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    地下混凝土結構滲漏水原因及治理方案

    地鐵通車運營后,混凝土結構會受地上汽車和地下地鐵列車的雙重震動擾動影響,此雙重震動擾動也就使得地鐵堵漏的難度遠大于民用地下工程。因此,地下結構工程的堵漏,必須對材料、設備和工藝進行綜合選擇,才能確保地下混凝土結構在震動環境下的整體堵漏效果。傳統的地下工程堵漏施工方法大多是用在民用地下工程,這些工程的使用環境是靜態的。地鐵工程若采用此傳統方法處理,只能在短時間內解決問題,在地鐵運營一段時間后又可能會重新出現滲漏,甚至更加嚴重。進而陷入繼續堵漏、繼續滲漏的惡性循環。經長期地鐵堵漏施工分析總結,其原因是在堵漏材料和施工工藝選擇上,未考慮震動擾動這樣的運營使用環境因素。

    在地鐵混凝土結構堵漏施工中需遵循堵、排、防、抗相結合,剛柔相濟、因地制宜的原則,用綜合技術措施來解決地下結構工程震動環境下滲漏水的整治。在抗震動擾動上,增加了高彈性高粘接力的填塞型聚硫類防水密封膏;在裂縫灌漿材料的選擇上,采用耐潮濕低粘度改性有韌性的環氧樹脂結構膠灌漿材料、非固化瀝青橡膠灌漿材料;在結構補強上,對結構的壁后采用灌注水泥基無收縮自流平灌漿材料,水中不分散混凝土、聚合物砂漿。

    一、地鐵混凝土結構滲漏水的主要表現形式和原因分析

    (一)滲漏水的主要表現形式

    地鐵混凝土結構出現滲漏水的部位一般主要集中在結構薄弱處,如施工縫、誘導縫、混凝土結構裂縫、混凝土缺陷部位、溫度收縮裂縫和預埋螺栓孔等部位。

    (二)滲漏水的原因分析

    1.誘導縫(變形縫、沉降縫)滲漏水

    1結構沉降或變形不均勻導致內外止水帶被撕裂或者與混凝土主體結構分離,以及搭接頭焊接不牢固、施工時遭破壞穿洞、地表的水壓力太大超出設計止水帶能承受的壓力等,如遇外防水也存在隱患而失效,就會造成變形縫、伸縮縫漏水。

    2止水帶一側的混凝土未振搗密實,會在其周圍形成滲水通道。

    3在夏季高溫季節澆筑混凝土時或冬季嚴寒天氣澆筑混凝土的時候,晝夜溫差較大或外界溫差大,由于結構收縮而導致誘導縫(變形縫、沉降縫)處止水帶一側出現空隙,從而形成滲水通道,導致誘導縫(變形縫、沉降縫)漏水。

    2.施工縫滲漏水

    1結構混凝土澆筑前縱向水平施工縫面上的泥砂清理不干凈。

    2縱向水平施工縫鑿毛不徹底,積水未排干。

    (3)施工縫處鋼板止水帶未居中或接頭焊接有缺陷。

    4施工縫混凝土澆筑時漏漿或振搗不密實。

    5現澆襯砌混凝土施工縫止水帶安裝不到位,振搗造成止水帶偏移。

    3.結構裂縫滲漏水現澆混凝土襯砌也會由于各種原因出現結構裂縫,如混凝土原材料質量差,配合比不合理、施工質量存在缺陷(拆模過早、養護不及時、混凝土有離析等),外界環境(溫度、濕度)不良影響等因素,都有可能引起混凝土裂縫發生。

