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      細說注漿防水堵漏施工

      發布日期:2022-10-01 來源:浙江魯班防水

      一、注漿防水的概念

      注漿防水又稱為灌漿法,是利用液壓、氣壓或電化學原理,通過注漿管把漿液均勻地注入地層、圍巖、回填、襯砌內,漿液以填充、滲透和擠密等方式,將土顆?;驇r石裂隙中的水分和空氣排除后占據其位置,經一定時間后,漿液和原來松散的土?;蛄严赌z結成一個整體,形成一個強度大、結構新、防水性能高的化學穩定性良好的“結石體”,從而達到防水的目的。

       

      二、注漿防水的類型
      1、按在含水巖土地層開鑿前后注漿分:(1)預注漿:當井筒、隧道、地下室等構筑物在開鑿前或開鑿接近含水層以前所進行的注漿施工,稱為預注漿。(2)后注漿:當井筒、隧道、地下室等構筑物掘砌以后,用注漿法治理水害和地層加固等施工稱之為后注漿。

       

      2、按注漿使用的漿液材料不同分:(1)水泥注漿:漿液材料以水泥為主。(2)粘土注漿:漿液材料以粘土為主。(3)化學注漿:注漿材料以化學藥液為主。
      3、按漿液進入地層所需的壓力大小分:(1)輕壓注漿:用注漿泵輸送漿液,使其壓入或滲透入受注地層。(2)高壓噴射注漿:利用高壓泵輸送漿液,并通過特殊的噴嘴產生具有巨大動能的噴射流,切削地層,與砂、土等顆?;旌?、凝結。
      4、按漿液在地層中運動的方式不同分:(1)充填注漿:充填大裂隙、洞穴。(2)擠壓注漿:稱為壓密注漿。依靠注漿壓力迫使漿液在地層中壓開的各種各樣的通道來擠入地層,這種漿液可以使松軟地層擠壓密實。(3)置換注漿:通過一定的方法把受注地層中的砂、土逼放出來,形成的孔隙,用漿液充填,稱之為置換注漿。

       

      三、注漿防水材料
      1、注漿防水材料分類
      注漿防水是地下工程防水、堵漏較為有效的方法之一,其目的是通過使用注漿方法將防水材料注入可能的滲漏水通道,經過與水反應并固結后堵塞滲漏水通道,達到防水并進行下一步密封防水施工的要求。常見的注漿防水材料分類:無機系:單液水泥漿、水泥粘土漿、水泥-水玻璃漿、水玻璃-氯化鈣等漿液。有機系:即化學類漿液,如聚氨酯類、丙烯酰胺類、環氧樹脂類等。
      2、選擇注漿材料時應考慮的原則:(1)具有較好的可操作性。(2)凝膠時間可根據具體情況調節。
      (3)固化時收縮不大,與圍巖、混凝土、砂土等有較強的粘結力。(4)固化時具有微膨脹性,強度能滿足開挖或堵水要求。(5)具有良好的穩定性好,和較強的耐久性。(6)具有耐酸浸蝕性。(7)無毒、污染小。(8)注漿工藝簡單,操作、安全、方便。
       

      四、注漿材料的選用
      注漿材料應根據工程地質、水文地質條件、注漿目的、注漿工藝、設備和成本等因素,按下表選用。

      注漿類型

      宜選用的漿液

      預注漿

      襯砌前圍巖注漿

      水泥漿液、水泥-水玻璃漿液、超細水泥漿液、超細水泥-水玻璃漿液、必要時可采用化學漿液

      襯砌后圍巖注漿

      水泥漿液、超細水泥漿液、自流平水泥漿液

      回填注漿

      水泥漿液、水泥砂漿或摻有石灰、粘土、膨潤土、粉煤灰的水泥漿液

      襯砌內注漿

      水泥漿液、超細水泥漿液、自流平水泥漿液、化學漿液

       

