结构补强性堵漏在地铁工程中的应用

作者:张存巍 王永时间:2018-07-07 10:17:32  来源:  阅读次数:82次 ]

摘 要:渗漏水是地铁运营期车站和隧道区间最常见和频发的病害之一,近年来,随着轨道交通飞跃式的发展,地铁渗漏水问题 的频发,堵漏技术也随之不断发展。基于目前设计规范对地铁车站和区间隧道结构耐久性的要求,在治理渗漏水过程中,提出了 结构补强性堵漏理念,并结合对郑州地铁某站的渗漏水治理,阐述了结构补强性堵漏理念在实际工程中的具体应用。

关键词:渗漏水;结构补强性堵漏;地铁车站

   随着我国地铁建设事业的蓬勃发展,每年有大量的地铁项 目完工投入运营使用。由于不同地域的地质结构、地下水情况 的多样性,绝大部分地铁的地下车站和区间隧道结构均存在结 构防水问题,因此,渗漏水是国内地下工程领域最常见的病害 之一。目前,混凝土结构的渗漏水治理焦点集中于注浆堵漏, 但注浆堵漏只是解决了渗漏水问题,因结构渗漏水引起的混凝 土开裂、蜂窝等而导致的混凝土结构的整体性、安全性、耐久 性的下降尚未引起足够重视。

1 渗漏水对地铁结构的危害分析

   水是多数地下混凝土结构出现耐久性下降的核心因素,裂 缝的出现引起钢筋与水直接接触。当混凝土中的钢筋锈蚀后, 会引起钢筋体积膨胀 2~7 倍,导致混凝土保护层开裂破坏。同 时,水中溶解的 CO2 会侵蚀混凝土 :当混凝土中的 CaO 被溶 出 25% 时,混凝土强度将降低 60% ;当 CaO 被溶出 33% 时, 混凝土将变得疏松而失去强度。 总而言之,渗漏水的存在将会严重威胁混凝土结构的安全 性和耐久性,导致混凝土工程的设计寿命无法得到有效保障。

2 结构补强性堵漏理念及要求

   结构补强性堵漏是针对地铁地下结构渗漏水病害的防治需 求发展而来,把结构补强理念运用于堵漏是一门基于材料、工 艺的综合技术,它在解决地铁结构渗漏水问题时同步解决渗漏 水对地铁结构强度的危害,它的运用,即达到抗渗堵漏的要求, 又提高了结构强度,延长了结构的使用寿命,降低了地铁结构 的维护成本。

2.1 材料的要求

   结构补强性堵漏材料要具有以下优势 :(1)渗透深度大, 具有独特的自我修复能力 ;(2)具有永久的防水作用 ;(3)具 有极强的耐水压能力 ;(4)与其他材料的兼容性好 ;(5)具有 防腐、耐老化、保护钢筋的作用 ;(6)施工方法简单。 目前堵漏的化学灌浆材料可分为两大类 : 一是防渗止水类 :水玻璃、丙烯酸盐、水溶性聚氨酯、弹 性聚氨酯和木质素浆等 ; 二是加固补强类 :环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、非水溶性 聚氨酯浆等。近年来应用最多的是水玻璃、聚氨酯和环氧树脂浆材。结 合目前治理渗漏水的材料、工艺现状和长期效果,将水中固化 较好的高分子灌浆材料,在低压下注入混凝土结构发生渗漏水 的裂缝、蜂窝等缺陷部位达到治理的目的。 抗渗堵漏剂用作于混凝土结构表面时其活性化学物质通过 载体向混凝土内部的毛细管道渗透,最终生成不溶于水的结晶 体回渗到混凝土的深层,填塞毛细孔和孔隙,并永久留在混凝 土中,从而使混凝土致密,阻止水的渗透,起到永久性的密封 混凝土的作用。 改性环氧树脂灌浆液黏结力高,强度收缩小,可灌性好, 抗渗性强,抗拉强度高,加固裂缝,作为一种性能优良的堵漏 灌浆液,适用于地下室,地铁堵漏和补强效果作用突出。该材 料对于干温裂缝均可良好灌堵,它稠度低,可灌性大,从而可 提高对细裂缝的渗入能力,固结体韧性效果好,并在有水渗漏 过的结构裂缝和漏点以及结构不密实等条件下灌注,增加混凝 土的黏结强度。两种材料满足以上六个条件。

2.2 工艺要求

   在结构补强理念的指导下,我们选择了改性环氧类灌浆材 料、渗透结晶无机注浆料、抗渗堵漏剂等对混凝土结构的渗漏 水病害进行治理,既能实现渗漏水的封堵,又能修复混凝土结 构强度。 由于聚氨酯灌浆材料存在诸多弊端,引起结构二次受力破 坏,故而在地下工程领域堵漏时并不提倡使用。在结构补强性 堵漏施工中,首先要求灌浆必须在低压力下实现对混凝土裂缝 的饱满注浆,防止注浆破坏原有的混凝土结构。其次,在结构 表面重新施做刚性防水层提高原有混凝土结构的强度。

3 施工工艺

   结构补强性堵漏,采用化学灌浆法治理隧道结构渗漏水并 施做防水层,是较为先进的结构渗漏水治理技术。化学灌浆技 术采用低黏度液态的化学浆料可灌性和渗入性较好,且固化时 间可选择流程如下。