    4.結構面混凝土缺陷滲漏水

    1振搗方法不當或模板質量缺陷等導致混凝土澆筑不密實。

    2大體積混凝土澆筑養護不到位,存在溫度收縮裂縫。

    3冬季施工,溫差大造成的裂縫。

    4混凝土原材料級配比例不當。

    5表層收光時機不確當造成的淺表裂縫。

    6結構穩定期,不均勻沉降造成裂縫。

    7地質原因造成裂縫。

    8當外界水壓大于此處混凝土抗滲壓力時,就出現滲漏水現象,主要表現為點滲漏和面滲漏。

    9另外,設備安裝件的管頭、鋼筋頭、拉筋孔等預埋件處防水密封處理不好,也常出現滲漏。

    綜上所述,地鐵工程混凝土結構的滲漏水主要歸納為:點滲漏、面滲漏和線滲漏(施工縫、誘導縫、結構裂縫)。在堵漏治理施工中需根據不同的滲漏方式采取不同的治理處理措施。

    二、滲漏水整治目標

    根據地下工程防水等級標準,地鐵車站主體結構、人行通道、風道的機電設備集中區段、出入口的防水等級為一級。要求:結構不允許滲水,結構表面無濕漬。其余風道部位、風井防水、區間隧道等結構的防水等級為二級。要求:不允許漏水,結構表面可有少量濕漬,總濕漬面積不應大于總防水面積的2/1000,任意100m2防水面積上的濕漬面積不超過3處,單個濕漬的最大面積不大于0.2m2

    漏施工完成后應達到結構設計防水標準,混凝土表面光潔平整、顏色協調一致,模板接縫及施工縫線條整齊,混凝土表面無裂縫、滲漏水。

    三、堵漏施工綜合技術措施

    根據混凝土結構裂縫不同的形成原因,結合地下結構的不同使用功能和使用環境,先進行結構補強,然后再進行防水堵漏,采用不同的設備、不同的工藝、不同的材料等綜合技術措施處理。

    (一)誘導縫(變形縫、沉降縫)滲漏水治理

    1.治理目標

    使混凝土結構背后無存水的空腔,修復橡膠止水帶的功能,恢復原防水設計要求,達到不再滲漏。

    2.治理方法

    (1)用水泥類漿液對混凝土結構背后的存水空腔進行回填灌漿,固結結構背后的回填土層、粉質粘土層或砂石層。讓混凝土結構背后沒有存水的空腔和流水的通道,加固結構背后的圍巖結構。灌漿材料以水泥、中粗砂、丙烯酸鹽、建筑膠水、水泥基無收縮灌漿材料等材料為主,使結構背后存水的空洞、孔隙全部密實。采用螺桿式灌漿泵灌注水泥砂漿,可灌注水灰比高達1:3的水泥砂漿;采用活塞泵灌注丙烯酸鹽、建筑膠水和水泥基無收縮灌漿材料。兩種灌漿方法根據情況一起或單獨使用,使襯砌混凝土背后不存在有水空洞或孔隙,固結圍巖。通過控制灌漿,確保灌漿飽滿度,修復鉆孔對防水層的破壞和原來被破壞的防水層,灌漿固化后的材料相當于把防水層澆筑在灌漿的混凝土內,埋進灌漿層內部,不存在竄水的問題,同時修復了破損的防水層。

    (2)對有明顯滲水流水的誘導縫,臨時采用聚氨酯灌漿材料對滲漏水進行針孔法灌漿堵漏,該方法只是臨時堵水措施,屬于輔助施工手段。

    (3)用電鎬沿誘導縫(沉降縫或變形縫)鑿除污損側面至混凝土堅實基面,稍微擴寬裂縫,深15~20cm(根據結構的厚度來調整),寬5~6cm。用高壓水清理干凈浮渣、雜物,保持裂縫內干凈,用高強速凝雙快水泥類膠泥配合抽管法沿裂縫封閉成無管空腔,每隔50~80cm留出水通道和注漿孔。采用高強速凝雙快水泥封閉,厚度在3cm左右,空腔直徑4~6cm,封閉表面凹進3~4cm。再采用電加熱、電腦控制的導熱油型反應缶,加入橡膠非固化灌漿材料,加溫到180°~220°,并進行均勻攪拌,倒出高溫的灌漿材料,用螺桿灌漿泵或專用的帶加熱型的非固化橡膠瀝青灌漿泵向無管空腔中灌注已經完全液化的非固化橡膠,相鄰的孔出膠后,采用閘閥關閉相鄰注漿孔,再進行多次補充灌漿,確保無管空腔、裂縫滲水通道、橡膠止水帶的孔隙內全部填滿特種耐變形非固化橡膠材料。再到間隔2~3個的灌漿孔進行灌漿,相當于修復橡膠止水帶。此灌漿需要有經驗的技術員、技術工人和機械操作手一同協作,因為是高溫加熱灌漿材料,施工的時候要做好防燙傷的安全防護。把水堵住后,在誘導縫表面事先預留的凹槽內填塞高彈性聚氨酯密封膠和橡膠類密封膠或聚硫密封膠,用膨脹螺絲把“W”形狀鍍鋅鐵皮固定在施工好的伸縮縫兩側,用密封膏封閉鐵皮槽,把鐵皮槽埋進密封膠內和襯砌表面的接縫,此目的是增強施工縫中材料封閉強度和變形度,最后在誘導縫(沉降縫、變形縫)表面安裝不銹鋼的槽鋼,起到美觀的作用。