      五、注漿防水施工機具
      1、鉆孔機具的類型:
      根據產生動力不同分為:風動式鉆孔機,內燃鉆孔機,其中內燃鉆孔機可適用于水平或斜眼,并且鉆孔鑿進速度最快,可達180mm/min。根據施工方式不同分為:手持式、氣腿式、伸縮式,其中伸縮式鉆孔機的鉆孔深度最大,可達到8m,氣腿式、伸縮式鉆孔機適用于任意角度和方向的鉆孔。
      2、鉆孔操作要點:鉆孔操作者雙手手持鉆機對正鉆孔位置,使鉆釬與鉆孔中心在一條直線上。鉆時應先小開風門,待鉆入巖石,能控制方向,方開大風門,氣量和風壓應符合鉆孔機要求,鉆入一定深度應稍提起空轉。開始應用短釬,每鉆500mm左右換一次長鉆釬,操作要扶穩,噴水吹風要勤,至要求深度要把孔內粉末吹凈。換鉆釬、檢查風動鉆孔機和加油時,應先關風門或風管,然后工作。如發現堵孔現象,應立即開動風門,全力提起鉆釬,并反順轉鉆釬或稍灌水,或敲擊至能自由上下運行為止。鉆孔操作應嚴格按照設計圖紙定位放線,保證鉆孔孔徑、孔位、角度、孔數、深度,均滿足設計要求。
      3、灌漿機具及操作要點:(1)常見的灌漿機具:UBJ型擠壓式灰漿泵0.8型和1.2型,UBJ型擠壓式灰漿泵0.8型最大水平運輸距離為80米,電源電壓為3相380V,最大出灰量可達0.8立方米/小時(2)壓漿泵操作要點:

      先空車運轉正常后停車,再灌水運轉,或將已化透的白灰膏約30Kg入篩過濾進入料斗,啟動正轉按鈕,將灰膏漿壓入管道作潤滑管道用,完畢后停機。

      當料斗內白灰膏運完時,即可加入水泥漿,進行正常工作。

      當使用壓縮空氣時,調整灌漿嘴上氣嘴和噴嘴的距離,根據出漿量大小,選用合適噴嘴。

      結束清洗時,開反轉按鈕,吸回輸送管內的材料,停機,回收料斗內剩余漿液,把海綿球塞進料斗送料口(此時切勿啟動電機)中,清洗料斗,拔掉外角管上的橡皮塞,在料斗內放入清水,卸下灌漿塞,啟動正轉按鈕,直到海綿球從輸送管口出來為止,噴出清水,即可停機。拆下三通接頭隨灌漿嘴沖洗干凈,再清洗整機。

      六、預注漿防水

      1. 預注漿技術

      1.1 地面預注漿

      (1)概念:在開挖地層前,將注漿材料壓入地層,待其凝結和硬化后,在工程所經過的地段,形成隔水帷幄,以改善被注地段的地質條件,加快施工速度,確保工程質量。(2)適用范圍:適用于涌水量大的裂隙性巖層、斷層破碎帶和流沙層或土層中構筑豎井,以及用礦山法構筑的隧道工程。(3)特點:具有工期短,施工設備和工藝簡單,效果顯著等優點。地面預注漿,施工條件較好,作業比較方便,但鉆機的工程量大,如果在含水層較薄,且距地面較深的土層中使用費用較高。

       

      1.2 工作面預注漿

      工作面預注漿是在豎井或隧道掘進作業時,從作業面的周邊或斷邊內,設置注漿孔,將膠結材料注入地層中,待漿液膠結、硬化后,在隧道或豎井的周圍形成隔水帷幄,改善被注地段的施工條件后再進行掘進作業,以確保安全和質量。

       

      1.3 帷幕注漿

      在松散而不穩定的含水層中開挖豎井或明挖法施工時,可采用此法。帷幕注漿是在地下水位比較高或涌水量大的地區,沿著特定的方向鉆孔,向地層中注入漿液,構成具有一定寬度的隔水帷幄,從而切斷地下水流入地下工程的補給通道,以達到降低排水量和地下水害的作用。

       

