地下通道、地铁车站渗漏水综合整治的新材料、新工艺、新技术

地下通道、地铁车站渗漏水综合整治的新材料、新工艺、新技术陈森森（江苏省盐城市康泰建筑灌浆技术有限公司，江苏盐城224000）摘要：高铁、地铁、公路、市政道路运营后，地下通道、地铁车站都会受到汽车、火车、动车等通行后，结构长期受到震动扰动影响，常规的防水堵漏方法并不适用于该类结构的渗漏治理。提出了采用非固化橡胶灌浆材料、低黏度耐水耐潮湿型改性环氧树脂、填塞型防水密封胶等新材料，抽管法无管空腔的新工艺，高温导热油加热灌浆材料的灌浆新技术等进行综合整治的技术方案，很好地解决了地下通道、地铁车站在震动扰动环境下的渗漏水问题。关键词：渗漏治理；震动扰动；导热油加热；无管空腔；非固化橡胶灌浆材料；改性环氧树脂0前言高铁是采用无砟轨道整体道床技术来适应动车组的高速运行的，动车组高速通过地下通道时，对整体道床、地下通道都有震动扰动。地铁车组在通过区间地铁车站时，同样会给车站的混凝土结构带来很大的震动扰动，并且地铁车站的顶部如果是市政路面，路面上有汽车通过的时候也会对地铁车站的结构有一定的震动扰动，因此，地铁车站处于地上和地下双重震动扰动的运营环境中。铁路、公路、市政道路运营后，地下人行通道（车行涵洞、人行涵洞），地下商业街同样会受到火车和汽车通过时产生的震动扰动。进行地下通道、地铁车站堵漏时，一般都优先采用无机类灌浆材料，如超细水泥灌浆和水泥水玻璃灌浆；有时也采用有机类灌浆材料，如丙烯酸盐、丙凝，以及水溶性聚氨酯和油溶性聚氨酯灌浆材料来堵漏；有些则结合采用混凝土表面开槽排水的办法。但是，一些处理后的地下通道、地铁车站在运营后又出现了渗漏，然后陷入继续堵漏、继续渗漏的怪圈。其实，以上方法在地下室、人防工程、水池等静态使用环境下是有效的，可以把渗漏水整治好，但用在运营、运行中的地下通道、地铁车站的渗漏水治理中效果不好，其原因是在堵漏材料和施工工艺选择上没考虑到震动扰动这样的运营、运行的使用环境。为适应地下通道、地铁车站这种运行期间震动扰动的使用环境，我们根据堵、排、防、截相结合，刚柔相济、因地制宜、综合整治的原则，提出了采用非固化橡胶在诱导缝、变形缝处进行灌浆堵漏，采用低黏度耐潮湿型改性环氧灌浆材料在细微裂缝处灌浆堵漏的同时进行补强加固，以及采用高弹性橡胶类和聚氨酯类密封胶封闭裂缝的技术方案，来整治地下通道、地铁车站等运营后震动扰动环境下的渗漏水问题。1地下通道、地铁车站渗漏水的主要表现形式和原因分析地下通道、地铁车站出现渗漏水的部位，一般主要出现在结构薄弱处，如施工缝、诱导缝、结构裂缝和混凝土缺陷部位大面积渗漏以及设备安装件的管头、钢筋头、拉筋孔等渗漏，其渗漏水的主要原因分析如下。1.1诱导缝（变形缝、沉降缝）渗漏水诱导缝（变形缝、沉降缝）渗漏水，主要原因有：1）结构沉降或变形不均匀导致内外止水带被撕裂，以及搭接头焊接不牢固、施工时遭破坏穿洞等，如遇外防水也存在隐患而失效，就会造成变形缝漏水。2）止水带一侧的混凝土未振捣密实，会在其周围形成渗水通道。3）在夏季高温季节浇筑混凝土时，昼夜温差较大，由于结构收缩而导致诱导缝（变形缝、沉降缝）处止水带一侧出现空隙，从而形成渗水通道，导致诱导缝（变形缝、沉降缝）漏水。1.2施工缝渗漏水有以下几种情况可能造成施工缝渗漏：1）地下通道、地铁车站的结构混凝土浇筑前纵向水平施工缝面上的泥砂清理不干净。2）纵向水平施工缝凿毛不彻底，积水未排干。3）施工缝处钢板止水带未居中或接头焊接有缺陷。4）施工缝混凝土浇筑时漏浆或振捣不密实。5）地下通道、地铁车站现浇衬砌施工缝止水带安装不到位，振捣造成止水带偏移。1.3裂缝渗漏水现浇衬砌也会因各种原因出现结构裂缝，如材料使用不当（原材料质量差、配比不合理），施工质量存在缺陷（拆模早、养护不及时、混凝土离析），外界环境（温度、湿度）不良影响等因素，都有可能引起混凝土裂缝发生。1.4结构面混凝土缺陷渗漏水结构面的混凝土缺陷，主要是由于捣固方法不当或者模板质量缺陷等导致混凝土浇筑不密实而引起，当外界水压大于此处混凝土抗渗压力时，就出现渗漏水现象，主要表现为点渗漏和面渗漏。