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注漿材料在地下工程防水堵漏中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2019-07-08 16:04:27 瀏覽次數(shù): 1788 次

1.前言

隨著大規(guī)模城市建設(shè)的開(kāi)展,對(duì)高層建筑的地下停車場(chǎng)、地下商業(yè)中心、地鐵車站、人行通道等地下工程的防水要求也越來(lái)越高。但由于地質(zhì)條件、氣候條件、設(shè)計(jì)和施工等諸多因素的影響,地下工程滲漏水的情況越來(lái)越嚴(yán)重。主要表現(xiàn)為混凝土裂縫、施工縫、變形縫及混凝土表面滲漏水。地下工程滲漏水,會(huì)影響到結(jié)構(gòu)和設(shè)備的使用安全,影響到地下工程的運(yùn)營(yíng)和使用安全,縮短工程的使用年限,當(dāng)然更加會(huì)影響地下工程內(nèi)部的外觀質(zhì)量。如何更加有效地保證地下工程的防水效果,以及在出現(xiàn)滲漏水后如何治理和補(bǔ)救是我們不斷在探索的課題。

對(duì)滲漏水結(jié)構(gòu)進(jìn)行堵漏的工藝以及選用的材料多種多樣。一般傳統(tǒng)堵漏的方法,由于堵漏效果以及機(jī)具設(shè)備的影響,不適合在已經(jīng)運(yùn)營(yíng)中的地下商業(yè)中心、車站等地下工程中施工。而采用高壓化學(xué)注漿,能很好的解決堵漏效果不好、機(jī)具過(guò)于龐大、施工時(shí)間和場(chǎng)地受極大限制等問(wèn)題。本文以北京地鐵昌平線城南站項(xiàng)目為例,介紹高壓化學(xué)注漿堵漏的工藝及其適用范圍,可供類似工程參考。

2.工程概況

北京地鐵昌平線城南站采用明挖順做法施工,車站主體結(jié)構(gòu)為二層三跨箱型框架結(jié)構(gòu)。中心頂板埋深3.0m,車站結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段總高度13.0m,結(jié)構(gòu)底板埋深16.0m,車站標(biāo)準(zhǔn)段外包寬度為20.5m,外包總長(zhǎng)246.35m。車站防水等級(jí)為1級(jí),不允許有滲水,結(jié)構(gòu)表面無(wú)濕漬。

項(xiàng)目順利竣工,地鐵車站開(kāi)始運(yùn)營(yíng)之后,發(fā)現(xiàn)站臺(tái)層部分區(qū)域(地下二層)由于混凝土細(xì)小裂縫、蜂窩麻面、內(nèi)部孔洞等原因開(kāi)始滲水,需進(jìn)行堵漏處理。

3.堵漏工藝選擇

該項(xiàng)堵漏工程具有以下特點(diǎn)和難點(diǎn):①地鐵車站已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)營(yíng),且站臺(tái)層軌行區(qū)帶高壓電,所以每天能進(jìn)行堵漏施工的時(shí)間只有地鐵車站停止運(yùn)營(yíng)的凌晨?jī)扇齻€(gè)小時(shí),需運(yùn)營(yíng)單位審批。②軌行區(qū)滲水部位與站臺(tái)層、站臺(tái)層與地面均有較大高差,大型機(jī)械無(wú)法上下。因此需結(jié)合此工程特點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行堵漏工藝選擇。一般常用的堵漏工藝有以下幾種方法:

1)水泥漿液注漿工藝

傳統(tǒng)的注漿堵漏工藝一般為水泥漿液注漿。但由于水泥漿液中水泥顆粒較大,無(wú)法很好注入細(xì)小裂縫,或注入時(shí)間較長(zhǎng)且壓力需求較大。因此對(duì)于細(xì)小裂縫產(chǎn)生的滲水堵漏效果不是很好。并且水泥漿液注漿的機(jī)具一般長(zhǎng)寬高都達(dá)1m,重達(dá)幾百千克,進(jìn)入已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的地鐵車站極其不方便,所需人力也較大。綜合上訴原因,水泥漿液注漿工藝不適合在已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的車站中進(jìn)行滲水堵漏施工。

2)水泥基等材料表層堵漏工藝

使用水泥基等表層堵漏材料,將滲水部位的混凝土裂縫或者蜂窩麻面鑿除,然后使用水泥基進(jìn)行堵漏。此方法雖然不用攜帶大型機(jī)械,且操作簡(jiǎn)單,但是只能堵住結(jié)構(gòu)表層的滲水。由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的裂縫和細(xì)小孔洞并未被封堵,隨著時(shí)間的推移,水在結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂縫移動(dòng),加上地下工程一般結(jié)構(gòu)外部水壓力較大,往往是堵住這邊,另外一邊又開(kāi)始滲水。堵水效果不好。

3)高壓化學(xué)注漿工藝

高壓化學(xué)注漿堵漏技術(shù)就是利用高壓注漿機(jī)產(chǎn)生的持續(xù)高壓,將化學(xué)料液灌注到砼內(nèi)部的縫隙中,并將縫中的水完全擠走,化學(xué)漿液在縫隙中發(fā)泡凝固,將縫隙完全填充滿,達(dá)到止水的目的。

