化学浆液堵漏技术在地铁工程施工中的应用

摘要：本文主要介绍了水溶性聚氨酯灌浆堵漏技术的原理、施工工艺及注意事项。

关键词：混凝土 裂缝 水溶性聚氨脂 化学灌浆 1. 前言

在地下工程施工中，由于各方面的原因，已经施工完成的混凝土结构常常会出现渗、漏水问题，尤其是施工缝、沉降缝等部位更是不好控制。这不仅会影响建筑物作用的发挥，还有可能由于渗流破坏影响建筑物的安全。聚氨酯化学灌浆材料作为堵漏、加固的新材料具有高效、快速的特点，能够解决水泥灌浆难以解决问题，越来越受到人们的重视。 2. 工程概况

北京地铁五号线3标段处于北京市三环路以内，沿蒲黄榆路向北穿玉蜓桥、南二环路、京沪铁路、南护城河以及南护城河桥后，沿天坛东路进入北京市旧城区，共包括一站一区间。蒲黄榆站-天坛东门站区间起讫里程为K3+104- K4+794.850，全长1690.5m；天坛东门站起讫里程为K4+794.850-K4+981.15，中心里程K4+900，全长186.3m,总宽度23.776m，为地下双层岛式车站，主体为三拱两柱双层结构。区间隧道和辅助线隧道及联络通道的结构防水等级设计为二级，结构不允许漏水，隧道顶部不允许滴水，侧墙表面允许有少量、偶见的湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000，任一湿渍的面积不应大于0.2m。地下车站及人行通道均按一级防水等级要求设计，车站和通道结构不允许出现渗水部位，结构表面不得有湿渍。在结构防水施工过程中我们严格遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、综合治理”的原则。确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为根本，施工缝(包括后浇带)、变形缝等按缝防水为重点，辅以柔性全包防水层，防水层兼做隔离层的施工方法，结构防水取得了良好效果，但是在个别位置也存在渗、漏水现象。后来我们采用水溶性聚氨酯化学灌浆材料对这些地方进行了处理，取得了不错效果，下面就水溶性聚氨酯化学灌浆堵漏材料在

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处理本工程结构渗漏水施工的一些经验及看法与大家共勉。 3. 原材料及机械设备 3.1.水溶性聚氨酯

水溶性聚氨酯是有甲苯异氰酸酯(TDI)和水溶性聚醚进行聚合反应成的高分子化合物一种，外观呈淡棕色透明粘稠液体，密度0．98-1．10 g/cm （25℃±0.5℃）。该材料具有以下特点：

a) 该材料是单液型注浆材料，施工工艺简单，不需加入其它促进剂、固化剂，

设备清洗也十分方便。

b) 与水具有良好的混溶性，浆液遇水后会自行分散、乳化，立即进行聚合反应。 c) 聚合反应后的固结体有良好的延伸性、弹性及抗渗性，在水中永久保持原形，

并具有耐低温性。

d) 该材料对水质的适应性较强。不论海水、矿水、酸性或碱性水质对浆液性能

影响不大。

e) 浆液中的游离异氰酸根(-NCO)会与水聚合反应，所以聚合体在水中的浸泡液

对人体无害，对水质无污染。

f) 浆液遇水反应形成弹性固结体物质的同时，释放CO2气体，借助气体压力，

浆液可进一步压进结构的空隙，使多孔性结构或地层能完全充填密实，具有二次渗透的特点。

g) 堵动水性能好。水溶性聚氨酯是当今所有化学灌浆材料中堵流动水性能最优

良的浆材之一。 3.2.高压灌注机

一般厂家不同所配备的注浆泵也不相同，但是它们的工作原理都是一致的，就是同过一个加压系统给注浆材料加上一定的压力，通过一根高压管和一个可控制的阀门与注浆专用的针头相连接，从而实现对漏水的部位进行注浆的目的。我们使用的是上海路得公司生产的1E-01型产品，该灌注机具有体积小，便于操作及携带（重量7kg）。采用模块化设计，便于拆卸和保养。

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3.3.止水专用针头

一般注浆泵生产厂家会配备与其灌浆泵相配套的针头，材料一般为合金材料，长度根据施工现场的需要进行选用。 3.4.丙酮

水溶性聚氨酯易溶于丙酮，而且丙酮的价格比较便宜，因此灌浆完毕后可以选用丙酮作为溶剂对灌浆机进行清洗，防止水溶性聚氨酯遇水膨胀将灌浆机堵塞。一般情况要清洗5~10分钟为宜。由于丙酮是易挥发的有毒的液体，因此清洗的废液不能随意倾倒，严防污染环境。 4. 工作原理及适用范围

当水溶性聚氨酯灌浆材料在压力作用下进入裂缝，与裂缝中存留的水或水汽 — 水溶性聚氨酯催化媒介结合，即刻产生化学反应并膨胀，在很短的时间内形成密实的弹性胶凝体，堵塞裂缝，达到防渗的目的。

