地下結(jié)構(gòu)動(dòng)水條件下雙液注漿堵漏施工技術(shù)

梁少崗，苑慶濤，王 兵，葛小寧，楊松霖，楊 歡

（1.中建八局第二建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250022；2.四川省睿景天成建設(shè)工程有限公司，四川 成都 611130）

0 引言

相比地上空間而言，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于地下空間的開(kāi)發(fā)和利用率相對(duì)較低。其中，地下結(jié)構(gòu)防水是影響此問(wèn)題的一個(gè)重要原因［1］。防水工程是一個(gè)涉及防水設(shè)計(jì)、防水材料、施工技術(shù)、施工過(guò)程管理等多方面的系統(tǒng)工程。一直以來(lái)施工過(guò)程中只重視防水材料的使用，而忽視結(jié)構(gòu)體本身的防水要求，實(shí)踐證明地下結(jié)構(gòu)防水的根本還是要以結(jié)構(gòu)自防水（剛性防水）為主，防水材料（柔性防水）為輔，可以總結(jié)為“剛性為本”且“剛?cè)峤Y(jié)合”［2］。

1 研究區(qū)域概況

本項(xiàng)目位于成都平原西部，施工場(chǎng)地平整，交通便利。場(chǎng)地地下水位埋藏較淺，受施工降水及周邊場(chǎng)地降水影響，場(chǎng)地地下水位較正常水位有所降低。而勘察期間實(shí)測(cè)施工場(chǎng)地穩(wěn)定水位埋深 5.30～8.50 m，相對(duì)水位高程為 517.90～518.67 m，平均高程約 518.25 m，如圖 1 所示。當(dāng)本場(chǎng)地施工結(jié)束及周邊場(chǎng)地停止施工降水后，整個(gè)場(chǎng)地地下水位將會(huì)恢復(fù)到正常水位，目前場(chǎng)地正常水位應(yīng)在地表以下 3.0 m 左右，歷史最高水位建議取 525.55 m［3］。結(jié)合成都地區(qū)水文地質(zhì)資料和現(xiàn)有的施工降水設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)分析可得到，本項(xiàng)目場(chǎng)地中擬建建筑物地下結(jié)構(gòu)在豐水期地下室底板將處于地下水位之中。

圖1 地質(zhì)剖面示意圖

2 地下結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)及堵漏難點(diǎn)

本工程 ±0.000 相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高 529.350 m，場(chǎng)地抗浮設(shè)計(jì)水位絕對(duì)高程為 537.200 m。地下室頂板防水面積約 6 090 m2，地下室外墻約 7 173 m2，地下室總防水面積約為 3.3 萬(wàn) m2。

地下室防水普遍為二級(jí)，地下室種植頂板、配電間周?chē)鈮偷装宸浪燃?jí)為一級(jí)。主體采用防水混凝土加防水卷材設(shè)防。

由于施工原因，雨季來(lái)臨之前底板后澆帶未進(jìn)行封閉，造成后澆帶防水卷材被地下水壓沖出多個(gè)漏洞。由于后澆帶位置的特殊性，防水破損位置修補(bǔ)難度較大，故現(xiàn)場(chǎng)采用加強(qiáng)外部降低水位與后澆帶位置采用混凝土及時(shí)封閉的方法進(jìn)行處理，但后期降水井停止降水時(shí)，地下水位升高，沿后澆帶位置呈線狀出現(xiàn)多個(gè)滲漏點(diǎn)，且大漏點(diǎn)位置較為嚴(yán)重，存在一定水壓。

3 注漿施工工藝及注漿液選擇與配制

3.1 注漿施工工藝

對(duì)于本項(xiàng)目地下室結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的滲漏問(wèn)題，綜合分析考慮采用壓力注漿堵漏的方法進(jìn)行處理［4，5］，施工一般工藝如圖 2 所示。

圖2 施工工藝圖

3.2 注漿材料選擇

由于底板后澆帶位置滲漏點(diǎn)沿后澆帶呈線狀分布，且滲漏點(diǎn)水流較大，因此，注漿堵漏材料的選擇也就成為施工過(guò)程中的重要部分，決定整個(gè)注漿堵漏施工過(guò)程的成敗。施工之前首先對(duì)市場(chǎng)比較常見(jiàn)的幾種堵漏材料如，聚氨酯注漿料、環(huán)氧樹(shù)脂、單液水泥漿、水泥·水玻璃雙組份等材料進(jìn)行對(duì)比選擇［6］，相關(guān)特性統(tǒng)計(jì)如表 1 所示。

