地铁隧道结构渗漏水的治理方法论文.doc

地铁隧道结构渗漏水的治理方法朱成杰摘 要 随着城市地铁建设规模的不断扩大，城市地下工程结构渗漏水问题愈加突出。当前用于治理结构渗漏水的方法各异、材料品种繁多，但防水、堵漏效果往往不太好，很难达到城市地下工程防水等级的要求，影响到地铁工程竣工后的交付使用和运营。同时，也会影响到隧道工程结构的耐久性和安全性。本文对结构渗漏水机理作一简要分析，结合工程的施工经验与体会，介绍了深圳地铁区间隧道采用新的堵漏防水材料和有效的施工新方法，供同类工程施工时借鉴。关 键 词 地下工程 渗漏水 分析 治理1、前言城市地铁区间隧道结构混凝土渗漏水原因比较复杂，结构混凝土渗漏水主要由结构、防水设计、施工和材料选择等因素综合造成的，它是混凝土构件中常见的质量通病。不但影响了混凝土构件的外观，也对混凝土构件的耐久性造成危害。深圳地铁一期工程，车站（含出入孔通道）防水验收标准是：不允许渗漏水、结构表面无湿渍，达到一级防水标准；区间（不含盾构段）隧道、辅助线隧道及风道（含风井）防水验收标准是：不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，任意100m2防水面积湿渍不得超过4处，单个湿渍的最大面积不得大于0.2m2，达到二级防水标准。对于主体结构中出现的渗漏水及裂缝（施工缝）应采取可行、有效技术措施进行缺陷补强，以满足设计要求，防止渗漏水情况进一步恶化。2、渗漏水原因分析21明挖区间隧道 围护结构（人工挖、钻孔桩）没有设柔性防水层因为设有满足抗震要求的预埋钢托板和拉结筋并深入主体结构侧墙内，故没有设柔性防水层，仅靠结构混凝土（C30S8）自防水，效果往往不佳，很大程度上降低了结构防水功能。 侧墙箍筋过于密集、且侧墙结构厚度较薄、捣固不密实明挖区间隧道主体结构采用围护桩与侧墙的叠合式结构，其间的桩与侧墙预埋拉筋及侧墙抗震单肢箍筋过于密集，侧墙较薄（一般400mm厚），且受施工缝设置位置限制使浇筑高度大（约6m），不利于捣固密实，引起墙体局部出现混凝土不密实，从而引发侧墙渗漏。2.2区间暗挖隧道 混凝土干缩和温缩对墙体产生有害裂缝 区间暗挖隧道二衬施工时需多次进行拆撑、换撑转换，为确保工程施工环境安全，衬砌混凝土模注施工需采用跳段进行，混凝土干缩和温缩对墙体产生有害裂缝，以及混凝土收缩引起两端施工缝的结合不良等产生渗漏水。 柔性防水层基面渗漏水、防水板的保护不利柔性防水层（防水板无纺布）基面（初期支护混凝土面）渗漏水较为严重，易造成已铺设防水板背后积水，在结构钢筋绑扎和模板制安过程中对防水板的保护措施不利，易造成防水层的破损而影响防水板的防水功能。23施工工艺不能满足要求 止水条嵌槽不规范，深浅不一，宽窄不均，致使止水条在槽缝内安设不牢固，在混凝土灌注过程中易与原结构混凝土脱开。 嵌有止水条槽的施工缝模板位置在混凝土灌注过程中发生漏浆或捣固不密实，局部出现蜂窝、麻面等，影响防水板的防水效果。3隧道渗漏水治理原则、渗漏部位确定方法31治理原则先堵小漏，后堵大漏，先高后低，先拱部再侧墙后底板。即先处理上方右线隧道，再处理下方左线隧道， 32渗漏部位确定方法 一般采用干抹布拭干基面，稍等片刻即可观察出渗水点。如湿面不易看出，可采用热风吹干后观察。4线渗漏水（施工缝、包括裂缝）治理方法41施工工艺流程灌 浆 施 工凿 槽终凝后切断灌浆管灌浆孔钻设恢 复 基 面灌浆孔及基面冲洗chchong冲洗EAA环氧材料封缝fengfeng 封缝灌浆管埋设及封管灌浆管封闭密 封 检 查 施工缝治理施工工艺流程42施工方法（1）凿槽凿槽必须在有渗漏水的施工缝处施作，以不露出结构钢筋为宜，凿槽深度不能破坏原结构混凝土，应在有渗漏水的施工缝上骑缝呈“V”形凿除结构表面混凝土；深度控制在23cm，宽度为5cm,凿槽范围：渗水裂缝及两端各延长一个墙厚长度。（2）灌浆孔钻设钻孔的原则是：必须骑缝钻设；保证有渗漏水的裂缝与钻孔相通。成孔检验方法：钻（或洗）孔后该孔（或相邻孔）必须有水流出才算成孔，否则可采取钻斜孔与裂缝成30斜角钻深孔的办法直至有水流出为止。