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隧道渗漏水病害整治技术
 

1. 造成隧道渗漏水病害的主要原因:

⑴ 衬砌的防排水系统失效;

⑵ 衬砌砼自身密实度不够,泌水管路较通畅;

⑶ 地下水对衬砌混凝土的化学腐蚀;

⑷ 施工原因造成衬砼缺陷,如拌和不均、有杂质、骨料污染、接缝处理不当、拆模过早而开裂等;

⑸ 衬砌裂损。

2. 隧道渗漏水病害整治技术

2.1 注浆防水

2.1.1 衬砌壁后注浆

对于由衬砌壁后围岩疏松、空洞、集水而造成的严重裂损渗漏水,尤其是单式衬砌的渗漏水病害整治,将专门的浆液注入到衬砌壁后,以加固和密实围岩,堵塞裂缝而治水。

在衬砌壁后围岩由疏松或空洞漏水部位,布置间距2~4m的注浆孔,先疏后密,中间插补,孔深以穿透衬砌厚度进入围岩约100~300mm为宜,孔径Φ42mm。埋设注浆管,使用压力洗孔,然后采用CGM超细水泥注浆料进行注浆施工,注浆时孔口压力控制在0.4~0.5MPa以下,并注意观察浆液的串孔和裂缝的跑浆情况,注意封堵,直至压满为止,如遇吃浆量过大时,可暂停注浆,重新设孔隔天再注,以避免浆液扩散过大造成浪费。对于衬砌壁后的较大空洞,有条件可先灌注CGM水下抗分散注浆料,然后补灌CGM超细水泥注浆料;如果衬砌状态欠佳,可考虑选择CGM高聚物注浆料(体积膨胀15~20倍)进行回填注浆,以减少衬砌负荷。

2.1.2 衬砌内防水注浆


先进行压水试验,确定渗透范围和合理孔间距。然后采用CGM超细水泥注浆料进行注浆施工,注浆时孔口压力控制在0.4MPa以下,压浆时注意观察浆液的串孔和裂缝的发展情况,注意封堵和调整注浆参数,直至压满为止。衬砌内注浆适合于复合衬砌中因一、二衬之间有空隙或衬砌内混凝土疏松、有空洞而造成的大面积渗漏水。

2.2 凿缝填充堵漏

整治衬砌孔洞或比较规则、明晰的衬砌浅表裂缝的渗漏水病害,可采用凿缝填充堵漏措施。先凿除裂缝周围的腐蚀、松散混凝土,并用“水不漏””填塞,以达到治水和修补的双重效果。渗漏裂缝堵水如图3、图4所示。

                       

对于一般漏水点,用钢钎或手持式砼切割机在漏水点周围凿一U型坑,宽60mm深≥40mm,用足够的“水不漏””一次填满压实。

对于有压力的漏水点,在漏水点处开宽60mm深≥40mm的U型坑,在坑中央安放一根管径ϕ12mm软塑管引水,然后用“水不漏””从边缘向坑中央封堵、逐渐缩小漏水范围,最后将排水软管扎住,用“水不漏””封堵严实。

对于漏水裂缝,沿裂缝方向开U型槽,槽宽60mm深≥40mm,用钢丝刷将槽缝内的随时、浮桨、杂物全部清除掉,用高压水冲洗干净。用“水不漏””堵,将“水不漏””捏成合适形状,迅速填入U型槽内,挤压密实。遇到长裂缝需分段堵时,“水不漏””之间的接槎要成反八字形相接。

2.3背水面内贴式防水

    用水泥基渗透结晶防水涂料,喷涂在有渗漫水等病害或修补后的衬砌背水面,以封闭表面,达到防水、防潮、防裂等目的。衬砌背贴式防水如图5、图6所示。

              

 

 

首先对拱部衬砌表面进行清理,用钢丝刷和高压水将衬砌表面的灰尘、油污、泛碱、浮桨、松动碎块等杂物清除干净,确保露出砼结构新面。砼表面要平整,若有凹凸不平或孔洞等蜂窝麻面,可用聚合物砂浆嵌填抹平,以保证防水材料均匀地覆盖。

喷水泥基渗透结晶防水涂料前,先将衬砌表面洒水润湿以利于喷涂,但不能有流淌水;然后用配置好的水泥基渗透结晶防水涂料,喷涂次数不少于两遍,第一遍材料用量约1kg/m2,第二遍材料用量约0.5kg/m2,两次喷涂的时间间隔≧12h。对于修补过的部位适当增加材料用量和喷涂遍数,确保涂层有足够厚度,喷涂过的防水层可适当撒水养护,对隧道衬砌上的施工缝、变形缝要以缝两侧200nn范围为界喷涂JS聚合物防水涂料(Ⅱ型),以其良好的柔性提高防水保护效果。

