地铁运营隧道灌浆堵漏材料的选用

1 灌浆材料简介
灌浆堵漏就是将一定的材料配成浆液，用压送设备将其灌人缝隙内或孔洞中，使其扩散、胶凝或固化，以达到防渗堵漏的效果。通常用于防水工程上的堵漏灌浆材料主要有水泥灌浆材料和化学灌浆材料两种。水泥浆具有结石强度高、材料来源大、价格低、运输储存方便、灌浆工艺简单等优点，是应用最为广泛的基本灌浆材料之一。但是，由于它属于颗粒材料，对微小裂隙的处理不能起到满意的效果；此外水泥浆材凝固时间长，在有一定流速的漏水部位灌浆
时会在凝固前被水稀释或冲走，难达堵漏的目的。因此，水泥灌浆只适用灌注不存在流水条的混凝土裂缝和其他较大缺陷的修补。化学灌浆比水泥浆材具有较好的可灌性，它能按工程的需要调节浆液的胶凝时间，适用于有流动水部位的堵漏或防渗，常用的化学灌浆材料主要有四种。
1．1水溶性聚氨脂
水溶性聚氨脂堵漏剂系以甲苯二异氰酸脂与三羟基水溶性聚醚进行化学合成，形成端基含有过量游离异氰酸根基团的高分子化合物。该材料注入漏水部位后，以水为交联剂立即进行化学反应，放出C0：，体积膨胀，并与周围砂、石等固结成弹性的固结体，从而达到堵水目的。但是该材料在进入裂缝后由于浆液遇水膨胀而堵塞裂缝，使浆液难以注进裂缝深一层的位置，因而未能真正封堵整个裂缝中的漏水。此外，后注入的浆液受沿裂缝渗入的外水影响，再次吸水膨胀，可能导致顶脱外封闭面层，重新渗水、漏水。水溶性聚氨脂适用于地下室、矿井、水池及地下工程渗漏部位的堵漏，对变形缝部位的堵漏效果较好。
1．2甲凝
甲凝注浆补强补漏材料系以甲基丙烯酸甲脂为主剂，加人一些添加剂配制而成，是一种高强度聚合物。它具有粘度低、可灌性好；凝结时间可任意控制在几分钟至数小时内；与构件粘结强度高，耐老化，能抗水、抗稀酸和碱的侵蚀；渗透能力强，扩散半径大；对混凝上无锈蚀作用，能与混凝土及钢筋牢固粘结，增进钢筋1昆凝土的力学强度，延长建筑物的使用年限优点。但该材料忌水，就是在十分潮湿的情况下亦不得使用。甲凝注浆适用于在干燥情况下裂缝补强，尤其是微细裂缝的补强，还适用于岩石地基注浆等工程。
1．3丙凝(ZH656、MG646)
丙凝是丙烯酰胺浆液的简称，系以丙烯酰胺为主剂，添加交联剂、还原剂、氧化剂按一定的配合比加水配制而成。它分甲、乙两液，施工时，分别用两种等量容器同时等压、等量喷射混合，合成丙凝浆液，注入渗漏部位，经引发、聚合、交联反应后，形成富有弹性但不溶于水及一般溶剂的高分子硬性凝胶。丙凝具有粘度低、可灌性好、胶凝时间可根据需要调节，以及抗酸碱、抗细菌侵蚀、浆液易于配制等优点，但是凝固后强度较低，胶体湿胀干缩，只有长期浸没在水中才能保持止水性能。因此，不宜经常发生干湿变化的部位作为永久性止水措施。丙凝注浆适用于泵房、水坝、水池、隧道、岩基等工程堵水、补漏、防渗。
1．4改性环氧
常规环氧类堵漏材料具有良好的力学性能和耐老化性，但存在亲水性差，不适于带水作业环境下的施工。今年来，针对环氧树脂的粘度大和遇水不能很好固化的问题进行试验研究，已找到了降低粘度和在水中亦能固化的途径。通过加入糠醛、丙酮及其他添加剂，经改良后的改性环氧灌浆材料能够满足带水作业要求。具有粘度低、湿润性强、综合力学性能强度高、耐老化、无毒等特征，其固化后的固结体无体型收缩。对在含水地层的处理中，具有优异的渗透性，可注入极低渗透的(k二10—6—10—8cm／s)泥层，并使其固结，可提高1昆凝土结构整体自防水能力。改性环氧适用于各种结构(包括有振动、高温、腐蚀性介质作用的结构)补强加固和堵漏。
2 渗漏类型和原因分析
地铁运营隧道出现渗漏主要有下列四种类型：
2．1结构变形缝渗漏水
导致变形缝渗漏水的主要原因是止水带埋设不当，在施工中由于种种原因，止水带没有按设计要求进行施工，造成止水带破裂，偏离设计定位要求，或者止水带老化失效。对变形缝的渗漏处理宜采用更换止水带，表面安装接水槽的方法(其工艺及选材与本文主题联系不大，就不再详细描述)。
2．2施工缝渗漏水
施工缝是混凝土结构施工造成的，在施工缝处一般都设置有止水材料，如果止水材料性能不适应施工条件或者是埋设工艺不当，当混凝土收缩时，出现裂隙。
2．3混凝上开裂漏水
在大尺度结构中，混凝土受干缩和温度变化的影响产生形变，当结构受到外部边界约束，不能自由伸张和收缩时，结构开裂，形成裂缝。
2．4结构混凝土渗水
由于混凝土配合比不当，致使抗渗等级太低，或者混凝土大面积振捣不足，致使混凝土疏松，会导致面渗水。由于混凝土局部漏振，或者模板穿心螺栓的止水措施不当，将引起点渗漏。
3 运营隧道灌浆堵漏选材