在查閱大量資料、吸取國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)、與廠家深入溝通并且現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后,我們最終選擇了高壓化學(xué)注漿工藝對(duì)地鐵車站內(nèi)的滲水部位進(jìn)行堵漏。

4.工藝特點(diǎn)

化學(xué)高壓注漿壓力高且穩(wěn)定可靠,可讓化學(xué)漿液完全進(jìn)入砼結(jié)構(gòu)深層微小裂縫內(nèi)部,能有效滲透入混凝土結(jié)構(gòu)的接縫、施工縫、蜂窩麻面及混凝土收縮裂縫內(nèi),有效處理滲漏水,施工工藝簡(jiǎn)單,止水和防水效果好;灌漿液成品加工技術(shù)成熟,品種齊全,基本上都已實(shí)現(xiàn)了單組份成品化生產(chǎn),不需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配,質(zhì)量穩(wěn)定,開(kāi)桶即可使用。漿液耐化學(xué)腐蝕,固化后無(wú)毒、環(huán)保、可永久防水;

在機(jī)具上我們選擇使用美國(guó)原裝高壓注漿機(jī)。該機(jī)使用220v 單相電,可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用。整機(jī)重量18kg,一人可以提走。灌漿壓力可在0~40Mpa 之間精確設(shè)定,操作簡(jiǎn)便,省時(shí)省力。灌漿開(kāi)關(guān)閥門采用扳機(jī)式,像手槍一樣,機(jī)器平時(shí)不工作,扣動(dòng)扳機(jī)隨時(shí)工作,非常方便。本機(jī)經(jīng)久耐用,維修清洗方便。設(shè)備體積小,施工場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng);施工速度快、效率高,止水效果立竿見(jiàn)影。

因此高壓化學(xué)注漿十分適合在已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的地鐵車站中進(jìn)行堵漏施工。

5.施工工藝

具體工藝流程因操作簡(jiǎn)單,且有大量現(xiàn)成資料可查。高壓化學(xué)注漿機(jī)廠家以及化學(xué)灌漿液廠家均可提供,在此不再贅述。

6.材料與設(shè)備

6.1 注漿機(jī)的選用

高壓化學(xué)注漿的注漿機(jī)具有多種多樣,應(yīng)根據(jù)工程大小、滲水量大小、所需壓力大小、是否需要電源等等因素綜合考慮進(jìn)行選擇。但所有高壓化學(xué)注漿機(jī)具均小巧便攜,一人便可提走。

6.2 灌漿嘴(止水針頭)的選用

工業(yè)化生產(chǎn)的注漿嘴目前共有四種類型:銅嘴、鋁嘴、鋼嘴、塑料嘴,前三種為環(huán)壓式。分為前止水型,即注漿嘴進(jìn)料口的逆止閥門設(shè)在進(jìn)口處;后止水型,即進(jìn)料口的逆止閥門設(shè)在出口處,可視具體情況進(jìn)行選擇。前止水型埋設(shè)好嘴后,可將前端擰下來(lái)進(jìn)行泄壓排水,待注漿時(shí)再擰上去;后止水型埋好嘴,就不能排水泄壓了,但施工完畢即可拆除注漿嘴進(jìn)行下道工序的施工。常用注漿嘴的橡膠密封部分直徑為10~14mm 不等,需配相同直徑的鉆頭。對(duì)密實(shí)型結(jié)構(gòu)選用長(zhǎng)度為7~8cm 的注漿嘴即可;對(duì)松散型結(jié)構(gòu),可選用長(zhǎng)度為10~15cm 的注漿嘴。

6.3 灌漿液的選擇

最常用的堵漏化學(xué)注漿液是聚氨酯堵漏劑。分為油溶性(疏水型WPU)和水溶性(親水型OPU)兩類,適用的場(chǎng)合不同。水溶性聚氨酯固化后膠結(jié)體為彈性體軟泡,可將水包住,但水份流失后將收縮到原體積,優(yōu)點(diǎn)是彈性好抗變形,適用于長(zhǎng)期有水場(chǎng)合。油溶性堵漏劑固化后膠結(jié)體為疏水性硬泡,反應(yīng)后形成的膠結(jié)體不收縮,但彈性小,抗變形能力差,適用于變形小的場(chǎng)合。

目前市場(chǎng)上生產(chǎn)聚氨酯灌漿液的廠家以及品牌多種多樣,性能也有各有差異,這里不做詳述。其中密度、粘度、凝膠或凝固時(shí)間等性能都可根據(jù)實(shí)際需要向廠家定制。

6.4 常用輔助機(jī)具設(shè)備材料

1)高壓清洗機(jī):用于洗縫。工作壓力6~8Mpa,噴槍上需配上牛油頭才可使用。

2)電錘、沖擊鉆頭:用于鉆孔,常選用直徑10~14mm,長(zhǎng)度35~40cm 的沖擊鉆頭。

3)防水電纜:3×2.5,帶電源插座的線盤。

4)丙酮:用于清洗注漿機(jī)等,也可作為注漿料的稀釋劑。

5)水泥基防水材料(防水型、堵漏型):用于封縫、封口。

7.質(zhì)量控制

7.1高壓化學(xué)注漿堵漏施工應(yīng)由受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的人員且有專業(yè)施工設(shè)備的施工隊(duì)伍進(jìn)行施工。