另外，设备安装件的管头、钢筋头、拉筋孔等预埋件处防水密封处理不好，也常出现渗漏。2适用于地下通道、地铁车站等结构抗震动扰动的堵漏材料2.1非固化橡胶灌浆材料非固化橡胶灌浆材料（见表1）也是橡胶止水带的半成品材料，相当于修复橡胶止水带的功能。表1序号项目技术指标1固含量/%≥992不透水性（0.2MPa，30min）不透水3低温柔性/℃-25无断裂、无裂纹4耐热性/℃705延伸性（≥30mm）合格6粘结强度/MPa干基面≥0.1潮湿基面≥0.17与卷材粘结剥离强度/(N/mm)1.58耐酸性/168h延伸性（≥30mm）合格低温柔性/℃-20无断裂、无裂纹9耐碱性/168h延伸性（≥30mm）合格低温柔性/℃-20无断裂、无裂纹10耐盐性/168h延伸性（≥30mm）合格低温柔性/℃-20无断裂、无裂纹11热老化/168h延伸性（≥30mm）合格低温柔性/℃-20无断裂、无裂纹这类材料的主要性能特点有：1）永不固化，固含量大于99%，施工后始终保持原有的弹塑性状态。2）粘结性强，可在潮湿基面施工，也可带水堵漏作业，与任何异物保持粘结。3）柔韧性好，对基层变形、开裂适应性强，在变形缝处使用优势明显。4）自愈性好。施工时材料不会分离，可形成稳定、整体无缝的防水层。施工及使用过程中即使出现防水层破损也能自行修复，阻止水在防水层后面流窜，保持防水层的连续性。5）无毒、无味、无污染，耐久、防腐、耐高低温。6）施工简便，可在常温和0℃以下施工。2.2低黏度耐水耐潮湿型改性环氧灌浆料KTHK-G环氧灌浆材料是一种黏度低、渗透性好、强度高、粘结性好、操作方便、可在潮湿基面施工的双组分灌浆材料，可以对混凝土结构中的微细裂缝、施工缝、冷接缝进行灌浆处理，从而恢复结构整体性，达到防渗、补强、加固的目的。这类灌浆材料的主要特性有：1）黏度小（见表2），可灌性好，可以灌注0.2mm左右的细缝。2）和混凝土的粘结强度高，一般都大于混凝土本身的抗拉强度。3）浆液固化后的抗压强度和抗拉强度都较高，有较好的补强加固作用。4）浆液具有亲水性，对潮湿基面的亲和力好。5）凝固时间可以调节，范围可在数小时至数十小时之内（常温）。6）操作方便，不需繁杂的配制，只需将A、B组分按比例均匀混合后即可灌浆。表2项目指标KT-WG-21KT-WG-23状态A组份B组份A组份B组份无色液体棕色液体无色液体浅黄色液体密度(g/cm3，25℃)A组份B组份A组份B组份1.1-1.21.05-1.151.1-1.20.9-1.1粘度（mPa·s，25℃）A组份B组份A组份B组份150-250300-500250-35030-50混合比（A︰B）100︰40（重量比）100︰30（重量比）适用期（hr，25℃）≥3≥1抗压强度（MPa）≥60≥70抗拉强度（MPa）≥15≥20对砂浆的粘接强度（MPa）≥4≥42.3抗震动扰动的填塞型高弹性聚氨酯密封胶KT8505和橡胶非固化类密封胶。填塞型高弹性聚氨酯密封胶KT8505应用在地下通道、地铁车站堵漏工程中，具有抗震动扰动的功效，其特点如下：1）固结体致密，弹性好，延伸率大；2）与基面粘结力强；3）固化时间短，25℃失粘时间≤5h；4）抗垂挂性能好，在立面、倾斜面施工不流挂。其主要性能指标见表2。3震动扰动环境下地铁车站、地下通道的针对性渗漏治理方案治理处于震动扰动环境的隧道渗漏，应根据裂缝不同的成因和造成渗漏的原因，再根据地下结构的不同使用功能和使用环境，采用不同的方法、不同的工艺、不同的材料进行综合整治。3.1伸缩缝（诱导缝、变形缝）渗漏水治理治理目标：把裂缝中的水驱除到结构的背面，修复橡胶止水带的功能，使橡胶止水带恢复原防水设计要求，这样，缝再变形伸缩也不会渗漏。