      2. 預注漿施工

      2.1 注漿工藝流程

      注漿有單液雙液注漿兩種流程,雙液注漿又分為雙液單注雙液雙注兩種,注漿流程如下:單液注漿法是將注漿材料全部混合攪拌均勻后,用一臺注漿泵注漿的系統,該法適用于凝膠時間大于30min的注漿;雙液單注法是用兩臺注漿泵或一臺雙缸注漿泵,按照一定比例分別壓送甲、乙兩種漿液,在孔口混合器混合后,再注入到巖層中,這種方法,漿液凝膠時間可縮短些為20~600s。雙液雙注法是將兩種漿液通過不同管路注入鉆孔內,使其在鉆孔內混合,這種方法,適合于膠凝時間非常短的漿液,將甲、乙漿液分別壓送到相鄰的兩個注漿孔中,然后進入巖層或砂粒之間孔隙混合而成凝膠。

       

      2.2 注漿施工程序

      注漿施工必須以注漿設計為基礎,根據注漿工藝流程和施工現場具體情況安排施工程序,常見的注漿程序如下圖所示:

       

      2.3 注漿施工操作

      (1)鉆孔

      一般情況下,對設計的注漿孔分三批鉆進:第一批鉆孔間距可大些;第二批鉆孔間距小些,最后鉆檢查孔。開孔時,要輕加壓、慢速、大水量,防止把孔開斜,鉆錯方向。鉆孔過程中應做好鉆孔詳細記錄,如取巖芯鉆進,應記錄巖石名稱,鉆具尺寸,鉆進進尺,起止深度,變徑位置,巖石裂隙發育情況,出現的涌水位置及涌水量,終孔深度等;并注意鉆孔速度快慢,涌水情況,由此判斷巖石的好壞。如遇斷層破碎帶或軟泥夾層等不良地層時,為取得準確詳細的地質資料,可采用干鉆或小水量鉆進、雙層巖芯鉆進。在采用多臺鉆機同時鉆井時要根據現場條件和注漿設備能力,做好鉆井和注漿平行作業的協調。多臺鉆機同時鉆進時,要對鉆孔施工進行合理編組,按設計注漿孔的孔位、方向、角度、開孔時間先后錯開,避免注漿時串漿,并做好預防串漿的措施。

      (2)測定涌水量

      當鉆孔過程中,遇到涌水,應停機,測定涌水量,以決定注漿方法,解決涌水問題后,繼續進行施工。

      (3)設置注漿管

      根據鉆孔出水位置和巖石好壞,確定注漿管上的止漿塞在鉆孔內的位置。止漿塞應設在出水點巖石較完整的地段,以保證止漿塞受壓縮產生橫向變形與鉆孔密封。如止漿塞位置不當,或未與鉆孔密封,不僅漿液會外漏,而且會把注漿管推出孔外,造成事故。

      (4)注水試驗

      在注漿前,利用注漿泵壓注清水,經注漿系統進入受注巖層裂隙進行注水試驗,主要目的是:檢查止漿塞的止漿效果;把未沖洗干凈還殘留在孔底或粘滯在孔壁上的雜物推到注漿范圍以外,以保證漿液的密實性和膠結強度;測定鉆孔的吸水量,進一步核實巖層的透水性,為注漿選用泵量、泵壓和確定漿液的配合比提供參考數據。注水時要注意,注入量、注入壓力應自小到大,壓水時間視巖石裂隙狀況而定,大裂隙巖石要短一些,中、小裂隙適當長一些。

      (5)注漿

      采用水泥-水玻璃漿液時,一般采用先單液后雙液,由稀漿到濃漿的交替方法。要先開水泥漿泵,用水泥漿把鉆孔中的水壓回縫隙,再開水玻璃泵,進行雙液注漿。注漿初期,孔的吸漿量大,采用水泥-水玻璃雙液注漿,縮短凝結時間,控制擴散范圍,以降低材料消耗和提高堵水效果。到注漿后期可采用單液水泥漿,已保證裂隙充堵效果。對裂隙不太發育的巖層,可單用水泥漿,但漿不宜過稀,水灰比以2∶1~1∶1為宜,注漿壓力要稍高,以便脫水結石。當進漿量和注漿壓力達到設計效果時,則可停止注漿,壓注一定量的清水,然后拆卸注漿管,用水沖洗各種機械進行保養。

       