7.2 鉆孔中根據(jù)所用止水針頭大小選擇鉆孔大小,務(wù)必使針頭與鉆孔之間契合密實(shí),不漏水。鉆孔中嚴(yán)禁將結(jié)構(gòu)打穿。

7.3 裂縫周邊以及鉆孔后留下的粉塵必須先清理干凈后才能進(jìn)行注漿堵漏。

7.4 注漿時(shí)務(wù)必保證相鄰孔開(kāi)始出漿后再停止注漿,換下一個(gè)孔,以保證裂縫之間空隙已全部被漿液填滿,確保堵漏效果。

8.安全措施

8.1 施工時(shí)操作人員必須佩戴防護(hù)眼鏡、橡膠手套、安全帽等勞動(dòng)安全防護(hù)用品。

8.2 施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁煙火。丙酮、注漿料均為易燃危險(xiǎn)品,施工現(xiàn)場(chǎng)要遠(yuǎn)離火源,通風(fēng)良好。

8.3 鉆孔時(shí)注意電錘傷人,高壓管路保持暢通,防止爆裂。注漿設(shè)備用完,要及時(shí)清洗干凈。

8.4進(jìn)入運(yùn)營(yíng)后的地下區(qū)間施工時(shí),必須嚴(yán)格按照運(yùn)營(yíng)單位相關(guān)規(guī)定申請(qǐng)施工時(shí)間,在施工時(shí)間內(nèi)進(jìn)場(chǎng)施工,施工完畢后確保將所有施工人員及器具撤離施工場(chǎng)地。

8.5 部分墻壁或隧道洞頂漏水位置過(guò)高時(shí),必須做好防護(hù)措施,防止高空墜落。

9.環(huán)保措施

9.1 固化后的已溢出的注漿液及時(shí)清走,統(tǒng)一收集,并帶出施工場(chǎng)地妥善處理。

9.2 施工完畢后使用丙酮清洗注漿機(jī)產(chǎn)生的廢水必須集中收集處理,不可隨意排放。丙酮和注漿液在未使用時(shí),必須密封良好,防止散發(fā)出的氣味污染空氣。

9.3 在地下工程施工中,鉆孔時(shí)產(chǎn)生的粉塵較大,需做好通風(fēng)措施。

9.4 施工過(guò)程中產(chǎn)生的施工垃圾在施工完畢后由專人清理,收集并帶出場(chǎng)地。保證來(lái)時(shí)和去時(shí)一個(gè)樣。尤其在已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的地下車站、地鐵線路、商業(yè)中心等地下工程中進(jìn)行堵漏處理時(shí)必須注意,防止因?yàn)檫z漏的施工垃圾或器具,造成運(yùn)營(yíng)線路的堵塞或故障,進(jìn)而造成安全事故。

10.工藝工程實(shí)例效果

高壓化學(xué)注漿堵漏成功應(yīng)用于北京軌道交通昌平線01標(biāo)城南站結(jié)構(gòu)滲漏水的治理,在施工過(guò)程中,未影響地鐵的正常運(yùn)營(yíng),滲漏水得到了迅速,良好的處理。確保了運(yùn)營(yíng)的安全,工程安全質(zhì)量滿足規(guī)范和合同要求,實(shí)現(xiàn)了良好的社會(huì)效益。

11.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)高壓化學(xué)注漿在地下工程防水堵漏中的實(shí)際應(yīng)用,可以看出本工藝適用于各種地下工程的防水、堵漏施工,如地鐵車站、地下商業(yè)中心、人防地下室、地下通道、地下車庫(kù)等工程的防水堵漏。

高壓化學(xué)注漿漿液能深入最小0.02mm的發(fā)絲裂縫,對(duì)于裂縫寬度小于2mm且漏水量不是特別大的結(jié)構(gòu),或施工場(chǎng)地狹小,大型注漿機(jī)具無(wú)法進(jìn)入,施工時(shí)間較短,施工效率要求較高的堵漏工程,宜選用高壓化學(xué)漿液注漿。對(duì)于寬度大于2mm的裂縫,要考慮注漿的補(bǔ)強(qiáng)效果,注漿材料宜采用超細(xì)水泥、改性水泥漿液或特殊化學(xué)注漿。

隨著城市空間越來(lái)越密集,未來(lái)城市地下工程的開(kāi)發(fā)和利用也會(huì)越來(lái)越頻繁,對(duì)地下工程防水等級(jí)的要求也會(huì)越來(lái)越高,地下工程滲漏水治理也愈發(fā)重要。在常規(guī)注漿堵漏工藝無(wú)法在地下工程中實(shí)現(xiàn)良好治理效果的時(shí)候,高壓化學(xué)注漿堵漏工藝能實(shí)現(xiàn)良好效果,且施工工藝簡(jiǎn)單便捷,見(jiàn)效快,對(duì)周邊環(huán)境影響小。