淺談地鐵運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，使其擴散、膠凝或固化，以達到防滲堵漏的效果。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行化學(xué)合成，形成端基含有過量游離異氰酸根基團的高分子化合物。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，從而達到堵水目的。但是該材料在進入裂縫后由于漿液遇水膨脹而堵塞裂縫，使?jié){液難以注進裂縫深一層的位置，因而未能真正封堵整個裂縫中的漏水。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

甲凝注漿補強補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，是一種高強度聚合物。它具有粘度低、可灌性好；凝結(jié)時間可任意控制在幾分鐘至數(shù)小時內(nèi)；與構(gòu)件粘結(jié)強度高，耐老化，能抗水、抗稀酸和堿的侵蝕；滲透能力強，擴散半徑大；對混凝土無銹蝕作用，能與混凝土及鋼筋牢固粘結(jié)，增進鋼筋混凝土的力學(xué)強度，延長建筑物的使用年限的優(yōu)點。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強，尤其是微細裂縫的補強，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，分別用兩種等量容器同時等壓、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、膠凝時間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，以及抗酸堿、抗細菌侵蝕、漿液易于配制等優(yōu)點，但是凝固后強度較低，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行試驗研究，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、綜合力學(xué)性能強度高、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、高溫、腐蝕性介質(zhì)作用的結(jié)構(gòu)）補強加固和堵漏。

2 滲漏類型和原因分析

地鐵運營隧道出現(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)計要求進行施工，造成止水帶破裂，偏離設(shè)計定位要求，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，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，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)，將引起點滲漏。

3 運營隧道灌漿堵漏選材

第2.2—2.3類滲漏宜采用化學(xué)灌漿方法進行堵漏，根據(jù)地鐵運營隧道的使用特性及深埋于地下受地下水影響的特點，筆者認為灌漿堵漏材料的選用上均應(yīng)著眼于結(jié)構(gòu)補強，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：

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，并對混凝土界面進行粘結(jié)補強。

3.2嵌縫封閉槽口小，縫深X縫寬為2—3cmX2—3cm鉆孔時，不破壞混凝土結(jié)構(gòu)又達到漿液封閉不外串，同時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)力遠遠大于混凝土的抗拉、抗剪應(yīng)力，當(dāng)混凝土受溫差變化產(chǎn)生形變時，被粘貼部位不易拉裂，既能對裂縫止水又能收到結(jié)構(gòu)補強的效果。

3.4施工方法簡單，機具輕便、實效，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){液沿鋼筋毛細孔隙滲入，滲透距離可達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

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步驟：

4.1.1現(xiàn)場調(diào)查，確定具體修補方案。

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漏）。

4.1.3確定灌漿孔的設(shè)計和布孔方案。

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；縫小則孔距小；

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，壓水或壓氣時壓力應(yīng)維持0.3—0.4MPa。

4.1.6配制漿液，漿液凝結(jié)時間可通過改變組成材料用量加以調(diào)整。

4.1.7灌漿

灌漿是整個灌漿堵漏的中心環(huán)節(jié)，必須有專職熟練的人員進行操作，有組織地進行分工，固定崗位，其操作程序如下：

（1）對整個灌漿系統(tǒng)進行全面檢查

（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)計溶劑占滿管路時即停止灌漿。

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，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。可以在地鐵運營隧道推廣使用改性環(huán)氧灌漿材料。

參考文獻

[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