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高压注浆技术在混凝土裂缝渗漏处理中的应用

时间:2014-02-07 13:48来源:科技视界 作者:薛健波 张玉民点击:
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  【摘要】混凝土渗漏水现象在水利水电工程、工业民用建筑和人防、隧道等地下工程中极为普遍。渗漏水降低了混凝土的强度,缩短了建筑物的使用寿命。笔者根据多年的实践经验,介绍了高压注浆技术主要技术原理、性能指标、成果的先进性等;对压力注浆的施工技术进行了概述,旨在为其它注浆堵漏技术的实施提供借鉴。

  【关键词】混凝土;渗漏;高压注浆;堵漏

  0 前言

  在水工建筑物施工过程中,由于施工缝处理不彻底、结构缝止水形式不好或沉降破坏、毛细裂缝、混凝土浇筑振捣不密实等原因,往往存在渗漏水现象,影响了混凝土的防水效果;而且,由于渗漏水对混凝土的冲刷携带作用,渗漏现象会愈演愈烈,甚至危及混凝土建筑物的整体安全性。

  虽然随着施工技术手段的提高,渗漏水现象得到有效控制,但仍旧无法完全杜绝。以往通常的作法是:在混凝土土建筑物浸水、遇水前对混凝土结构物进行检查,凿开可疑部位采用防水材料进行封堵修复,往往因为小的缺陷,对结构物造成更大的破坏;而实际上在结构物真正浸水、遇水前,这种检查往往是不彻底的,由于防水材料通常为干基作业,一旦结构物浸、遇水,渗漏形成后再进行封堵,将会变的非常困难。

  1 主要技术原理

  采用钻孔高压注浆的形式,针对渗漏水部位的结构要求,选择抗开裂粘结类(如水泥基灌浆材料、亲水性环氧树脂类材料)或膨胀封堵类(如亲水性聚氨酯材料、疏水性聚氨酯材料)灌浆材料进行封堵,高压灌浆是将灌浆材料注入混凝土裂缝中,当浆液遇到混凝土裂缝中的水分会迅速分散、乳化、膨胀、固结,这样固结的弹性体填充混凝土所有裂缝,将水流完全地堵塞在混凝土结构体之外,达到止水堵漏的目的。

  该技术具有破坏小、施工简便、成本低、见效快的特点。对隧洞、涵管、闸室、泵站、地下室等混凝土建筑渗漏水处理非常适用,值得推广应用。

  2 设计及施工性能参数

  2.1 施工缝渗漏水处理方法

  沿施工缝渗水位置两侧5~10cm处,倾斜45度角,使用冲击钻钻孔至施工缝中间位置,从一端向另一端间隔循环钻孔,孔距一般为20~30cm为宜,全部钻孔完毕后,再一次埋入针头;埋入深度视渗漏点的结构情况现场决定,至少应将针头前端橡胶套部位完全置入孔内,并旋转膨胀丝,使橡胶套膨胀堵塞孔眼。

  根据施工缝的结构特点,可采用超细水泥灌浆材料进行注浆封堵,利用其渗透性进行堵水、利用其粘结性在堵水的同时对施工缝结构进行二次加强。灌浆顺序尽量从两端循环向中间位置注入浆液,挤排出缝间水份,避免从一端注浆造成的渗漏点劈裂延长;灌浆压力通常应控制在不大于2kg/cm2,过大的灌浆压力虽然能够保证灌浆的饱满性,但易劈裂混凝土结构,对结构物本身造成破坏。

  在注浆过程中,可明显看到渗漏部位水体被浆液替换后挤出,直至出现新鲜浆液后可停止注浆;如渗漏情况严重,浆液涌出量大时,可稍等待一段时间,等浆液初凝后,进行二次补灌,保证渗漏部位填充密实。

  待浆液完全凝固后(通常为24小时后),可拧下注浆针管,采用防水砂浆对针孔进行封堵,并对溢出浆液进行清理,恢复原貌即可。

  2.2 混凝土毛细裂缝漏水处理方法

  毛细裂缝的形成通常为混凝土龟裂或温度应力造成,裂缝发展形态极不规则,且缝隙较小,渗水量通常不会太大。

  针对此种情况宜采用亲水性环氧树脂类材料进行灌浆处理,该种材料具有较高的强度和较强的粘结性,一般应采用抗拉强度不小于55MPa、抗压强度不小于25MPa、粘接强度不小于15kg/cm2、凝胶时间不大于10小时、最终硬化时间不大于3天的灌浆材料。