    (4)特種非固化橡膠瀝青材料的粘結性能和抗變形性能非常優異,有自愈性,可以抗變形300%~400%。采用該材料整治的地鐵工程混凝土結構,都能滿足設計防水要求。此材料在常溫下是膏狀,永遠不固化,有自愈合功能,在加熱到180°的時候就變成液態,流動度和可灌性增加。施工中就是利用非固化橡膠的這個特殊的物理特性來進行灌漿,采用了傳統的丙凝的灌漿堵漏的施工工藝,再配合上新型的非固化灌漿材料,利用非固化橡膠的物理特性來加熱等綜合技術措施,從而達到變形縫灌漿堵漏的目的。

    (二)施工縫、結構裂縫、冷縫、斷裂縫滲漏水治理

    1.治理目標采用針孔法對結構深層注漿,向裂縫(隙)中填滿特種低黏度耐水耐潮濕型改性環氧灌漿料,把水擠出結構的裂隙和空隙,恢復襯砌混凝土的密實度和結構整體性強度。

    2.治理方法

    用微損的辦法——針孔斜側鉆孔法灌注低黏度耐水耐潮濕型改性環氧灌漿料,堵漏的同時補強加固。灌漿材料為KTCH-18D、CH-4F等特種改性環氧結構膠灌漿料,此類材料固化快、無溶劑、黏度低,并有很強的粘結強度,讓有裂縫處的襯砌混凝土恢復形成一個整體,具有一定的韌性,防止因震動擾動變形破損再重新出現滲漏和開裂。裂縫處理完后,沿縫開V型槽,清理后保持干燥干凈,填塞高彈性的聚硫密封膠。對所有能發現的混凝土結構裂縫進行化學灌漿處理,因為在混凝土結構中有裂縫的地方就有滲漏的可能,并且裂縫存在,空氣中的水汽、鹽分會通過裂縫造成結構內部鋼筋的銹蝕,造成再次滲漏和結構的耐久性變差。對裂縫比較集中的頂板背面,采用貼碳素纖維布加固的工藝,按照碳纖維加固的施工規范施工。

    (三)混凝土結構大面積滲漏水治理

    1.滲漏水較大時,先灌注超細水泥到結構背后和結構內部止住大的滲水點,同時也能增加結構的強度,減少結構背后的存水空腔;然后再灌注低黏度耐水耐潮濕型改性環氧灌漿料,作補強加固。