      3. 預注漿異?,F象處理

      注漿壓力突然升高,應停止水玻璃注漿泵,只注人清水或水泥漿,待泵壓恢復正常時,再進行雙液注漿;由于壓力調整不當而發生崩管時,可只用一臺泵進行間歇小泵量注漿,待管路修好后再行雙液注漿當進漿量很大,壓力長時間不升高,發生跑漿時,則應調整漿液濃度及配合比,縮短凝膠時間,進行小泵量、低壓力注漿,讓漿液在巖層裂隙中停留時間更長,以便凝膠;有時也可注注停停,但停注時間不能超過漿液的凝膠時間,當須停較長時間,則先停水玻璃泵,再停水泥泵,使水泥漿沖出管路,防止管路堵塞。

       

      4. 注漿效果檢查

      注漿后,為檢驗注漿堵水效果,在毛洞范圍內鉆3~5個檢查孔取巖芯并測定滲漏水量。當在堅巖鉆孔中滲漏量達到0.4L/(min.m)或一處為12 L/min以上時,則應追加注漿鉆孔,再進行注漿,直至達到小于上述指標為止。

       

       

      七、后注漿防水

      1. 后注漿類型及特點

      1.1 堵水注漿

      在隧道開挖以后,圍巖雖經過預注漿,但由于掘進、爆破等振動影響,有些部位仍有可能滲漏水,雖然水量不大,如不處理則影響襯砌質量,影響繼續施工。通常后注漿采用風鉆打孔,手壓泵注漿的方法, 鉆孔直徑一般為42mm,孔深2m左右,然后用帶止漿塞直徑25mm的鋼管進行注漿,由于設備小,移動方便,又不需電源,該法適合于地下工程施工。

       

      1.2 回填注漿

      回填注漿適用于以下情況:有超挖而又未回填密實的豎井,由于長期滲漏水攜帶大量泥沙,在井壁后形成空洞,料石或磚砌豎井,灰縫不密實滲漏嚴重;沉井壁后采用泥漿減阻的,也需進行回填注漿,以置換泥漿,固結井壁,恢復土壤對沉井井壁的固有力;隧道和地道的超挖孔隙,塊石回填不密實的孔隙,破碎圍巖冒落孔隙或者回填不密實、塌陷、長期滲漏水攜帶大量泥沙形成空洞都要回填注漿。

       

      1.3 固結泥漿

      在圍巖裂隙發育,滲水、涌水嚴重,雖經回填注漿仍不能解決問題的,可以進行固結注漿,固結注漿是將鉆孔深入巖石3~3.5m后,注入漿液,固結圍巖細小裂隙,減少滲漏水。

       

      2. 后注漿材料的選擇可參照下表

      后注漿類型

      可采用的注漿材料

      適用范圍

      堵水注漿材料

      超細水泥、水泥-水玻璃,丙凝、聚氨酯

      丙凝漿液調節膠凝時間方便,粘度小,適用于爆破振動而產生的細微裂縫滲漏水和混凝土干縮裂縫、溫度裂縫、浸蝕性裂縫等的滲漏水

      回填注漿材料

      水泥砂漿,也可采用水泥粘土砂漿,粘土漿

      充填大孔隙,大面積回填注漿時,可以采用粘土漿。在漏水量比較大的部位可用水泥砂漿與水玻璃雙液漿

      固結注漿材料

       

      水泥-水玻璃雙液注漿材料

      水泥砂漿,水泥粘土

      對于巖層裂隙發育、滲漏水量較大的地段,可采用水泥-水玻璃雙液注漿。漿液配合比、水泥漿的水灰比為3∶1~2∶1、1∶1等三種。水泥漿與水玻璃體積比為1∶1和1∶0.8;凝膠時間為5~10分鐘;對于巖層裂隙不甚發育,滲漏水較少的地段,可采用水泥砂漿注入。水泥漿的水灰比為6∶1、4∶1、3∶1、0.8∶1等。土層中的地道還可以采用摻有速凝劑的水泥粘土進行固結注漿。

       