表1 堵漏材料特性

綜上，水泥·水玻璃雙組份漿液具有兩種漿材的優(yōu)點(diǎn)：漿液粘度較低，可灌性較好，在水中可以迅速凝固，凝膠時(shí)間可在幾秒到幾十分鐘內(nèi)準(zhǔn)確控制，結(jié)石率可高達(dá) 98 % 以上，結(jié)石強(qiáng)度較高，且漿液本身無(wú)毒，無(wú)污染。因此選擇水泥·水玻璃雙組份漿液作為注漿封堵首選的材料。

3.3 注漿料配制

根據(jù)注漿材料的相關(guān)特性以及地下結(jié)構(gòu)滲漏情況，本次施工注漿材料選用水泥·水玻璃雙組份漿液進(jìn)行堵漏施工。為能夠有效控制水泥·水玻璃雙組份漿液的凝結(jié)時(shí)間及漿液擴(kuò)散半徑，并取得良好的注漿封堵效果，經(jīng)查閱相關(guān)資料表明，水泥-水玻璃漿液膠凝時(shí)間可在幾秒至幾十分鐘內(nèi)準(zhǔn)確控制，其膠凝時(shí)間與水泥品種、水泥漿水灰比、水玻璃溶液濃度、水玻璃溶液與水泥漿的體積比等因素有關(guān)，如表 2 所示。

表2 不同配比的水玻璃水泥雙液凝結(jié)時(shí)間

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)雙液注漿料需求量來(lái)計(jì)算所需水泥漿的體積，并且按水灰比計(jì)算出水泥用量。配制水泥漿液時(shí)首先往水中加入適量的水泥，使用攪拌器進(jìn)行多次攪拌，攪拌時(shí)長(zhǎng)不少于 5 min。同時(shí)配制水玻璃濃度 35 Be，模數(shù) 2.6 的水玻璃溶液。其中，對(duì)于速凝劑應(yīng)該在配制水泥漿液時(shí)，首先加入 3 % 的速凝劑，攪拌均勻后，再加入水泥［7］。

4 注漿施工過(guò)程及控制要點(diǎn)

對(duì)于注漿施工過(guò)程的主要步驟如圖 3 所示，注漿施工過(guò)程中的預(yù)處理、鉆孔埋管、壓力注漿是整個(gè)流程中的關(guān)鍵步驟，也關(guān)系到整個(gè)注漿過(guò)程的成敗。

圖3 堵漏注漿施工流程

4.1 預(yù)處理

由于地下結(jié)構(gòu)后澆帶滲漏點(diǎn)沿后澆帶方向呈線性組團(tuán)狀分布，滲漏點(diǎn)小而多。對(duì)于這種情況現(xiàn)場(chǎng)采用“先大點(diǎn)引流，后小點(diǎn)封堵”的辦法，首先對(duì)滲漏點(diǎn)組團(tuán)中選擇一個(gè)較大滲漏點(diǎn)進(jìn)行鉆孔埋管，埋管管材選用φ20PVC 管，埋深不小于 2～4 cm，漏出地面不超過(guò) 5 cm。

4.2 選點(diǎn)定位

對(duì)于預(yù)處理完成的工作面進(jìn)行清理，選擇已埋設(shè)φ20PVC 管的周?chē)裨O(shè)帶有開(kāi)關(guān)的金屬管道，選點(diǎn)定位過(guò)程應(yīng)首先對(duì)整個(gè)注漿區(qū)域進(jìn)行劃分，沿后澆帶設(shè)置間距不大于 2 m 的注漿金屬管，對(duì)于滲漏嚴(yán)重的區(qū)域可以滲漏點(diǎn)為中心呈梅花型布置，注漿定位點(diǎn)間距不大于 2 m。

4.3 鉆孔埋管

通過(guò)鉆機(jī)對(duì)較大滲漏點(diǎn)進(jìn)行剔鑿開(kāi)孔，并對(duì)剔鑿的混凝土塊進(jìn)行清理，埋設(shè)帶有開(kāi)關(guān)的金屬管道，埋設(shè)過(guò)程中使開(kāi)關(guān)處于打開(kāi)狀態(tài)，找準(zhǔn)漏水部位插入金屬管道，使水能從金屬管道流出，整個(gè)過(guò)程中需要兩個(gè)人配合完成。埋管完成后對(duì)埋管周?chē)捎谩岸侣┩酢边M(jìn)行封堵，所有埋管工作完成后對(duì)其他較小滲漏點(diǎn)同樣采用“堵漏王”進(jìn)行封堵［8］。封堵完成后使金屬管道開(kāi)關(guān)保持打開(kāi)狀態(tài)，對(duì)預(yù)處理階段埋設(shè)的φ20PVC 采用“堵漏王”進(jìn)行封堵。整個(gè)封堵完成后不應(yīng)立即進(jìn)行壓力注漿，應(yīng)至少 10 h 后“堵漏王”達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行。