    2.對麻面滲水采用梅花型針孔灌漿法灌注低黏度耐水耐潮濕型改性環氧灌漿料,作堵漏和補強加固。

    3.對無法灌漿的微細縫隙(縫隙在0.01 mm以下)滲漏部位,可涂刷水泥基滲透結晶型防水材料,讓滲透性強的結晶體填滿滲潮部位細小的滲水通道。

    4.用以上三種方法恢復有缺陷混凝土的密實度和結構整體性,把水擠出混凝土結構的裂隙和孔隙,再用聚合物防水修補砂漿粉刷,增強結構的抗滲效果,起到防水、加固雙重作用。

    5.混凝土結構內的管件、鋼筋頭等預埋件根部堵漏完成后,再開槽填嵌密封膠。

    6.在漏水嚴重的位置采用風鉆或大功率電錘把襯砌結構鉆透泄壓排水,形成有效的新的排水盲管,把水引排到集水井中去,實現堵排結合。

    (四)露天部位的頂板滲漏水治理

    在露天部位,也要對裂縫進行針孔法化學灌漿處理以后,采用打磨表面的碳化層、氧化層、粉化層到混凝土原來堅實的基層,并且鑿除松動的、不密實的,用聚合物修補砂漿進行修補。表面噴水到飽和水狀態,為保證質量,采用新型便捷的機械噴涂進口的水泥基滲透結晶(賽伯斯),養護48小時。再用非固化橡膠瀝青涂料采用小型專門研制的“易涂施”機械噴涂,最后再按照原設計鋪設防水卷材。通過以上的加強防水措施可以加強防水效果,是采用剛柔相濟,可以杜絕露天頂板背面滲漏水的問題出現。

    四、地鐵堵漏施工用的主要材料和主要設備

    (一)KTCH-18耐潮濕低粘度韌性環氧灌縫膠

    本膠由改性環氧和改性固化劑、助劑,分A、B兩個組份組成,它具有較低粘度,可灌性好,固化速度較快,能在0℃以上固化,可在潮濕和干燥環境界面施工,也可用于操作面基液涂刷,干燥,潮濕裂縫灌注等施工工藝,它具有較好的綜合力學強度,固化體系有較好的伸長率,無有機溶劑釋放,反應放熱平穩等特點。

    (二)防水密封膏

    產品特點:固結體致密,彈性好,延伸率大;與基面粘結力強;固化時間短,25℃失粘時間≤5小時;抗垂掛性能好,在立面、傾斜面施工不流掛。

    (三)非固化橡膠灌漿材料

    非固化橡膠灌漿材料主要性能特點有:

    1.永不固化。固含量大于99%,施工后始終保持原有的彈塑性狀態。

    2.粘結性強。可在潮濕基面施工,也可帶水堵漏作業,與任何異物保持粘結。

    3.柔韌性好。對基層變形、開裂適應性強,在變形縫處使用優勢明顯。

    4.自愈性好。施工時材料不會分離,可形成穩定、整體無縫的防水層。施工及使用過程中即使出現防水層破損也能自行修復,阻止水在防水層后面流竄,保持防水層的連續性。

    5.無毒、無味、無污染,耐久、防腐、耐高低溫。

    6.施工簡便,可在常溫和0 ℃以下施工。

    (四)水泥類特種灌漿材料

    BY3-II型水中不分散高強灌漿料主要應用于隧道、大壩、地下巖體的驅水后防水加固。使用時將100kgBY3-II型與40-50kg水混合高速攪拌機(500立升,大于1000轉/min,線速度10~20m/s的高速攪拌機)攪拌均勻,然后用5MPa的壓漿泵將漿體壓進巖體、壓進隧道頂部、壓進酥松的裂縫的混凝土,當與水接觸時漿體不分散,隨著泵壓力的加大,水中不分散高強灌漿料漿體逐漸把水擠走到半徑20~50m以外。

    主要噴涂機械(“易涂施”非固化噴涂機)性能指標

    采用低壓變頻齒輪泵輸送非固化橡膠瀝青防水涂料至噴槍前端,采用壓縮空氣射流方式使其霧化。由于采用了低壓輸送,最大程度上避免了爆管可能帶來的危險。同時由于采用了變頻技術,使得流量可根據作業面的不同要求自主控制。壓縮空氣也使得非固化橡膠瀝青防水涂料霧化更均勻,涂層更致密。

    由于采用了加熱系統與噴涂系統分離,使得噴涂機的體積更小、重量更輕、搬運更便捷,可適應各種作業面。

    性能指標:

    適用電源:單相220V民用電

    總功率:5.5KW(含輔助加熱系統)

    噴涂流量:2-6升/分鐘(可調)

    重量:55公斤

    體積:38厘米*58厘米*75厘米

    五、結束語

    地鐵堵漏施工需針對混凝土結構不同的滲漏水形式選擇不同的材料、設備和工藝,堵漏的同時需兼顧結構補強加固,剛柔相濟來應對地鐵混凝結構的震動擾動使用環境。

    來源:本站   編輯:普通管理員
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