針孔法在濟南地鐵車站高壓灌漿堵漏施工中的應用

仇暉

摘 要：為防止濟南地鐵車站高壓灌漿出現泄漏的現象，將針孔法應用在高壓灌漿堵漏施工中。本文首先簡要分析地鐵車站滲漏水的原因，其次，明確地鐵車站高壓灌漿堵漏的原理，最后，詳細論述了針孔法的應用步驟，包括清理，鉆孔布置，洗縫，埋嘴、固結灌漿，壓水試驗，灌漿堵漏后節點保護。

關鍵詞：針孔法;地鐵車站;高壓灌漿堵漏

中圖分類號：TU94;TU761.11 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）07-0060-03

Application of Pinhole Method in High-pressure Grouting Plugging Construction of Jinan Metro Station

QIU Hui

（China Railway 14th Bureau Group Tunnel Engineering Co.， Ltd.，Jinan Shandong 250014）

Abstract： In order to prevent the leakage of high-pressure grouting in Jinan subway station， the pinhole method was applied in the construction of high-pressure grouting. This? first briefly analyzed the causes of water leakage in subway stations. Secondly， it clarified the principle of high-pressure grouting in subway stations. Finally， it discussed in detail the application steps of the pinhole method， including cleaning， drilling layout， seam washing， mouth burying， and consolidation grouting， water pressure test， node protection after grouting and plugging.

Keywords： pinhole method;metro station;high pressure grouting to stop leakage

本次工程內容為濟南地鐵車站高壓灌漿堵漏施工，主要目的在于防止地鐵車站高壓灌漿泄漏。在我國以往針對高壓灌漿堵漏施工的研究中，主要以封堵為主，未考慮到地鐵車站所處的具體位置的特點，導致制定的施工方案和流程不具備適用性。針孔法是一種新型的封堵方法，通過針孔法注漿，能使漿液完全滲透到地層的細小裂縫中，保證灌漿封堵效果。因此，有必要將針孔法應用在濟南地鐵車站高壓灌漿堵漏施工中，以提高高壓灌漿堵漏施工的效果，確保濟南地鐵車站的施工質量能夠符合標準。

1 地鐵車站滲漏水原因分析

為了針對性地對地鐵車站滲漏處進行堵漏處理，需要先了解地鐵車站滲漏水的原因。地鐵車站滲漏水的原因主要有以下幾方面：第一，地鐵車站位于地面下層，更接近地下水，車站墻體及底板都容易因地理位置的原因出現滲水現象;第二，施工鉆孔位置選擇不當，導致后續使用中出現滲水;第三，混凝土配比不合理，針狀碎石容易劃破防水層，導致滲漏;第四，施工元件加工存在缺陷，焊接不平整或接口不緊密，容易在后續出現松動、脫落、損壞等現象，導致滲水?；谏鲜鰸B水原因，以針孔法進行灌漿堵漏，可以有效解決地鐵車站滲漏水的問題。

2 地鐵車站高壓灌漿堵漏的原理

常規情況下，地鐵車站高壓灌漿堵漏應以與工程結合為主，倘若工程中出現系統沒有排水的現象，可直接采用高壓灌漿堵漏方式[1]。首先對裂縫的黏結進行處理，即在選定的組織結構縫隙中進行化學處理，使縫隙表層形成一種抗壓能力或綜合強度較高的錨栓，有利于后續裂縫的填充[2]。在此基礎上，執行高壓灌漿堵漏措施，即使用高壓澆筑設備，將具備一定黏結化學性能的水溶性聚合物，在高壓的條件下灌注在混凝土結構或墻體裂縫中。這些水溶性聚合物在組織結構中遇到水分子后，會快速發生乳化，并呈現出分散的現象，當水溶性聚合物凝結后，可以實現對墻體裂縫的填充，通過此種方式達到對組織結構防滲漏的作用[3]。目前，我國針對此方面或此種技術的研究尚處于起步階段，屬于一個全新的研究領域與范疇。

3 針孔法的應用

在明確地鐵車站高壓灌漿堵漏原理的基礎上，本次灌漿施工所用設備皆為經過質量檢驗后合格的設備，能保證不因為設備質量問題而制約施工進程[4]。本次施工分6步進行，各步驟的具體內容如下。

3.1 清理

在清理過程中，施工單位需要對現場情況進行詳細檢查，判斷是否存在表層滲漏現象，若存在滲漏現象，還要確定不同灌漿堵漏措施的實施位置。在完成對區域的組織規劃后，對施工及其周邊區域進行清潔處理，確保建筑組織結構表層的清潔度。

3.2 鉆孔布置

在完成對施工區域的清潔處理后，選擇直徑為13.0～15.0 mm的鉆頭執行鉆孔行為，鉆入的角度應控制在斜上方45°左右。注漿孔利用錨桿鉆孔進行部分加深處理，孔距2.00 m，排距2.50 m，呈梅花形布置，先施工Ⅰ序孔，孔距4.00 m;后施工Ⅱ序孔，孔距4.00 m。