第2．2—2．3类渗漏宜采用化学灌浆方法进行堵漏，根据地铁运营隧道的使用特性及深埋于地下受地下水影响的特点，笔者认为灌浆堵漏材料的选用上均应着眼于结构补强，提高混凝土结构整体自防水能力。改性环氧具有以下特点：
3．1优良的渗透性和亲和性，能在潮湿的混凝土基面上湿润铺展，在水界质的湿缝中填充，并对混凝土界面进行粘结
补强。
3．2嵌缝封闭槽口小，缝深X缝宽为2—3cmX2—3cm钻孔时，不破坏混凝土结构又达到浆液封闭不外串，同时确保浆液充分充填缝隙。
3．3环氧材料的力学性能好，其抗拉剪应力远远大于混凝土的抗拉、抗剪应力，当混凝土受温差变化产生形变时，被粘贴部位不易拉裂，既能对裂缝止水又能收到结构补强的效果。
3．4施工方法简单，机具轻便、实效，易于控制注浆质量。
3．5处理后的缝面易于修复平整，与原混凝土为一体。
3．6对于混凝土钢筋部位的渗漏，通过注浆可使浆液沿钢筋毛细孔隙渗入，渗透距离可达1—2m，渗入的浆液可以使混凝土与钢筋的粘聚力增大，对钢筋起到防锈蚀作用。
3．7对于含有污泥、脏水的隧道底板、道床裂缝，注人的浆液可使其固结，达到止水的目的。
综上所述，对地铁隧道渗漏的灌浆2003年第4期(总第12期)堵漏材料宜选用改性环氧树脂。其浆材的组成成分：主剂一正—44环氧树脂；稀释剂一糠醛、丙酮；固化剂一伯胺类乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等；促凝剂一酚类，如苯酚、间苯二酚等；填充料一水泥、煤焦油。
4 施工工艺及注意事项
4．1施工工艺
堵漏施工顺序应先堵大漏、后堵小漏；先高处、后低处；先墙身、后底板。灌浆工艺大体可分为以下几个步骤：
4．1．1现场调查，确定具体修补方案。
4．1．2沿裂缝开槽，槽型“V”，槽宽X深为2—3X2—3cm(本工序适用于裂缝补漏)。
4．1．3确定灌浆孔的设计和布孔方案。
灌浆孔的位置需使孔的底部与漏水裂缝孔隙相交，并选在漏水量最大处。布孔的原则是：
①以导出漏水为目的；
②在集中漏水处布孔，裂缝大、水流量大，则孔距大；缝小则孔距小；
③浆液粘度大，孔距小。
4．1．4封缝和固结灌浆嘴。
4．1．5压水压气检查，压水或压气时压力应维持0．3—0．4MPa。
4．1．6配制浆液，浆液凝结时间可通过改变组成材料用量加以调整。
4．1．7灌浆
灌浆是整个灌浆堵漏的中心环节，必须有专职熟练的人员进行操作，有组织地进行分工，固定岗位，其操作程序如下：
(1)对整个灌浆系统进行全面检
(2)对垂直裂缝自下而上，水平裂缝从一端向另一端进行灌浆；
(3)将灌浆系统和灌浆嘴牢固联结，打开排水阀门；
(4)开放灌浆系统的全部阀门，起动压力泵，待浆液从排水阀门流出后，即关闭排水阀门，加压进行正常灌浆。
4．1．8结束灌浆，在结束前须用丙酮将管路的浆液顶人缝中，预计溶剂占满管路时即停止灌浆。
4．1．9缝子L。
4．1．10待浆液完全固化后恢复表面。
4．2施工注意事项剔除注浆嘴
4．2．1注浆前应对注浆系统全面细致地检查一遍。注浆阀、管及压力表等器件的接头部分是否牢固?扎头是否拧紧?否则会引起爆管或串浆事故。
4．2．2注浆时应严密注意注浆压力、流量、时间等参数，力求一次成功，对有些吃浆量大的部位可采用间歇注浆的方
法。
4．2．3注浆时在各接缝处可能出现跑浆、冒浆现象，这种情况属于封闭不严所致。应停止注浆，封闭严以后再注浆。
4．2．4注浆时有时压力突然上升，这种是假压力。是由于局部或部位暂时堵塞所致，随着高压力的进入，堵塞物会被冲开，压力下降，属正常现象，此时可持续灌浆。
4．2．5注浆时施工一定要带安全帽、护目镜、口罩和胶手套，防止浆液溅到皮肤地铁科技或眼睛。如溅到皮肤上，可先用丙酮或酒精清洗，再用稀氨水或肥皂水洗净，涂上油脂；如溅到眼睛，应用大量清水冲洗，再用干净毛巾或手帕擦尽药液，用温水洗脸，然后再送医院。
4．2．6注浆时一定要注意和保持通风良好，施工现场一定要远离火源，严禁吸烟，防止火灾发生。
4．2．7进行注浆环节时必须在附近设备上铺上塑料布或报纸，避免浆液污染设备。
4．2．8施工完毕后应及时清理施工现场作好出清工作，避免物品侵入地铁限界导致行车事故。
5 结语
经过相关技术人员对已完成施工的部位跟踪检查，采用改性环氧灌浆处理后的部位基本已不再渗漏。实践证明，环氧类堵漏材料通过添加剂的作用能改变常规环氧亲水性差的缺点，保留环氧树脂的良好力学性能和耐老化性，有效地在带水环境下封堵地下水的渗漏。可以在地铁运营隧道推广使用改性环氧灌浆材料。