2.4 边墙盲沟排水

    对于拱部渗漏水严重的部位以及边墙滴水部位,应先在对应漏水点的边墙位置开泄水孔,以减少滴水点的水压,同时隧道所处地质环境允许排水,可采用边墙暗槽排水方法:用钢钎或手持式砼切割机沿涌水点开凿一条向下至边墙的U型槽,槽宽240mm,深≧140mm,在U型槽内埋设ϕ200mm半圆型塑料管,然后用“水不漏””嵌填密实,并在槽宽及两侧200mm范围喷涂JS聚合物防水涂料(Ⅱ型)。暗槽排水如图7、图8所示。

    

    对于高寒地区要对排水盲沟采取保温措施,可以考虑采用深埋聚氨酯保温盲沟。其适用温度在-20℃~-40℃间,在施做时要结合衬砌、围岩状态及水的分布处理好集水口,防止水在集水口冻结,如果不能保证集水口的防冻,且在围岩、衬砌间存在浅表水,就要考虑衬砌保温——在衬砌表面喷涂聚氨酯保温层,以保证冬季盲沟排水畅通,防止冻害发生。

3. 材料

3.1 注浆材料——CGM超细高强注浆料

   ⑴ 简介:CGM超细高强注浆料是由是由高强型特种超细水泥、超细矿粉、调凝剂、流变剂等多种助剂,在电子计算机控制下的生产线上充分预拌均匀而制得,专用于隧道基床“吊空”病害整治及其它类似工况注浆场合。

 ⑵ 特点:

① 浆液稳定性好,在常温常压下较长时间存放不改变其性质,不发生强烈的化学反应;

② 粘度低、流动性好、容易压入;

③ 浆液凝结时间在一定范围内可调,并能准确控制;

④ 浆液无毒无臭,不污染环境;

⑤ 浆液结石体具有一定的抗压抗拉强度,耐腐蚀,抗渗性好;

⑥ 浆液配置方便,操作简单。

⑶ 性能指标:

检测项目

抗压强度(MPa

抗折强度(MPa

2h

24h

28d

2h

24h

28d

CGM超细高强注浆料

25

30

50

3

4.5

7

⑷ 使用方法:

① 针对不同大小的缝隙空间.不同土壤地质环境,不同的注浆基础条件,不同的强度指标要求确定适宜的水灰比(通常注浆科水灰比的范围为0.52.0),用电动搅拌机进行搅拌,直至均匀.然后将浆体倒入注浆桶中。

    ② 将注浆机的输送管嘴部与事先固定于基础上的注浆嘴对接固定,接通注浆机电源,开启阀门进行注浆.并控制注浆压力在一定的范围内(通常在0.40.6MPa范围内。不同的基础条件,不同的水灰比,所需的注浆压力不同。注浆压力太大,可能形成劈裂注浆,无法均匀渗透。灌浆压力太小,则无法渗透至细微空间)

    ③ 待注浆完成后封闭灌浆孔。

    ④ 当注浆面积较大时,可采用分段注浆。

3.2 CGM水下抗分散灌浆料

CGM水下抗分散灌浆料是由水溶性高分子聚合物、表面活性物质等复合而成的粉末状灌浆料,具有很强的抗分散性和较好的流动性,实现水下混凝土的自流平、自密实,抑制水下施工时水泥和骨料分散,并且不污染施工水域。

CGM水下抗分散灌浆料适用于各种水下浇注的混凝土工程,可用于沉井封底、围堰、沉箱、抛石灌浆、水下连续墙浇注、水下基础的找平、填充,RC板等水下大面积无施工缝工程,大口径灌注桩、码头、大坝,水库修补,排水口防水冲击补强底板、水下承台、海堤护岸、护坡,封桩堵漏以及普通混凝土较难施工的水下工程。CGM水下不分散灌浆料不受水深、施工面、混凝土量的限制(已施工过最深37.8m,混凝土量从几方到几千方的各种水下工程。潮汐段混凝土施工时,也不受潮水的影响。

DL/T 5100-2014《水工混凝土外加剂技术规程》

检测项目

指标

泌水率,%

0.5

含气量,%

4.5

坍落度经时变化量,mm

30min

30

抗分散性

悬浊物含量,mg/L

150

pH

12

凝结时间,h

初凝

5

终凝

24

水陆强度比,%

7d

60

28d

70

3.3 水不漏(又名堵漏王、堵漏灵)

3.3.1产品特点

⑴.快速堵漏,4~6分钟可堵住一定压力渗漏;

⑵.微膨胀、抗渗性能好,净浆试体水养3d,在1.5MPa水压下不漏水;

⑶.抗腐蚀性能强,耐久性能好;

⑷.安全环保,对人体无任何危害;

⑸.粘结力强,不脱落、可带水作业,并迅速止水、堵漏;

⑹.操作简单,现场施工仅需加水伴和即可使用。

3.3.2 应用范围

适用于各类地下工程、蓄水输水系统、污水处理系统、卫生间的防水堵漏工程;适用于各种混凝土、砂浆、砖石等结构出现渗漏时进行紧急带水堵漏修补。

3.3.3 使用方法:

