地鐵運營隧道灌漿堵漏材料的選用

1 灌漿材料簡介
灌漿堵漏就是將一定的材料配成漿液，用壓送設備將其灌人縫隙內或孔洞中，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灌漿材料兩種。水泥漿具有結石強度高、材料來源大、價格低、運輸儲存方便、灌漿工藝簡單等優點，是應用最為廣泛的基本灌漿材料之一。但是，由于它屬于顆粒材料，對微小裂隙的處理不能起到滿意的效果；此外水泥漿材凝固時間長，在有一定流速的漏水部位灌漿
時會在凝固前被水稀釋或沖走，難達堵漏的目的。因此，水泥灌漿只適用灌注不存在流水條的混凝土裂縫和其他較大缺陷的修補。化學灌漿比水泥漿材具有較好的可灌性，它能按工程的需要調節漿液的膠凝時間，適用于有流動水部位的堵漏或防滲，常用的化學灌漿材料主要有四種。
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，以水為交聯劑立即進行化學反應，放出C0：，體積膨脹，并與周圍砂、石等固結成彈性的固結體，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，使漿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。此外，后注入的漿液受沿裂縫滲入的外水影響，再次吸水膨脹，可能導致頂脫外封閉面層，重新滲水、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，加人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；凝結時間可任意控制在幾分鐘至數小時內；與構件粘結強度高，耐老化，能抗水、抗稀酸和堿的侵蝕；滲透能力強，擴散半徑大；對混凝上無銹蝕作用，能與混凝土及鋼筋牢固粘結，增進鋼筋1昆凝土的力學強度，延長建筑物的使用年限優點。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，經引發、聚合、交聯反應后，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、膠凝時間可根據需要調節，以及抗酸堿、抗細菌侵蝕、漿液易于配制等優點，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，不宜經常發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改性環氧
常規環氧類堵漏材料具有良好的力學性能和耐老化性，但存在親水性差，不適于帶水作業環境下的施工。今年來，針對環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，經改良后的改性環氧灌漿材料能夠滿足帶水作業要求。具有粘度低、濕潤性強、綜合力學性能強度高、耐老化、無毒等特征，其固化后的固結體無體型收縮。對在含水地層的處理中，具有優異的滲透性，可注入極低滲透的(k二10—6—10—8cm／s)泥層，并使其固結，可提高1昆凝土結構整體自防水能力。改性環氧適用于各種結構(包括有振動、高溫、腐蝕性介質作用的結構)補強加固和堵漏。
2 滲漏類型和原因分析
地鐵運營隧道出現滲漏主要有下列四種類型：
2．1結構變形縫滲漏水
導致變形縫滲漏水的主要原因是止水帶埋設不當，在施工中由于種種原因，止水帶沒有按設計要求進行施工，造成止水帶破裂，偏離設計定位要求，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
施工縫是混凝土結構施工造成的，在施工縫處一般都設置有止水材料，如果止水材料性能不適應施工條件或者是埋設工藝不當，當混凝土收縮時，出現裂隙。
2．3混凝上開裂漏水
在大尺度結構中，混凝土受干縮和溫度變化的影響產生形變，當結構受到外部邊界約束，不能自由伸張和收縮時，結構開裂，形成裂縫。
2．4結構混凝土滲水
由于混凝土配合比不當，致使抗滲等級太低，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，將引起點滲漏。
3 運營隧道灌漿堵漏選材
