采用化学灌浆技术对深圳地铁某区间隧道的渗漏进行治理，获得了良好的治理效果。本工程堵漏治理的成功，表明化学灌浆是行之有效的地下工程渗漏治理技术。参考文献：[1]沈春林，褚建军.聚氨酯灌浆材料及其标准[J].中国建筑防水，2009（6）：41-44.