宽度大于0.2mm的裂缝采用水溶性聚氨酯浆材进行灌浆处理；小于0.2mm裂缝采用环氧树脂胶封缝（对于干燥缝：采用改性环氧树脂基液封堵；对于潮湿缝：尽可能采用水溶性聚氨酯灌浆，止水干燥后采用改性环氧树脂基液封闭。灌浆困难的裂缝采用“堵漏灵”堵漏止水，干燥后用改性环氧树脂基液封闭）。水溶性聚氨酯灌浆材料进入裂缝的深度与裂缝宽度相关：裂缝越宽，浆液流速越大，进入裂缝就越深，灌浆效果越好。水溶性聚氨酯初始膨胀率能够达到100％，形成胶凝体以后，第一次膨胀消失，但具有很好的弹性，成为稳定的类似止水橡皮的弹性体。一般来讲，水溶性聚氨酯灌浆技术适用于处理稳定型裂缝的防渗工程，并在裂缝开展最宽的时机施工效果最好。 5. 工艺流程

寻找裂缝 成孔 埋设针头 灌注浆液 清洗机具

图1：水溶性聚氨酯灌浆堵漏技术施工工艺流程图

6. 施工工艺及关键技术措施 6.1.寻找裂缝

明显的裂缝可以直接进行标记，对于潮湿的基面要先清扫积水，或采用酒精

喷灯将施工面烤干进行观察的方法进行，然后色笔做好记号。 6.2.成孔

结构裂缝a) 钻孔点距离裂缝的距离：裂缝宽

度在0.4mm~0.5mm，灌浆孔距0.4m左右；裂缝宽度在0.3mm~0.4mm，灌浆孔距0.3m左右；裂缝宽度在0.3mm以下，灌浆孔距0.2m左右。裂缝越窄，越容易堵塞，止水针头的孔距就应该越小。裂缝断开、分岔部位应加密。

b) 钻孔点布置间距：一般情况大约

在20cm~30cm之间，沿裂缝两边梅花型布置。

c) 钻孔倾角：根据现场的施工情况

可以进行灵活掌握，孔与裂缝断面应成45°~75°交叉为宜，但是必须要满足所钻孔一定要与裂缝相交，并尽可能深的与裂缝相交

穿过裂缝，如果没有与钻到裂缝位置则为无效孔。正确的成孔方式见图2，错误的成孔方式见图3。

6.3.埋设针头

埋设止水针头之前要先进行清孔处理，用毛刷等物品将孔内的泥巴清理干净，然后方可安装止水针头，止水针头不能埋设的过浅，这样容易导致漏浆和浆液较多的残留在钻孔当中；但是止水针头的头部不可超过裂缝位置，这样会导致浆液无法从针头喷出，进而无法进

图4 正确的埋设方式

混凝土结构止水针头结构裂缝钻 孔混凝土结构图2 正确的成孔方式

结构裂缝钻孔深度不够混凝土结构图3 错误的成孔方式

止水针头结构裂缝入裂缝，也达不到灌浆止水的目的。止水针头要尽可能的上紧，严防漏浆。正确的针头埋设方式见图4，错误的针头埋设方式见图5。

混凝土结构止水针头的头部不应超过了裂缝6.4.灌注浆液

灌注浆液应该从结构立面由下向上

图5 错误的埋设方式

进行，当浆液从裂缝处冒出时应立即停止，依次向前进行。在灌注过程中如果浆液已经灌满相邻针头位置，此针头可以跳过不注;如果注浆后发现两端仍有裂缝延伸，或有裂缝与其交叉，应该在该位置补孔，从新注浆。为使裂缝完全灌满浆液，应在浆液凝固前进行二次注浆。 6.5.清洗机具

浆液灌注完毕后要及时清洗灌浆机具，严防机具内进水，导致残留的水溶性聚氨酯与水反应膨胀将机具的管路堵塞。清洗方法与灌浆过程大致相同，只要将丙酮溶液倒入机具内将其泵出即可达到清洗的目的，有效清洗时间5~10min即可。由于丙酮溶液有毒，清洗用过的丙酮溶液要进行封存。初次清洗用过的丙酮溶液还可重复利用。 7. 注意事项

a) 当一枚止水针头在灌注较长时间后（约5min），浆液仍未从裂缝中冒出，

应该停止灌浆，间隔一段时间在注，如果仍未灌满，应该检查钻孔是否与埋管线交叉，或底板是否有孔洞等情况。

b) 灌注时严密注视灌注机的工作压力表，如果超过额定的压力，应该停机

后再进行，如果压力仍居高不下，应检查钻孔是否与裂缝完全交叉。 c) 灌浆完毕后应及时对灌浆机进行清洗，严防浆液固化将机械管路堵塞。 d) 施工过程中要带好防护器具（如橡胶手套、防护镜等），避免皮肤直接

接触。

e) 灌浆材料为可燃物品，应远离火源。

8. 结束语

堵漏工作属于补救性施工措施，混凝土结构渗、漏水处理是一项复杂的反复性较强的工作。

在结构施工过程中我们应狠抓防水施工质量，加强混凝土施工的过程控制及混凝土施工完毕后的正常的养护工作，最大限度的减少渗漏水情况的发生。

结构一旦出现渗漏水现象，我们首先应该仔细认真的考虑渗漏水出现的原因，然后根据施工现场的实际情况制定相应的施工方案。