地下結構動水條件下雙液注漿堵漏施工技術

梁少崗，苑慶濤，王 兵，葛小寧，楊松霖，楊 歡

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

0 引言

相比地上空間而言，目前國內對于地下空間的開發和利用率相對較低。其中，地下結構防水是影響此問題的一個重要原因［1］。防水工程是一個涉及防水設計、防水材料、施工技術、施工過程管理等多方面的系統工程。一直以來施工過程中只重視防水材料的使用，而忽視結構體本身的防水要求，實踐證明地下結構防水的根本還是要以結構自防水（剛性防水）為主，防水材料（柔性防水）為輔，可以總結為“剛性為本”且“剛柔結合”［2］。

1 研究區域概況

本項目位于成都平原西部，施工場地平整，交通便利。場地地下水位埋藏較淺，受施工降水及周邊場地降水影響，場地地下水位較正常水位有所降低。而勘察期間實測施工場地穩定水位埋深 5.30～8.50 m，相對水位高程為 517.90～518.67 m，平均高程約 518.25 m，如圖 1 所示。當本場地施工結束及周邊場地停止施工降水后，整個場地地下水位將會恢復到正常水位，目前場地正常水位應在地表以下 3.0 m 左右，歷史最高水位建議取 525.55 m［3］。結合成都地區水文地質資料和現有的施工降水設計與施工經驗分析可得到，本項目場地中擬建建筑物地下結構在豐水期地下室底板將處于地下水位之中。

圖1 地質剖面示意圖

2 地下結構防水設計及堵漏難點

本工程 ±0.000 相當于絕對標高 529.350 m，場地抗浮設計水位絕對高程為 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 m2。

地下室防水普遍為二級，地下室種植頂板、配電間周圍外墻和底板防水等級為一級。主體采用防水混凝土加防水卷材設防。

由于施工原因，雨季來臨之前底板后澆帶未進行封閉，造成后澆帶防水卷材被地下水壓沖出多個漏洞。由于后澆帶位置的特殊性，防水破損位置修補難度較大，故現場采用加強外部降低水位與后澆帶位置采用混凝土及時封閉的方法進行處理，但后期降水井停止降水時，地下水位升高，沿后澆帶位置呈線狀出現多個滲漏點，且大漏點位置較為嚴重，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

對于本項目地下室結構出現的滲漏問題，綜合分析考慮采用壓力注漿堵漏的方法進行處理［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沿后澆帶呈線狀分布，且滲漏點水流較大，因此，注漿堵漏材料的選擇也就成為施工過程中的重要部分，決定整個注漿堵漏施工過程的成敗。施工之前首先對市場比較常見的幾種堵漏材料如，聚氨酯注漿料、環氧樹脂、單液水泥漿、水泥·水玻璃雙組份等材料進行對比選擇［6］，相關特性統計如表 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點：漿液粘度較低，可灌性較好，在水中可以迅速凝固，凝膠時間可在幾秒到幾十分鐘內準確控制，結石率可高達 98 % 以上，結石強度較高，且漿液本身無毒，無污染。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

根據注漿材料的相關特性以及地下結構滲漏情況，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時間及漿液擴散半徑，并取得良好的注漿封堵效果，經查閱相關資料表明，水泥-水玻璃漿液膠凝時間可在幾秒至幾十分鐘內準確控制，其膠凝時間與水泥品種、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，如表 2 所示。

表2 不同配比的水玻璃水泥雙液凝結時間

根據現場雙液注漿料需求量來計算所需水泥漿的體積，并且按水灰比計算出水泥用量。配制水泥漿液時首先往水中加入適量的水泥，使用攪拌器進行多次攪拌，攪拌時長不少于 5 min。同時配制水玻璃濃度 35 Be，模數 2.6 的水玻璃溶液。其中，對于速凝劑應該在配制水泥漿液時，首先加入 3 % 的速凝劑，攪拌均勻后，再加入水泥［7］。