钻孔时应注意以施工缝为中心，垂直墙面，预设灌浆孔应保证孔位在施工缝上。采用18mm的冲击钻头冲击成孔，在渗漏施工缝处当墙厚是500mm时钻孔深度为20cm，孔间距为30cm。间距太大，浆液可能难以充满两灌浆孔中间的施工缝，间距太小，浆液很快从另一个注浆孔溢出，难以保证浆液垂直渗透深度。在施工缝两端收口延长段因无水渗出，此处因止水条具一定止水效果，钻孔深度不宜破坏止水条，深度为15cm，间距30cm。如钻孔后该孔经冲洗无水流出或钻孔遇有钢筋不能垂直成孔时，须在该处施工缝的一侧钻斜孔连通施工缝，通过钻孔进行灌浆。（3）灌浆孔及基面冲洗采用接通高压水注浆管伸入孔内冲洗23次，将孔内钻孔时残留的混凝土渣和粉尘冲洗干净，确保灌浆孔与渗水施工缝连通。同时，这也是灌浆成败的关键。检验标准是：相邻（或间隔）灌浆孔中是否有水流出。基面的洁净程度是EAA灌浆材料与基面结合效果的关键，基面一定要用清水冲洗、钢刷刷洗干净，不允许附着有灰尘、混凝土渣等松散层。（4）灌浆管埋设及封管灌浆管采用15铜管（或铝管）制作，嵌入孔底并留少许空间，以利于浆液的注入；灌浆管与孔口用R1型堵漏防水材料环向密封严密，避免注浆时密封材料脱开漏浆。（5） EAA注浆材料封缝EAA灌浆材料由施工缝的上端向下端封缝，材料搅拌要均匀，时间控制要适当，注意与灌浆管的结合要密实。先在裂缝及两边延长段范围内涂刷配制好的EAA灌浆基液，然后在其上粘贴、铺平一层无纺布并粘贴密实，不得出现鼓泡和皱纹，最后在无纺布上涂刷两道EAA。（6）密封检查注浆前应逐管进行试压水检查，试压有四个目的： 通过试压疏通裂缝，清理积尘； 检查裂缝的连通情况； 检查封缝层有无被压浆冲破薄弱点的可能性； 判断灌浆流量、饱和时间。试压的压力一般在0.3Mpa以下，作好详细记录，供灌浆时分析及控制灌浆压力、浆量。经压水检查在渗水裂缝与钻孔连通的情况下，才能进行灌浆施工。（7）灌浆施工 灌浆材料EAA环氧注浆材料EAA环氧材料是以环氧为主要体系的新型高强度补强防渗材料。由于材料中加入复合的EAA改性剂，EAA环氧材料具有粘度低、润湿性强、综合力学性能强度高、耐老化、无毒的特征，固化后的固结体无体型收缩，尤其对水有良好的亲和性。在对含水地层的处理中，具有优异的渗透性。EAA浆液的配合比：主剂：固化剂：促进剂=10：0.61：0.11。一般温度较高，施工缝较细，固化剂和促进剂配比应小些，反之应大些。因为EAA完全固化需要23天时间，所以封缝后第四天才能灌浆施工，以便观察封缝后的效果，如有旁渗的则需返工，直至整个封缝不见渗水为止。 灌浆操作方法当经试压检查无异常后，即可进行灌浆施工。注浆由施工缝由上端第一个灌浆管（1#）开始注入，当施工缝较宽（0.3mm时），灌浆压力调为0.30.5MPa，当施工缝小于0.3mm时，可适当提高压力0.8MPa左右。当邻近孔（2#）出浆时，为确保浆液扩散、充填满施工缝，宜继续稳压1520min再结束。将1#孔铜管从端部约5cm处反折捆紧,封闭灌浆管，改由2#孔灌浆，从上往下，出浆一孔，关闭一孔，直到施工缝底端孔。见下图示。施工结束后，立即用丙酮清洗工具。以免浆液固化后无法清除。 灌浆效果检查因EAA浆液固化时间约为4天，故在施工缝（裂缝）进行灌浆4天后即可进行灌浆效果检查，在已灌浆的施工缝上重新钻孔埋管，并压住清水，压力控制在0.2Ma，以施工缝内不出现渗漏水为宜，否则需重新补充钻孔灌浆。（8）干裂缝处理方法对于干裂缝，同样可按线渗漏处理方法处理。灌注EAA进行补强处理，不同之处在于检验孔缝连通与否时应用高压空气，而不是用清水。5、点渗漏治理方法点渗漏的现象在这里可分为点(一般为钢筋头)、或小于5厘米的裂缝。在该点或裂缝中心钻孔，孔径为10mm，深6cm。高压清水冲洗后再灌浆，灌浆管嘴不能与孔底接触，孔口与灌浆管采用R1型堵漏防水材料固定，两侧裂缝也同样采用R1型堵漏剂封堵。因钢筋头引发漏水应先凿开钢筋头旁边的混凝土直至露出钢筋。