3.1 注浆流程

(1)清理墙面 :详细检查、分析渗漏状况,清理缝内及周 边的松散油泥等杂物。 (2)钻孔 :合理布设注浆孔孔位,钻孔角度垂直于墙面, 必须穿过渗水裂隙。 (3)清空 :将钻孔遗留的杂物用清水进行清洗。 (4)埋设注浆嘴 :选择合适型号的注浆嘴,埋入深度不小 于注浆嘴总长的 2/3,确保注浆嘴安装牢固。 (5)浆液制作 :严格按照配制比例进行浆液配比,并对浆 液充分搅拌。 (6)注浆 :控制注浆压力,注浆时可能会遇到墙面出现浆 液严重外流,此时可以暂停注浆,等到 12h 后浆液凝固方可进 行注浆。注浆以少量多次为准则,直至注浆压力达到最大,且 注不进去时方可停止注浆。 (7)封闭处理注浆孔,检查细部结构是否有遗漏。 (8)清理打扫墙地面,确保干净,施工结束。

3.2 刚性防水层施做方法

(1)基层处理 :清理混凝土表面的尘土、杂物,当表面混 凝土存在疏松、蜂窝质量缺陷时,应先进行修补。 (2)拌制比 :抗渗堵漏剂的配料比例为粉﹕水 =1 ﹕ 0.4~ 0.6,与水拌和后用于批刮或涂刷。 (3)将漏水严重部位适当凿深后,先用“瞬间堵漏剂”堵 住漏水,然后用抗渗堵漏剂加水后整体粉刷至 3mm 以上适量 厚度即可 ;处理漫渗也应当先用“瞬间堵漏剂”刮涂至无明显 渗水,然后用抗渗堵漏剂罩面粉刷至适当厚度。 (4)做整体防水堵漏时,严重的漏水口周围尚未漏水的部 位先用抗渗堵漏剂作防水处理,等具有一定强度后再用瞬间堵 漏剂堵漏,防止施工中水可能从漏水口周围渗出。 (5)粉刷抗渗堵漏剂时应朝一个方向用力按压刮涂,不得 来回反复搓,否则容易产生裂缝。 (6)施工完毕一般情况下喷水养护 1~2 天即可,对太阳曝 晒下的施工部位应进行喷水保湿养护 3~5 天。

4 工程实例

   郑州地铁某站自工程开通试运营以来,车站渗漏水问题一 直存在,且施工单位针对渗漏水问题整改不及时,渗漏水点不 断增加,原有渗漏水点逐渐发展扩大。该站 A 出入口无障碍 电梯在施工完成未启用之前,电梯井主要漏水点为(1)集水 井底部裂缝 ;(2)底板不明塑料管涌水 ;(3)边墙四周结构渗 漏水。作业人员多次对边墙四周进行高压注射化学浆液,但效 果不理想。经项目组研讨,采用结构补强性堵漏方案进行治理。 针对上述电梯井的三个漏水点处理措施如下 : (1)底板不明塑料管涌水 :首先,采用瞬间堵漏剂和水拌 合后封堵管道,因水压过大,未等堵漏剂固结完成就随水流带 走。针对这种情况,先用填充物(棉絮、海绵等)抵挡部分水 压,再用瞬间堵漏剂和水拌合填充。此次效果很好,涌水被彻 底封堵。 (2)集水井底部和边墙四周渗水 :首先用冲击钻沿着边墙 四周以及集水井底部漏水部位钻斜孔,孔深 :10~20cm,孔距 视现场情况而定,边墙孔距底部 10~20cm。钻孔完成及时清孔 和安装注浆嘴,然后用瞬间堵漏剂或抗渗堵漏剂批缝。注浆材 料选用改性环氧树脂灌浆液,按照少量多次的原则进行注浆, 如浆液从四周裂缝中冒出,用瞬间堵漏剂可对裂缝进行封堵, 待瞬间堵漏剂强度达到 70% 后,进行二次补注。 (3)施做刚性防水层 :边墙四周、底板和集水井底部施作 三层刚性防水层,每层 1cm。首先对边墙四周和底板进行清理, 涂刷防水界面剂,之后涂刷第一层防水层,材料为抗渗堵漏剂。 当第一层养护固化具有强度后,然后施作第二层防水层,材料 为抗渗堵漏剂。依次进行,直至整个防水做完。

5 结语

   地下工程在治理渗漏时不仅仅需关注防水堵漏,同时也要 加强对混凝土的修补和补强。文章旨在结构渗漏水处理时,应 树立结构补强理念,并以对郑州地铁某站渗漏水治理为例,阐 述了结构补强理念在实际工程中的具体应用。结构补强性堵漏 既达到了堵漏效果,又实现了修复混凝土结构整体性,提高结 构使用寿命。

参考文献 :

[1] 水利水电科学研究院结构材料研究所.大体积混凝土[M].北京:中 国水利水电出版社,1990.

[2] 张勇.对聚氨酯灌浆材料的再认识[J].中国建筑防水,2011(16):1-6.

[3] 邢林生.混凝土坝坝体渗漏危害性分析及其处理[J].水利发电学 报,2001(3):108-116.

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