3.3 洗縫

在清洗銜接縫的過程中，使用高壓設備，設備水流至少以7.0 MPa的壓力進行噴射，并使用扳手將完成的區域進行加固擰緊處理，避免出現持續滲漏現象。

3.4 埋嘴、固結灌漿

在完成上述相關工作后，使用專用設備在灌漿區域及其周邊區域進行銜接，確保鉆孔孔洞與周邊設備間不保留多余空隙，以完成埋嘴處理。

此后，本文采用針孔法執行固結灌漿。針孔法的實施應嚴格遵循加密處理原則，即使用設備在進行灌注過程中，按照自上而下的處理方式，并在孔內循環操作施工行為。通常情況下，在滿足澆灌行為發生的條件下，可將多個針孔并排連接[5]。通過針孔注漿的方式，能使漿液完全滲透到地層的細小裂縫中，進一步保證灌漿封堵的效果。本次施工灌漿漿液以普通水泥漿液為主，不同水灰比的含灰量和含水量見表1。

結合表1，具備堵漏作用的彈性高分子水泥的主要合成原料包括順丁烯二酸酐、丙烯酰胺、乙烯基聚醚、過氧化氫、維生素C等。彈性高分子水泥的合成主要是在配有滴加裝置、溫度控制裝置、轉速調節裝置以及冷凝功能的反應儀器中進行的。合成前，首先在反應釜中添加去離子水以及乙烯基聚醚單體成分，并將所有原材料充分混合，直到完全溶解于水中[6]。待儀器中的溫度升高到適當范圍內，設置滴加速度，再將過氧化氫、維生素C溶液、鏈轉移劑溶液等添加到反應儀器中。當儀器中的所有反應反應完全后，停止滴加，并將儀器內的溫度降到室溫，再選用25%的氫氧化鈉溶液調節儀器內溶液的氫離子濃度指數。合成完畢后，還需要對彈性高分子水泥進行不飽和雙鍵值計算，計算公式如式（1）所示。

[n=（V1-V0）×cm-c0]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式（1）中：[n]表示為彈性高分子水泥中不飽和雙鍵值，mmol/g;[V1]表示灌漿料的總體積，mL;[V0]表示為灌漿速率，mL/min;[c]表示灌漿壓力，Pa;[c0]表示為彈性高分子水泥中酸性物質的濃度，mmol/g，計算公式如式（2）所示;[m]表示為彈性高分子水泥的總質量，g。

[c0=V2×cm0]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

式（2）中：[V2]表示彈性高分子水泥中酸性物質標準滴定溶液的總體積，mL;[m0]表示彈性高分子水泥中酸性物質所用質量，g。

通過上述兩個公式得出符合彈性高分子水泥防滲堵漏要求的不飽和雙鍵值，從而將不同原料按照一定的配比要求配置[7]。在配制過程中，當需要額外的添加劑時，選擇添加劑單體需要考慮單體是否存在毒性、溶解性、揮發性等，最好選用毒性較小、溶解性強、易揮發的添加劑加入彈性高分子水泥合成材料中。根據此參數制漿，在灌漿結束后封孔，完成施工中固結灌漿。

3.5 壓水試驗

為防止出現泄漏的情況，本文在施工中設計壓水試驗時，固結灌漿第1段壓力要求如表2所示。

結合表2，設灌漿段的灌漿壓力為[P]，以下各段的灌漿壓力按公式（3）計算：

[P=P0+ah]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

式（3）中：[P0]表示第1段的灌漿壓力，Pa;[a]表示巖石破碎系數，本次工程中取0.05;[h]表示阻塞器栓塞以下的基巖段長，m[8]。在滿足公式（3）的前提下，完成壓水試驗。

3.6 灌漿堵漏后節點保護

完成上述施工操作后，需要進行相應的灌漿堵漏后的節點保護。本文在拆除支撐模架的過程中，通過提高試塊強度的方式，保證拆除支撐模架時裝配式半灌漿套筒連接的穩定性[9]。根據《灌漿套筒施工要求》，必須保證試塊強度高于30 MPa。為防止外界環境因素對其產生的干擾，整體施工溫度保持在5～15 ℃，如遇到溫度過低的問題，需要采取一定的保溫措施，避免發生凍結現象，進而阻礙施工;同理，如遇到溫度過高的問題，也需要采取一定的降溫措施。

4 結語

通過分析，證明了針孔法在實際地鐵車站高壓灌漿堵漏施工中的適用性。相信通過本文的設計，能夠解決傳統地鐵車站高壓灌漿堵漏施工中存在的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現為未對本次地鐵車站高壓灌漿堵漏施工人員方面的配備加以深入研究，進一步提高施工整體質量。這一點，在未來的研究中要加以補足。同時，還需要對濟南地鐵車站的優化設計進行深入研究，以為提高濟南地鐵車站施工質量提供建議。

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