環氧樹脂注漿技術研究

（中交第二公路工程局有限公司，陜西西安 710065）

1 化學灌漿的技術進步

化學灌漿將固化的化學材料配制成漿液，采用高壓灌漿泵等壓送設備將其注入裂縫、孔隙內，使其擴散、填充縫隙及空洞，由液態轉變為固態，以增加結構物的強度、降低地層滲透性、固化地層，改善混凝土建筑物的物理力學性質。化學灌漿技術是一種特殊的地基處理和結構物混凝土修補技術，即化學材料與工程施工相結合，利用化學漿液解決地基和結構物混凝土不密實問題、防滲堵漏、補強加固，保證工程質量及結構安全。

2 病害情況概述

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

3 裂縫處理的原理及工藝

根據工程的具體情況采用高壓灌漿作用機理，在裂縫的兩側斜向下45°傾角，呈梅花狀交錯布置，進行鉆孔，孔眼需穿過裂縫，在孔眼內埋設灌漿嘴，將配制的環氧樹脂注入混凝土裂縫中，利用高壓灌漿機使其在混凝土裂縫中快速擴散的同時凝固，固化后的漿液填充密實混凝土裂縫的縫隙，達到補強、加固的目的。

4 裂縫的處理工序及技術措施

4.1 環氧樹脂漿液的配制

環氧樹脂采用改性的HK-G系列環氧灌漿材料，此材料黏度小、易操作、黏結力強，可以深入裂縫內部，對微小裂縫進行徹底填充，補強、加固混凝土結構。

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

本工程所用漿液采用環氧樹脂，固化劑以5∶1的比例進行配制，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20 cm范圍內擦洗干凈，采用快干型封縫膠將表面裂縫修復封閉。

（1）搭設施工平臺。

搭設時需采用80鋼管，共搭設2個長5 m的平臺，其寬和高需要根據實際施工情況確定，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。

平臺搭設好后應及時對原隧道的混凝土表面進行清理，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；如果混凝土構件存在瑕疵，如有腐蝕、蜂窩、麻面、風化、疏松、剝落、起砂等情況，應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，應選取鉆孔施工方法，如裂縫覆蓋范圍大、走向雜亂，可設置斜鉆注漿孔，并通過注漿孔構成若干通道，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交叉進行鉆孔，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

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

裂縫病害的清孔需要根據縫寬采取相適應的方法，裂縫寬度在0.3 mm以內時，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溶液（酒精、甲苯等較為適宜），順裂縫兩側清洗干凈；若裂縫寬度超過0.3 mm，常規處理方法缺乏適用性，應開鑿“V”形槽，清理雜物后封縫。

4.5 灌漿嘴的埋設及裂縫表面的封閉處理

鉆孔后，向內部置入灌漿嘴，使用專用內六角扳手緊固，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，應埋設注漿嘴，在埋設前需要利用丙酮進行清理工作，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，根據此方面的情況合理控制灌漿嘴的埋設間距，保證注漿作業可高效開展。

在壓力作用下將漿液注入混凝土縫隙內，再使用裂縫修補膠均勻涂抹裂縫表面，構成完整、嚴密的封閉帶，避免在后續的注漿施工期間出現漿液滲漏的情況。

4.6 注漿

清理裂縫兩側150 mm范圍內的雜物，包含油污、灰塵等，使其維持潔凈、干燥的狀態。利用鉆孔的方法埋設注漿嘴，裂縫寬度在1 mm以內時，埋設間距500～800 mm；裂縫寬度超1 mm時，埋設間距減小為350～500 mm。為保證裂縫的處理效果，要求在同一條裂縫上設置多個注漿嘴、排氣嘴，注漿嘴間的裂縫可使用環氧樹脂膠泥封堵。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，出漿應及時關閉轉芯閥，將排氣嘴出漿處作為下一注漿嘴使用，按照此方式循環施工。完成封閉帶的固化處理后，應組織壓氣試驗，可檢查封閉帶的質量，若存在漏氣的情況，需要加強封閉。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，可實現對壓漿罐和注漿嘴的穩定連接，以免出現漏氣現象。

注漿施工期間須密切關注壓力，并采取控制措施，若遇到大寬度的裂縫，壓力以0.2 MPa為宜，出現注漿受阻的情況時可增加至0.4 MPa，根據實際情況進行合理調整。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，即可結束壓漿作業、封閉注漿嘴。遇貫通裂縫時，先組織單面注漿作業，此過程中若另一面無異常現象，可在該面一次壓漿到位。

4.7 質量檢查

經過注漿施工后，若存在裂縫內的漿液未發生流動（處于靜止的狀態），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，達到密封的效果，此后進行全面的質量檢查，確保各項指標均可滿足要求。

4.8 裂縫修補結果分析

通過壓水試驗的方式判斷橋梁裂縫的修補效果，以便對總體施工情況進行評價，若存在質量問題應及時采取處理措施。實際結果表明，孔壓水透水率得到有效的控制，其施工質量可滿足要求，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，清理鑿毛過程中產生的雜物，確保其足夠潔凈。施工期間應合理使用環氧樹脂液，控制用量、優化施工方法，有效浸透原混凝土表面，充分發揮該材料的黏結性能優勢。涂抹作業可采取人工操作的方法，厚度在1 mm內，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，以免出現雜物落入其中的情況。基液涂抹后全面清理基液內的氣泡，再進一步涂抹環氧砂漿，厚度為0.5 cm。考慮到環氧砂漿易脫落的情況，在涂抹時需用力壓緊涂抹。

（2）環氧砂漿對溫度較為敏感，溫度控制是養護環節的關鍵工作內容，若遇氣溫較高的環境應搭設遮陽棚，以免出現陽光直射的情況。正常情況下養護時間以2 d為宜，遇現場氣溫過低的情況時，必須采取保溫保暖措施，并將養護時間延長至7 d以上，養護過程中應保證溫度的穩定性，達到減小溫差的目的。

6 高壓環氧樹脂灌漿的優點

采用埋設灌漿嘴（A10高壓止水針頭），利用高壓灌漿機注射環氧樹脂的施工工藝，與傳統的在二襯混凝土表面手動開槽，埋設注漿管進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構，保護了二襯混凝土，使環氧樹脂漿液完全進入裂縫內部，填充密實裂縫。此環氧樹脂無須其他化學試劑稀釋，凝固后不會收縮，施工流程簡單，方便操作。經回彈儀檢測，注漿未對二襯混凝土強度產生影響，強度滿足設計圖紙要求，取得了良好的施工效果。

7 結語

通過環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微裂縫，經過長時間的監控觀測，裂縫未發生任何變化，為同類隧道工程結構的二襯裂縫治理積累了經驗。