TBM洞室預(yù)制管片化學(xué)灌漿堵漏施工

張 濤

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

新疆恰甫其海綜合水利樞紐二期南岸干渠八十一大坂隧洞工程經(jīng)TBM掘進(jìn)成形后，采用預(yù)制管片進(jìn)行襯砌，由于地質(zhì)條件復(fù)雜、地下水豐富、管片搭接形成縫隙較多、固結(jié)灌漿所用水泥細(xì)度原因造成可灌性差等，個(gè)別洞段經(jīng)固結(jié)灌漿后仍有滲漏水現(xiàn)象。為解決上述問(wèn)題，決定對(duì)管片縱環(huán)縫接縫、安裝孔滲水、涌泥和鈣質(zhì)析出等固結(jié)灌漿后還繼續(xù)出現(xiàn)的滲水點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)灌漿，以達(dá)到管片內(nèi)表面無(wú)滲水的設(shè)計(jì)要求。

1 化學(xué)灌漿堵漏原理

利用機(jī)械的高壓動(dòng)力（高壓灌注機(jī)），將水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料注入混凝土裂縫中，當(dāng)漿液遇到混凝土裂縫中的水分會(huì)迅速分散、乳化、膨脹、固結(jié)，這樣固結(jié)的彈性體填充混凝土所有裂縫，將水流完全地堵塞在混凝土結(jié)構(gòu)體之外，以達(dá)到止水堵漏的目的。

2 應(yīng)用范圍

化學(xué)灌漿堵漏施工應(yīng)用于各種建筑物與地下混凝土工程的裂縫、伸縮縫、施工縫、結(jié)構(gòu)縫的堵漏密封；地質(zhì)鉆探工程的鉆井護(hù)壁堵漏加固；水利水電工程的水庫(kù)壩體灌漿，輸水隧道裂縫堵漏、防滲，壩體混凝土裂縫的防滲補(bǔ)強(qiáng)；高層建筑物及鐵路、高等級(jí)公路路基加固穩(wěn)定；煤炭開(kāi)采或其他采礦工程中坑道內(nèi)堵水，頂板等破碎層的加固；橋梁基礎(chǔ)的加固和橋體裂縫的補(bǔ)強(qiáng)；已變形建筑物的加固，混凝土構(gòu)筑物如水塔、水池縫隙的補(bǔ)強(qiáng)及防止沉陷。

3 襯砌滲水點(diǎn)化學(xué)灌漿施工

3.1 施工機(jī)具

鉆孔采用電動(dòng)沖擊鉆，孔徑8～10 mm。

化學(xué)灌漿使用HX-600型雙液高壓注漿機(jī)，是一部使用在結(jié)構(gòu)灌注的專業(yè)機(jī)種，具有高壓力，不需氣壓源，施工快速。機(jī)身本體僅重7 kg，攜帶省力，移動(dòng)方便，可在3～6 s內(nèi)提升至5 000 psi以上工作壓力，漿液體止水劑可有效灌注0.1 mm的細(xì)微裂縫中，防水止漏效果更為持久有效。

3.2 使用材料

化學(xué)灌漿的材料，本次設(shè)計(jì)要求化灌的目的是堵水，選用業(yè)主已組織招標(biāo)的中標(biāo)材料，北京瑞米堵水/加固I號(hào)化灌材料（A、B雙組份），其物理性能指標(biāo)見(jiàn)表1。所用化灌材料廠家的方法裝運(yùn)、儲(chǔ)存和使用；化灌材料應(yīng)放置在低溫、干燥、避風(fēng)和通風(fēng)良好的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，設(shè)專人保管，并采取必要的安全防護(hù)措施。

表1 瑞米加固Ⅰ號(hào)雙組份物理性能指標(biāo)