      3. 后注漿施工

      3.1 回填注漿施工的步驟

      (1)布置注漿孔

      因回填注漿壓力較小,采用的漿液粘度都比較大,要求加密布孔。豎井一般采用圓形結構,井壁受力比較均勻,漿孔布置形式對結構影響不大,因此可以根據井壁后圍巖破壞情況,空洞位置和大小、滲漏水量位置和大小,采取不均勻布孔。

      (2)埋設注漿管

      注漿管主要由內管、外管、注漿閥和回漿閥、止漿塞組成,見下圖。

       

       

      (3)注漿設備和工藝流程

      回填注漿設備有攪拌機、注漿泵、注漿管、膠管、作業臺架等,注漿工藝流程如下圖:

       

       

      (4)注漿壓力

      回填注漿壓力不宜過高,只要能克服管道阻力和回填塊石層內阻力即可,因壓力過高容易引起襯砌變形,造成工程事故。一般采用注漿泵注漿時,最大的注漿壓力不要超過0.6MPa。

      (5)注漿施工要點

      注漿之前,清理注漿孔,安裝好注漿管,保證其通暢,必要時進行壓水試驗;注漿必須連續作業,否則會造成防水砂漿沉淀,堵塞管路,影響注漿效果;注漿應由低處向高處,由無水處向有水處依次壓注,避免漿液被水稀釋離析,容易達到充填密實的效果;注漿時,必須嚴格控制注漿壓力,防止跑漿和擴展結構裂隙,而造成危害結構的工程事故;當土層為壓密土層時,在襯砌外形成防水層或密實結構的注漿應掌握壓壓停停,低壓慢注逐漸上升注漿壓力的規律;在注漿過程中,如發現從施工縫、混凝土裂縫、砌塊或磚的砌縫中少量跑漿,可以采用快凝砂漿勾縫堵漏后繼續注漿,當冒漿或跑漿嚴重時,應關泵停壓,待二三天后,先注漿形成一定的密實效果后,進行第二次注漿。采用料石砌的豎井,斜井或地道注漿前應先做水泥砂漿抹面防水,以免注漿時到處漏漿;在某一注漿管注漿時,臨近各管都應開口,讓壁外地下水從臨近管內流出,并嚴密監控,當發現管內有漿液流出時,立即停止注漿。當注漿壓力穩定上升,達到設計壓力,穩定一段時間,不進漿或進漿量減少時,即可停止注漿,進行封孔作業;停泵后立即關閉孔口閥門進行封孔,然后拆除和清洗管路,待砂漿初凝后,再拆卸注漿管,并用高強水泥砂漿將注漿孔填滿搗實。

       

      八、襯砌裂縫注漿

      1. 施工條件

      注漿用環氧樹脂適宜施工溫度是15~25℃,原因是在低溫條件下固化極慢,而且性能不好,在5℃以下幾乎處于停頓狀態,漿液聚合溫度低,在25℃以上溫度操作時宜采取降溫措施,因為聚氨酯和丙凝漿液隨溫度的升高而變稠,使用期也相應縮短,但可以通過調整促進劑摻量來調節其膠凝時間。

       

      2. 施工步驟

      注漿施工應待結構基本穩定和混凝土達到設計強度后方可進行。

       

      2.1 施工準備

      (1)注漿位置的清理

      利用小錘、鋼絲刷或砂紙將混凝土表面、裂縫附近的浮塵、油污、碎屑、浮渣、鐵銹等除去,并注意防止在清理過程中把裂縫堵塞。因樹脂怕與水接觸,裂縫處宜用蘸有丙酮或二甲苯的棉絲擦洗,一般不宜用水沖洗,如確實必須用水洗刷,必須待水分完全干燥后方能進行下道工序,嚴禁使用酸洗或其他腐蝕性化學物質處理。