方法：对变形缝采用钻孔法（钻直径为28～32mm的孔），钻透结构层，钻到结构的背后去，向结构深层注浆，以水泥浆和丙烯酸盐、聚氨酯灌浆材料为主，使结构背后有水的空洞、孔隙全部密实，采用华式螺杆灌浆泵灌牙膏状水泥浆，水灰比高达：1:3，采用活塞泵灌注丙烯酸盐和聚氨酯类灌浆材料，两种灌浆方法根据情况一起或单独使用，尽量使衬砌背后不存在有水的空洞或孔隙；华式螺杆泵拥有多线螺旋技术，折线螺旋技术，纳米抗磨技术，可调式定子技术，万向传动技术等多项先进技术。它可以高压力的灌注各种大浓度的、高黏度的、强磨损的流态及膏状浆液，从根本上保证浆液的水灰比、含砂量、泌水率、饱满度和密实度。我们沿伸缩缝（诱导缝、变形缝）人工用电镐清理裂缝两侧，凿除污损侧面到原来坚实的基面，稍微扩宽裂缝，深度15-20厘米（根据结构的厚度来调整），宽度5-6厘米，用高压水清理干净浮渣、杂物，保持裂缝内干净，用高强速凝双快水泥配合抽管法沿裂缝封闭成无管空腔，每隔30-50厘米留出水通道和注浆孔，高快水泥封闭厚度在3厘米左右，空腔直径在4-6厘米，封闭的表面要凹进去3-4厘米，采用电加热，导热油型的反应缶，加入橡胶非固化灌浆材料，加温到220°-250°，并且进行均匀搅拌，倒出高温的灌浆材料，用螺杆灌浆泵向无管空腔中灌注已经完全液化的非固化橡胶，相邻的孔出胶后，采用闸阀关闭相邻注浆孔，再进行多次补充灌浆，确保无管空腔、裂缝渗水通道、橡胶止水带的孔隙内全部填满特种耐变形非固化橡胶材料,灌浆再到间隔2-3个的灌浆孔进行灌浆，相当于修复橡胶止水带，此灌浆需要有经验的技术员和技术工人，设备员一同协作灌浆，因为是高温加热灌浆材料，施工的时候要做好防烫伤的安全防护，把水堵住后，再在伸缩缝事先预留的凹进去的表面槽内填塞高弹性聚氨酯密封胶和橡胶类密封胶，用铁皮做成“V”槽状，用膨胀螺丝把它固定在施工好的伸缩缝两侧，再用密封膏封闭铁皮槽和衬砌表面的接缝，此施工目的是增强施工缝中材料封闭强度和变形度，最后表面再在伸缩缝（诱导缝、变形缝）表面安装不锈钢的槽钢，起到美观的作用。特种非固化橡胶的粘结性能和抗变形性能非常优异，可以抗变形300%～400%。采用该材料整治的地下通道和地铁车站的结构，一般都能满足设计单位最初对结构的设计理念和要求。此材料在常温下是膏状，在加热到200°的时候就变成半液体流质状态，流动度和可灌性增加，我们就是利用非固化橡胶的这个特殊的物理特性来进行灌浆的。采用了传统的丙凝的灌浆堵漏的施工工艺，再配合上新型的非固化灌浆材料，利用非固化橡胶的物理特性来加热，高温灌浆的新工艺，采用堵漏的新技术，达到灌浆堵漏的目的。抽管法无管空腔封闭施工中石武高铁孝感北站地下通道伸缩缝渗漏整治后3.2施工缝、结构裂缝、冷缝、断裂缝处理治理目标：采用针孔法对结构深层注浆，向裂缝（隙）中填满特种低黏度耐水耐潮湿型改性环氧灌浆料，把水挤出结构的裂隙和空隙，恢复衬砌混凝土的密实度和结构整体性。方法：用微损的办法——针孔斜侧钻孔法灌注低黏度耐水耐潮湿型改性环氧灌浆料，堵漏的同时补强加固。灌浆材料为：KTCH-4D、KTHK-UW-3、KTHK-WG23以及KTHK-G2等环氧灌浆料，这些材料固化快、无溶剂、黏度低，并有很强的粘结强度,让有裂缝处的衬砌混凝土恢复形成一个整体，可防止因震动扰动变形破损再重新出现渗漏。施工步骤：1）清理：用钢丝刷清理表面，再用空压机将表面吹干净，检查、分析裂缝的情况，确定钻孔的位置、间距和深度。2）钻孔：使用大功率冲击电锤等钻孔工具沿裂缝两侧交叉进行钻孔，孔距在25～30cm，钻头直径为10～14mm，钻孔角度宜≤45°，钻孔深度≤结构厚度的2/3。钻孔必须穿过裂缝，但不得将结构打穿，钻孔与裂缝的间距应≤1/2结构厚度。3）洗缝：用空压机向灌浆嘴内吹风，将缝内细小粉尘吹洗干净。4）埋嘴：在钻好的孔内安装灌浆嘴（又称之为止水针头，有回止阀的结构），并用专用内六角扳手拧紧，使针头后的膨胀螺栓胀开，封闭裂缝表面，但保留观测孔和泄压出气孔。5）灌浆：使用高压灌浆机向灌浆孔（嘴）内灌注环氧树脂浆料，从下向上或一侧向另一侧逐步灌注，当相邻孔或裂缝表面观测孔开始出浆后，保持压力10～30s，观测缝中出浆情况，再适当