SDS定點(diǎn)鉆頭一種鉆孔切入點(diǎn)穩(wěn)定、深孔徑施鉆鉆頭較不易彎曲之沖擊鉆頭。

止水針頭灌注用耐高壓針頭，固定于鉆孔處，便于注入止漏材料。

3.3 施工工法

3.3.1 安裝孔滲水、涌泥及鈣質(zhì)析出部位滲水

拆掉漏水孔的蘑菇頭鋼墊板，觀察出水點(diǎn)情況，在滲漏水處于固結(jié)灌漿已安裝的鋼錨桿旁邊鉆孔，孔位盡量設(shè)于安漿孔內(nèi)，孔深應(yīng)大于28 cm，或超過(guò)管片外緣10 cm（由試驗(yàn)效果取得）。孔徑10～13 mm。鉆孔結(jié)束后安置止水針頭，止水針頭設(shè)置完成后用化灌材料灌注，直至發(fā)現(xiàn)注射化灌液于封孔砂漿表面漏水點(diǎn)滲出。灌注完成后，確認(rèn)不滲漏即可去除止水針頭，清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。重新安裝鋼墊板和進(jìn)行蘑菇頭制作，直到合格。

3.3.2 管片接縫滲水

對(duì)于管片與管片接縫之間滲水，首先將破損的接縫修補(bǔ)合格。若為點(diǎn)狀滲漏，先于環(huán)片與環(huán)片之間接縫滲水處鉆孔，鉆孔深度必須超過(guò)管片厚度，孔徑10～13 mm，埋設(shè)止水針頭，用高壓水向灌漿嘴內(nèi)注清水將孔內(nèi)清洗干凈，后注入化學(xué)灌漿材料，灌注完成后即可去除止水針頭；若管片接縫整體滲漏，循序漸近由低處向高處鉆，孔距20～30 cm為宜，鉆孔深度超過(guò)管片厚度，鉆至最高處再次埋設(shè)止水針頭，用高壓水向灌漿嘴內(nèi)注清水，觀察出水點(diǎn)串通情況，并將縫內(nèi)粉塵清洗干凈，然后用化灌材料灌注，立面灌漿順序由下而上，平面可從一端開(kāi)始，單孔逐一連續(xù)進(jìn)行。直至注射材于接縫表面滲出，確認(rèn)不滲漏即可換相鄰孔灌注，直至最高孔。堵漏完成后，去除止水針頭，清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。

灌漿壓力視不同接縫的具體情況而定，一般在0.1～0.8MPa之間，建議采用0.5MPa，直至達(dá)到灌填滿灌并無(wú)滲水情況出現(xiàn)時(shí)結(jié)束。各型壓力參數(shù)的確定通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)化灌漿試驗(yàn)選定。

注：當(dāng)所有漏水點(diǎn)經(jīng)過(guò)灌注化灌材料達(dá)到止漏目的后，即可去除灌注針頭，然后再用封孔膠（快速水泥）封填，以恢復(fù)其原貌。

特殊情況處理：灌漿過(guò)程中，有個(gè)別裂縫封閉不嚴(yán)，出現(xiàn)漏漿，采用降壓、待凝、間歇灌漿等各種措施處理。

3.4 質(zhì)量檢查及工程驗(yàn)收

3.4.1 質(zhì)量檢查

環(huán)片縫化學(xué)灌漿的質(zhì)量檢查采用鉆孔取芯檢查，每100 m縫長(zhǎng)取10個(gè)檢查孔。孔位選在監(jiān)理人認(rèn)為化灌質(zhì)量較難控制部位。采用小口徑工程鉆騎縫取樣，觀察化學(xué)灌漿漿液結(jié)合在被灌物體內(nèi)的充填情況，達(dá)到滿填滿灌和不滲水即為合格。對(duì)于安裝孔滲水部位采用表面觀察法達(dá)到不滲、不漏即為合格。

3.4.2 工程驗(yàn)收

灌漿工程驗(yàn)收應(yīng)在鉆孔和灌漿作業(yè)過(guò)程中，按照各項(xiàng)施灌工藝標(biāo)準(zhǔn)和各類(lèi)灌漿過(guò)程的質(zhì)量檢查項(xiàng)目和內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)收，修補(bǔ)后混凝土與原管片混凝土的顏色盡可能一致。除設(shè)置的排水孔內(nèi)滲水外，化灌后管片內(nèi)部不滲水為合格。

4 結(jié)語(yǔ)

化學(xué)灌漿堵漏具有簡(jiǎn)單、方便、快速、有效等諸多優(yōu)點(diǎn)，不僅可以起到防滲堵漏的作用，而且還有一定的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固作用。可廣泛應(yīng)用于水利水電、隧洞、市政、工業(yè)與民用建筑等領(lǐng)域應(yīng)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。