      (2)設置注漿管

      封閉前先布設注漿管,注漿管沿裂縫布設,間距不小于混凝土厚度。

      (3)封閉裂縫

      要保證注漿的質量,必須使裂縫外部形成一個封閉體,因此應將裂縫的表面封閉。表面密封應在裂縫實施環氧樹脂注漿的一面進行,若系貫穿裂縫,還必須將另一面的裂縫表面封閉。封閉采用環氧樹脂漿液和玻璃網格布一布二涂的涂膜,貼布前應將混凝土的泡眼或凹凸不平處填平,然后用棕刷蘸稀環氧樹脂漿液刷在混凝土表面上,停留5~10分鐘后騎縫將玻璃布貼上去,然后在布上再刷一遍稀環氧樹脂漿液即可。貼布時必須防止空鼓、起褶、不服貼等現象,玻璃布的寬度一般為4~6cm,裂縫必須居于布的中心,如玻璃布必須搭接時,接頭長度不小于2㎝。封閉的嚴密性是注漿成敗的關鍵,如果封閉不嚴密,一旦在施工過程中發生漏漿,不但需要停止工作去進行臨時堵漏而浪費時間外,而且在再次注漿時極易形成局部缺漿而影響效果。

      (4)試氣

      玻璃布貼完后2~3 d便可試氣,其方法是將肥皂水滿刷在封閉層上,用空壓泵通過注漿嘴內向裂縫內注入空氣,如漏氣則肥皂水必起泡,漏處須再用膩子修補,試氣的壓力一般在表壓0.3MPa以下,應做好詳細記錄,供注漿時分析判斷用。試氣的主要目的有三:檢查封閉層有無漏氣,通過壓縮空氣吹凈殘留于裂縫內的積塵;檢驗裂縫的貫通情況,確保注漿的順利完成。

       

      2.2 注漿施工工藝

      根據試氣記錄確定裂縫內部的形狀特征并制定施注計劃。一般注漿應遵照自下而上或自一端向另一端循序漸進的原則,以免空氣混入漿內影響漿液的密實性。注漿壓力視裂縫寬度、深度、漿液的粘度而有所不同,較粗的縫宜用較小的壓力,并根據具體情況加以靈活的調整。表面密封體系需要一定的養護時間,必須達到足夠的強度方可注漿。注漿分單液和雙液兩種方法,單液注漿通常采用氣壓頂漿法,雙液注漿通常由兩個計量齒輪泵分別將甲乙組分加壓混合后壓入裂縫。單液注漿時先將漿液倒入料罐,擰緊罐的密封蓋,然后通氣加壓,使漿液通過與注漿嘴相接合的插頭進入縫隙。一旦漿液自臨近注漿嘴冒出,立即停止注漿取下插頭,用木塞堵住進漿嘴,再將剛才冒漿的出口改為進漿口,按同樣的方式依次繼續壓灌,直至整條裂縫充滿漿液為止。垂直縫上端常常因漿縫收縮而不飽滿,可采取二次注漿以加以彌補。注漿過程中,萬一發生漏漿情況,應用速凝材料立即堵漏止漿。

          

      2.3 收尾工作

      當裂縫完全充填,注入材料得到足夠時間的養護,確認其不會從裂縫中溢出,這時進入了收尾階段,收尾階段的主要工作包括清除溢出在混凝土表面的注漿材料和封閉材料,對裂縫表面適當拋光,切割外露的注漿嘴,修補凹坑,完成現場試驗,取芯孔的充填等。

       

      3. 施工質量要點

      淺裂縫應騎縫粘埋注漿嘴,必要時沿縫開鑿“V”槽并用水泥砂漿封漿;深裂縫應騎縫鉆孔或斜向鉆孔至裂縫深部,孔內埋設注漿管,間距應根據裂縫寬度而定,但每條裂縫至少有一個進漿孔和一個排氣孔;注漿嘴及注漿管應設于裂縫的交叉處、較寬處及貫穿處等位置;采用低壓低速注漿,化學注漿壓力宜為0.2~0.4MPa,水泥漿灌漿壓力宜為0.4~0.8MPa;注漿后待縫內漿液初凝而不外流時,方可拆下注漿嘴并進行封口抹平;注漿材料和配合比,鉆孔埋管孔徑和孔距,注漿控制壓力和進漿量必須符合設計規范要求;對封縫的密封效果進行檢查,檢查方法是按裂縫條數的10%抽查,每條裂縫為1處,且不得少于3處。

       

      來源:浙江魯班防水(本文系轉載,文章內容僅代表作者觀點,版權歸原作者所有,圖片源于網絡。如有侵權,請聯系刪除,我們會在第一時間處理。)

       

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