⑴.首先把漏水点凿成喇叭口,把杂物或疏松的粉状物清理干净,露出坚硬粗糙表面,并用水润湿;

⑵.取适量本品放入搅拌容器内,按堵漏王:水=10.3的比例(质量比)加水,迅速充分的搅拌均匀,环境温度较低时,需适当提高拌和水的温度;

⑶.用手将拌好的堵漏胶泥揉成湿料团,感到胶泥开始发热时,迅速迎漏水方向将胶泥压入凿开的口内,然后立即用木板按平并用力压住,将硬化后即可(约23分钟左右);

⑷.对于渗水坑,可直接把堵漏王干粉投入坑内,然后压住,待硬化后即可;

⑸.对于严重漏水裂缝,采用引流方法,先堵裂缝,最后堵引流孔;

⑹.对于大面积渗漏,要找渗水点、堵住渗水点后,再用水泥防水砂浆抹面处理。

3.4 水泥基渗透结晶防水涂料

3.4.1 产品简介

水泥基渗透结晶型防水涂料是以普通硅酸盐水泥为基料掺入活性化学成分配制而成的灰色粉状材料。水泥基渗透结晶型系列防水涂料,它的防水机理主要是采用多孔性,在水的作用下,防水涂料中含有活性化学物质,以水为载体,随着水对结构毛孔的渗透,活性化学物质随着水渗透到内部,并反应生成钙矾石等不溶性晶体,其活性化学物质与未水化的水泥颗粒发生水化反应,并促进水泥水化,形成水泥水化晶体,生成大量晶体填充,封堵孔隙,使水无法进入混凝土,从而达到防水目的。

3.4.2 适用范围:广泛用于隧道、大坝、水库、发电站、核电站、冷却塔、地下铁道、立交桥、桥梁、地下连续墙、机场跑道,桩头桩基、废水处理池、蓄水池、工业与民用建筑地下室、屋面、厕浴间的防水施工,以及混凝土建筑设施等所有砼结构弊病的维修堵漏。

3.4.3 产品特点

⑴.超强的渗透能力,可以随着时间的推移逐步渗透到混凝土内部。渗透深度可达30mm

⑵.优异的抗渗透性能,可以抵抗120米以上水头的压力。

⑶.具有长久的防水作用,可承受一定外力的碰撞而不影响其防水功能。

⑷.无毒、无害绿色环保,可以安全的应用于饮用水及食品工业用混凝土工程。

⑸.独特的自我修复能力,所形成的晶体不会老化,即使多年以后对于小于0.4mm的裂缝和孔洞在遇水后仍能产生晶体封闭。

⑹.可直接接受油漆、环氧树脂、水泥灰浆、石灰膏、砂浆等材料的涂层。

3.4.4 性能指标GB 18445-2012《水泥基渗透结晶型防水材料》

序号

试 验 项 目

性能指标

1

外观

均匀、无结块

2

含水率/%

1.5

3

细度,0.63mm筛余,%

5

4

氯离子含量,%

0.10

5

施工性

加水搅拌后

刮涂无障碍

20min

刮涂无障碍

6

抗折强度,MPa

28d

2.8

7

抗压强度,MPa

28d

15.0

8

湿基面粘结强度,MPa

28d

1.0

9

砂浆抗渗性能

抗渗压力比(带涂层),%

28d

250

抗渗压力比(去除涂层),%

28d

175

10

混凝土抗渗性能

抗渗压力比(带涂层),%

28d

250

抗渗压力比(去除涂层),%

28d

175

带涂层砼的第二次抗渗压力,MPa

56d

0.8

3.5 JS聚合物防水涂料

3.5.1 简介

JS聚合物防水涂料是一种双组份聚合物改性柔性防水涂料,粉料与添加剂混合,使用后得到富柔韧性的防水膜,与混凝土及砂浆有良好的粘附力,能与之形成紧密牢固的永久性结合。

适用于:⑴ 墙角、管道周边和阴阳角部位;⑵ 非伸缩性裂缝、微震动部位处理;⑶ 室内外建筑墙体、地面等。

3.5.2 产品特点

⑴.富柔韧性,可覆盖不大于2mm裂缝;

⑵.适用于长期浸水环境;

⑶.潮湿区域可直接施工;

⑷.具有良好耐候性;

⑸.可用瓷砖胶在防水层上直接粘贴瓷砖。

3.5.3 性能指标

产品依据GB/T23445-2009《聚合物水泥防水涂料》Ⅱ型

项目

技术指标

固含量,%

70

拉伸强度,MPa

1.8(未处理)

断裂伸长率,%

80(无处理)

粘结强度,MPa

0.7(无处理)

不透水性(0.3MPa30min

不透水

两层涂膜间隔时间,h

23

 
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