丙烯酸盐双浆液在非降水条件下地铁暗挖隧道止水施工中的应用

近年化学注浆已在工程中广泛应用。丙烯酸盐是一种有机化学浆材，其特点是可灌性好，吸水膨胀，固化时间可控，固化物渗透系数小。丙烯酸盐溶液和浆材的毒性很小，凝胶无毒性，是一种较好的防渗堵漏浆材。浆材在固化前粘度几乎不变，固化时粘度突增。固化物弹性较好，对混凝土、砂石等基材有良好的粘接性能，因此适用于水利工程坝基、电力工程基础及微裂隙发育的矿井堵水等领域。目前，丙烯酸盐双组分注浆已被用于变形缝渗漏治理和结构迎水面恢复或再造柔性防水层（帷幕注浆）工艺，取得了良好的效果。本文研究丙烯酸盐复合浆液中3种主要成分含量的不同配合比对凝胶时间的影响，优化复合浆液各组分的配合比，并将其用于实际工程。1、工程概况某地铁车站为一站一区间，车站主体采用暗挖法施工，外挂厅采用盖挖逆作法施工，区间采用暗挖法施工，区间隧道防水等级为二级。全标段采用非降水法进行地下水综合治理。区间隧道埋深大且进入地下水位以下较多，致使止水施工难度大。2、工程地质与水文地质本工程地层为砂卵石层与粉土、粘土类地层交互沉积。本段线路赋存五层地下水，地下水类型分别为上层滞水（一）、潜水（二）、层间水（三），层间水或承压水（四）、承压水（五）。勘察报告显示，对本段线路有影响的主要为层间水（二）、层间水（四）及承压水（五）。由于本段区间采用暗挖法施工，潜水（二）位于结构顶板之上，影响结构施工时的无水作业条件；层间水（三）与层间水（四）位于结构开挖范围内，施工时易在侧壁出现涌水、流砂现象；而承压水（五）含水层基本位于隧道底板以下，含水量大且水头高。3、试验概况丙烯酸盐注浆液由主剂A溶液、引发剂B粉末和促进剂C溶液3部分组成。称取A溶液ag置于桶1中，加入cg促进剂液体混合均匀；称取B料bg置于桶2中，称取wg水倒入桶2搅拌均匀。将桶1和桶2的溶液同时倒入桶3中搅拌，并记录反应凝胶时间。以反应器倾斜成45°角、浆材滞流所用时间定为浆材的凝胶时间。试验分为3组，分别研究A溶液、B粉末和C溶液含量变化对凝胶时间的影响，试验得到的固化物如图1所示。图1

试验所得固化物（1）表1为改变A溶液含量而不调整B和C含量时凝胶时间的变化情况。A溶液含量高时浆液先变为透明胶状物再变白，胶体有弹性，流动性较差；A溶液含量低时，浆液先由无色变为淡黄色再变白，然后逐渐凝固为白色胶状物，胶体有一定的弹性和流动性。由表1可看出，A溶液含量越高凝胶时间越短；溶液A含量较低时未发生明显凝胶现象。表1丙烯酸盐注浆液A剂浓度对凝胶时间的影响（2）表2为改变B含量而不调整A和C含量时，凝胶时间的变化情况。由表2可看出，B含量越高凝胶时间越短，但B含量增多不会明显缩短凝胶时间。表2丙烯酸盐注浆液B剂浓度对凝胶时间的影响（3）表3为改变C溶液含量而不调整A和B含量时凝胶时间的变化情况。由表3可看出，C含量越高凝胶时间越短，但C含量的增多不会明显缩短凝胶时间。表3丙烯酸盐注浆液C剂浓度对凝胶时间的影响4工程应用本工程上下导洞分别开挖，上导洞采用台阶法，下导洞采用全断面开挖。每循环进尺为0.5 m，上台阶开挖留核心土，上下导洞错开6~10 m。采用2种注浆方式，一种为在上导洞垂直向下钻孔注浆；另一种为在上导洞的掌子面选择3个注浆孔钻孔注浆，注浆孔位置如图2所示。2种方式注浆孔均按梅花形排布，钻孔深度为3 m。钻孔注浆现场如图3所示。图2现场掌子面注浆孔布置示意（a）横向断面；（b）纵向断面图3现场注浆根据试验结果，为得到快速、稳定且凝固效果好的胶体，现场注浆A溶液、B粉末、C溶液和水含量的配合比为50∶5∶2∶43。（可根据实践经验和现场情况调整注浆量）。将12桶原液中的A液和C液全部倒入桶a中搅拌均匀，总体积约为240 L；另取桶b加入240 L水，将12桶原液中的B粉末均倒入桶b充分搅拌溶解。每孔的注浆量为240 L，其中A液和C液的混合液与B溶液的体积比为1∶1。根据实践经验，在砂性土层中，注浆压力取0.3~0.5 MPa，本工程取0.3 MPa，注浆速度不大于20~30 L/min。5 d