4 注漿施工過程及控制要點

對于注漿施工過程的主要步驟如圖 3 所示，注漿施工過程中的預處理、鉆孔埋管、壓力注漿是整個流程中的關鍵步驟，也關系到整個注漿過程的成敗。

圖3 堵漏注漿施工流程

4.1 預處理

由于地下結構后澆帶滲漏點沿后澆帶方向呈線性組團狀分布，滲漏點小而多。對于這種情況現場采用“先大點引流，后小點封堵”的辦法，首先對滲漏點組團中選擇一個較大滲漏點進行鉆孔埋管，埋管管材選用φ20PVC 管，埋深不小于 2～4 cm，漏出地面不超過 5 cm。

4.2 選點定位

對于預處理完成的工作面進行清理，選擇已埋設φ20PVC 管的周圍埋設帶有開關的金屬管道，選點定位過程應首先對整個注漿區域進行劃分，沿后澆帶設置間距不大于 2 m 的注漿金屬管，對于滲漏嚴重的區域可以滲漏點為中心呈梅花型布置，注漿定位點間距不大于 2 m。

4.3 鉆孔埋管

通過鉆機對較大滲漏點進行剔鑿開孔，并對剔鑿的混凝土塊進行清理，埋設帶有開關的金屬管道，埋設過程中使開關處于打開狀態，找準漏水部位插入金屬管道，使水能從金屬管道流出，整個過程中需要兩個人配合完成。埋管完成后對埋管周圍采用“堵漏王”進行封堵，所有埋管工作完成后對其他較小滲漏點同樣采用“堵漏王”進行封堵［8］。封堵完成后使金屬管道開關保持打開狀態，對預處理階段埋設的φ20PVC 采用“堵漏王”進行封堵。整個封堵完成后不應立即進行壓力注漿，應至少 10 h 后“堵漏王”達到強度后進行。

4.4 注漿機具連接

整個注漿過程中使用的注漿設備及器具包括手持式鉆機、攪拌機、注漿壓力泵及其相關配套管線等。其中，注漿選用雙液雙缸注漿機，實現漿液配制和輸送。通過活塞往復一次，可實現兩種液體的吸排，通過壓力系統使漿液進入結構裂隙和孔隙中。整個設備通過液壓驅動，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，使凝結時間既能滿足堵漏施工需要，又能使凝結體強度及耐久性均達到要求，是整個施工過程中最關鍵的工作。選取水玻璃濃度 35 Be，模數 2.6，并且加入 3 % 的速凝劑，按照水泥與水玻璃質量比為 1∶1，水泥漿水灰比 1∶1 進行配制。采用雙組份注漿設備進行注漿，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，混合均勻，注入到結構裂隙及孔隙中去。凝膠時間控制在 60 s 左右，達不到要求時應當對漿液配比進行適當調整。

4.6 檢查清理

注漿完成后，對整個注漿堵漏施工現場進行清理，便于注漿堵漏區域的養護。

5 效果檢查與評價

在注漿堵漏施工完成后，采用散水養護的方法對整個注漿堵漏區域進行養護，連續養護達到至少 7 d 以上時，可停止基坑周邊降水井降水，使地下室結構周邊水位基本恢復到正常水位，通過對原先標記滲漏點進行檢查，滲漏點均未發現有繼續滲漏現象。并且沿后澆帶位置底板未出現其他新的滲漏點［12］。

水泥·水玻璃雙液注漿法是一種比較實用的注漿堵漏技術，能夠根據滲漏點狀況配制不同比重的注漿液，通過壓力注漿設備將漿液注入地下結構裂隙和孔隙之中，相比化學注漿而言，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構相結合，堵漏效果、耐久性更好，并且對周圍環境無污染。

6 結語

通過上述工程的施工實例證明，對于地下混凝土結構中呈線性組團狀分布，滲漏點小而多的滲漏點，水泥-水玻璃雙組份漿液注漿技術因其價格低廉、可操作性強、良好的堵漏補強效果，正日益得到廣泛應用，并且無需開槽，對原混凝土結構面損害較小，同材質注漿料的耐久性更好［13］。工程上的成功應用充分證明了其良好的堵漏適用性，可以對高水位地區地下混凝土結構裂縫注漿堵漏提供一些參考。Q