如钢筋头超过结构钢筋保护层，应先割除钢筋头，然后在钢筋头旁边钻孔，必要时可钻成30斜孔，灌注EAA方法与线渗漏处理方法相同。见下图。6、面渗漏（散渗）治理方法赛柏斯是一种渗透结晶型的防水材料，可在潮湿或含水的混凝土细微裂缝中形成结晶，以提高混凝土的密实度，减小透水性能。面渗采用赛柏斯XYPEX调水后用尼龙刷涂刷，养护23天即可。若面渗中有潮气结露或漏水点，因该处一般情况为混凝土不密实，则需钻孔按漏水点处理，通过灌浆可达到防渗补强的作用。赛柏斯与水配比为：赛柏斯5份：23份水。（体积比）7、变形缝治理方法71.施工工艺流程 钻 孔清 孔安 设 注 浆 管管 尾 密 封注 浆 施 工清 理 变 形 缝变 形 缝 密 封拔管及注浆孔回填 变形缝处理工艺流程图 72施工方法1钻孔施工变形缝处单侧斜向钻设注浆孔，并满足下面两个条件： 必须在有水渗出变形缝单侧与墙面成45斜向钻孔，孔径45mm，孔间距2m；并不得损坏橡塑止水带和防水板。成孔后如有水流出，即能保证浆液能填充到变形缝水的通路中；如没有渗水流出，必须用高压水清孔后再注浆。在钻孔过程中，如遇结构钢筋可移位重新钻孔。变形缝钻孔示意图 （单位：mm）变形缝堵漏、防水施工示意图（单位：mm）2清孔清孔时采用高压水将钻孔施工过程中残留在孔壁混凝土上残渣清洗干净，同时将堵塞在变形缝水路通道的混凝土残渣冲开，以利浆液充填。3.安设注浆管注浆管采用42钢管制作，前端20cm范围梅花形钻设注浆孔，将注浆管置入钻孔内，管口与孔底接触，外露长度1520cm。4管尾密封为防止在注浆过程中浆液沿孔壁与管外壁间孔隙返出，管尾端采用金汤水不漏沿注浆管周围环向封闭严实，防止漏浆。5.注浆 注浆材料：选用丙烯酰胺作为灌浆主材，遇水胶凝时间控制在30S左右，如变形缝渗水量较大，胶凝时间可相应减短，变形缝渗水量小，胶凝时间可相应加长，以控制浆液扩散范围，确保堵漏效果。 注浆机具：选用电动砂浆泵注浆。 注浆施工：.注浆施工前应对封缝效果压水检查，如果出现大量沿管外壁漏浆，应重新封闭孔隙，同时，通过压进水量和压力来确定注浆压力、浆量。. 注浆顺序：多水地段先两边后中间，由上而下注浆，如出现串浆现象可采用棉纱临时封堵下端注浆管或采用间歇注浆。. 注浆压力：用低压慢速注浆，浆压一般控制在0.20.4Mpa，达到规定压力后，应保持压力稳定，以满足注浆要求。. 结束注浆标志：正在注浆的孔内和同一高度变形缝内不得有水渗漏流出，否则还须再次压浆，直至变形缝处无渗水为止，然后再继续压注几分钟即可停止注浆。6.变形缝密封 首先清理漏水变形缝，将填充材料剔除（不能损坏止水带），直至露出止水带，并用高压水冲洗干净。 变形缝成干燥状态后，止水带如有破损现象，应采用双组分聚硫密封胶封闭变形缝，厚度20mm。 全槽采用聚硫密封膏密封，厚度为30mm。 待密封膏固化后，再依次涂刷非焦油聚氨酯和抹砂浆保护层，最后安设变形缝钢板压条和不锈钢板。7.拔管及注浆孔回填变形缝全部处理完成后，即将注浆管拔出，并用与主体结构同标号砂浆（或混凝土）充填满注浆孔，并捣固密实，再用同标号砂浆饰面。8、施工材料、机具81材料金汤水不漏（埋设注浆管用）；EAA环氧注浆材料、注浆管（灌浆用）；丙烯酰胺；（变形缝注浆用）丙酮（清洗及稀释用）；无纺布（封缝用）；425#水泥(检查漏水点及修补用)。82机具TDS化学灌浆泵、电动砂浆泵、照明系统、冲击钻、操作平台、堵漏工具等。9、结束语.本次用于主体结构堵漏工程选用新材料，经灌浆后渗漏水部位均得到了有效治理，且和原混凝土粘结牢固（取芯检查），体积无明显收缩，对水有良好的亲和性，大大增加了可灌性，堵漏效果较聚氨酯有了明显提高。.隧道工程结构渗漏水重点在于预防，从目前隧道工程渗漏水情况来看，要保证隧道开挖初期支护后喷混凝土基面平顺、干燥，这是防水板铺设时对基面的基本要求，除了要保证初支喷射混凝土密实，使其本身具有较强的防水作用外，另外要加强初支表面堵、排水相结合措施，要做好这一点，由于工程造价等影响，难度相当大。因初支混凝土表面渗水多为散渗，少量渗流可在隧道内埋设环向和纵向排水透水盲管，确实减小初支渗漏水对结构混凝土的渗压