第2．2—2．3類滲漏宜采用化學灌漿方法進行堵漏，根據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著眼于結構補強，提高混凝土結構整體自防水能力。改性環氧具有以下特點：
3．1優良的滲透性和親和性，能在潮濕的混凝土基面上濕潤鋪展，在水界質的濕縫中填充，并對混凝土界面進行粘結
補強。
3．2嵌縫封閉槽口小，縫深X縫寬為2—3cmX2—3cm鉆孔時，不破壞混凝土結構又達到漿液封閉不外串，同時確保漿液充分充填縫隙。
3．3環氧材料的力學性能好，其抗拉剪應力遠遠大于混凝土的抗拉、抗剪應力，當混凝土受溫差變化產生形變時，被粘貼部位不易拉裂，既能對裂縫止水又能收到結構補強的效果。
3．4施工方法簡單，機具輕便、實效，易于控制注漿質量。
3．5處理后的縫面易于修復平整，與原混凝土為一體。
3．6對于混凝土鋼筋部位的滲漏，通過注漿可使漿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，注人的漿液可使其固結，達到止水的目的。
綜上所述，對地鐵隧道滲漏的灌漿2003年第4期(總第12期)堵漏材料宜選用改性環氧樹脂。其漿材的組成成分：主劑一正—44環氧樹脂；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現場調查，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封縫和固結灌漿嘴。
4．1．5壓水壓氣檢查，壓水或壓氣時壓力應維持0．3—0．4MPa。
4．1．6配制漿液，漿液凝結時間可通過改變組成材料用量加以調整。
4．1．7灌漿
灌漿是整個灌漿堵漏的中心環節，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)對整個灌漿系統進行全面檢
(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)將灌漿系統和灌漿嘴牢固聯結，打開排水閥門；
(4)開放灌漿系統的全部閥門，起動壓力泵，待漿液從排水閥門流出后，即關閉排水閥門，加壓進行正常灌漿。
4．1．8結束灌漿，在結束前須用丙酮將管路的漿液頂人縫中，預計溶劑占滿管路時即停止灌漿。
4．1．9縫子L。
4．1．10待漿液完全固化后恢復表面。
4．2施工注意事項剔除注漿嘴
4．2．1注漿前應對注漿系統全面細致地檢查一遍。注漿閥、管及壓力表等器件的接頭部分是否牢固?扎頭是否擰緊?否則會引起爆管或串漿事故。
4．2．2注漿時應嚴密注意注漿壓力、流量、時間等參數，力求一次成功，對有些吃漿量大的部位可采用間歇注漿的方
法。
4．2．3注漿時在各接縫處可能出現跑漿、冒漿現象，這種情況屬于封閉不嚴所致。應停止注漿，封閉嚴以后再注漿。
4．2．4注漿時有時壓力突然上升，這種是假壓力。是由于局部或部位暫時堵塞所致，隨著高壓力的進入，堵塞物會被沖開，壓力下降，屬正常現象，此時可持續灌漿。
4．2．5注漿時施工一定要帶安全帽、護目鏡、口罩和膠手套，防止漿液濺到皮膚地鐵科技或眼睛。如濺到皮膚上，可先用丙酮或酒精清洗，再用稀氨水或肥皂水洗凈，涂上油脂；如濺到眼睛，應用大量清水沖洗，再用干凈毛巾或手帕擦盡藥液，用溫水洗臉，然后再送醫院。
4．2．6注漿時一定要注意和保持通風良好，施工現場一定要遠離火源，嚴禁吸煙，防止火災發生。
4．2．7進行注漿環節時必須在附近設備上鋪上塑料布或報紙，避免漿液污染設備。
4．2．8施工完畢后應及時清理施工現場作好出清工作，避免物品侵入地鐵限界導致行車事故。
5 結語
經過相關技術人員對已完成施工的部位跟蹤檢查，采用改性環氧灌漿處理后的部位基本已不再滲漏。實踐證明，環氧類堵漏材料通過添加劑的作用能改變常規環氧親水性差的缺點，保留環氧樹脂的良好力學性能和耐老化性，有效地在帶水環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氧灌漿材料。
參考文獻
11)鄧鈁印．建筑工程防水材料手冊．第二版．中國建筑工業出版社．2001
[2]沈春林．防水材料手冊．中國建材工業出版
[3]張樹勛主編．看圖學地下防水堵漏技術