4.4 注漿機(jī)具連接

整個(gè)注漿過(guò)程中使用的注漿設(shè)備及器具包括手持式鉆機(jī)、攪拌機(jī)、注漿壓力泵及其相關(guān)配套管線等。其中，注漿選用雙液雙缸注漿機(jī)，實(shí)現(xiàn)漿液配制和輸送。通過(guò)活塞往復(fù)一次，可實(shí)現(xiàn)兩種液體的吸排，通過(guò)壓力系統(tǒng)使?jié){液進(jìn)入結(jié)構(gòu)裂隙和孔隙中。整個(gè)設(shè)備通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)，泵送壓力高，安全可靠［9］。

4.5 壓力注漿

工序中如何控制水泥·水玻璃雙組份漿液的配合比，使凝結(jié)時(shí)間既能滿(mǎn)足堵漏施工需要，又能使凝結(jié)體強(qiáng)度及耐久性均達(dá)到要求，是整個(gè)施工過(guò)程中最關(guān)鍵的工作。選取水玻璃濃度 35 Be，模數(shù) 2.6，并且加入 3 % 的速凝劑，按照水泥與水玻璃質(zhì)量比為 1∶1，水泥漿水灰比 1∶1 進(jìn)行配制。采用雙組份注漿設(shè)備進(jìn)行注漿，初壓控制到 0.5～1.0 MPa，終壓控制為 2.5 MPa［10，11］，將水泥漿液和水玻璃漿液加入到注漿泵的混合容器內(nèi)，混合均勻，注入到結(jié)構(gòu)裂隙及孔隙中去。凝膠時(shí)間控制在 60 s 左右，達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)漿液配比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

4.6 檢查清理

注漿完成后，對(duì)整個(gè)注漿堵漏施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，便于注漿堵漏區(qū)域的養(yǎng)護(hù)。

5 效果檢查與評(píng)價(jià)

在注漿堵漏施工完成后，采用散水養(yǎng)護(hù)的方法對(duì)整個(gè)注漿堵漏區(qū)域進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)達(dá)到至少 7 d 以上時(shí)，可停止基坑周邊降水井降水，使地下室結(jié)構(gòu)周邊水位基本恢復(fù)到正常水位，通過(guò)對(duì)原先標(biāo)記滲漏點(diǎn)進(jìn)行檢查，滲漏點(diǎn)均未發(fā)現(xiàn)有繼續(xù)滲漏現(xiàn)象。并且沿后澆帶位置底板未出現(xiàn)其他新的滲漏點(diǎn)［12］。

水泥·水玻璃雙液注漿法是一種比較實(shí)用的注漿堵漏技術(shù)，能夠根據(jù)滲漏點(diǎn)狀況配制不同比重的注漿液，通過(guò)壓力注漿設(shè)備將漿液注入地下結(jié)構(gòu)裂隙和孔隙之中，相比化學(xué)注漿而言，采用水泥·水玻璃雙組份注漿液能夠很好地與底板混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合，堵漏效果、耐久性更好，并且對(duì)周?chē)h(huán)境無(wú)污染。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述工程的施工實(shí)例證明，對(duì)于地下混凝土結(jié)構(gòu)中呈線性組團(tuán)狀分布，滲漏點(diǎn)小而多的滲漏點(diǎn)，水泥-水玻璃雙組份漿液注漿技術(shù)因其價(jià)格低廉、可操作性強(qiáng)、良好的堵漏補(bǔ)強(qiáng)效果，正日益得到廣泛應(yīng)用，并且無(wú)需開(kāi)槽，對(duì)原混凝土結(jié)構(gòu)面損害較小，同材質(zhì)注漿料的耐久性更好［13］。工程上的成功應(yīng)用充分證明了其良好的堵漏適用性，可以對(duì)高水位地區(qū)地下混凝土結(jié)構(gòu)裂縫注漿堵漏提供一些參考。Q