  钻孔布置及注浆方法基本施工缝处理方法相同,关键要注意灌浆孔倾斜方向一定要能够通过裂缝、且针头橡胶不得越过裂缝部位,以保证浆液能够顺利进入裂缝;市场上该种材料通常为A、B料式,应随配随灌,并加强钻孔和注浆的工序衔接,防止材料浪费及堵塞注浆机械。

  2.3 混凝土结构(沉降)缝漏水处理方法

  在水工建筑物中,混凝土结构(沉降)缝通常都有止水设计,往往由于施工过程中造成止水胶带(铜片)破坏、止水部位混凝土振捣不密实、止水设计不合适、沉降量差异过大等原因形成漏水;这种情况下的漏水量通常较大,且结构上无加固要求,宜采用亲水性聚氨酯材料进行灌浆封堵;

  亲水性聚氨酯材料具有亲水性,遇水膨胀率通常不小20%、遇水发泡率不小于350%,凝胶时间不大于150秒,而且韧性强可于混凝土基面紧密结合,适应结构缝的变形要求。

  作业方法通常情况下有两种,一种基本于施工缝处理相同,即沿结构缝两侧在混凝土上钻孔,埋入针头后向结构缝内注浆,这种方法适用于设有明止水的情况。一种为在结构缝外侧填入密封胶,暂时在结构缝上形成封闭面,如漏水情况特别严重时,可在结构缝内插管导流或间隔逐段封堵;待密封胶凝固后,用长杆圆头螺丝刀穿透密封胶成孔,埋入注浆针头,进行灌浆作业。由于结构缝本身存在在水分,浆液注入后能够于水迅速反应膨胀止水,初期水体较多,形成的凝胶体强度低,而且密封胶封闭面抗膨胀能力低,所以注浆时应低压、多次、循环进行,直至形成较坚韧的凝胶体;作业完成后,可清除表面密封胶进行检查,对薄弱部位进行补灌。最后对结构缝溢出的胶体进行清理、涂胶修复。

  2.4 混凝土蜂窝体漏水处理方法

  混凝土蜂窝体漏水往往是由于混凝土振捣不密实造成的,渗漏水量通常随迎水面水压强度的影响而有变化。在作业时应根据混凝土结构物的受力情况、漏水量大小,决定采用何种灌浆材料。如果需要结构补强,可采用具有粘结性的水泥基灌浆材料、亲水性环氧树脂类材料;如果不需要结构补强,只需要封堵渗漏点,则可选用处渗漏效果更好的亲水性或疏水性聚氨酯材料。

  根据蜂窝体大小,可先在蜂窝体周边向蜂窝体内倾斜钻孔注浆,待初步凝胶后,观察是否仍有漏水点,如有,则针对漏水点位置逐步加孔注浆,直至表面干燥、无渗水点为止。通常情况下,由于蜂窝体由于内部疏松,在钻孔后,渗漏水会沿钻孔加剧涌出,则表明该孔内部通透,注浆效果会较好;如果钻孔后,孔眼无渗水,则表明该部位内部较密实,不需要埋设针头注浆。

  3 技术先进性及特点

  3.1 能够带水作业,避免了传统干基施工工艺限制,减少了降水、排水的工作量、节省成本。

  3.2 补强修复、无破损作业,只需在作业面钻孔埋设针头即可作业,无需凿开渗漏位置混凝土,避免对混凝土构件的破坏,如果采用抗干裂、粘结类的灌浆材料还可增加混凝土构件内部的密实度,修补构件损伤,恢复构件功能。

  3.3 处渗漏方式灵活、操作简便,可针对混凝土结构的特点,灵活选择不同的灌浆材料,实现修复或处渗漏目的;只需要一台冲击钻、一台小型注浆泵即可进行处渗漏作业,极易上手操作,工人基本不需要特别培训。

  3.4 成本低、处渗漏迅速,小型灌浆机市场售价在1500元/台左右、注浆针头1元/支左右、灌浆材料价格虽然由于品种不同而存在在差异,但通常不超过20元/升;由于直接钻孔注浆,损耗极小,通常情况下即使较大渗漏点,耗注浆量也不会超过1升,成本较低。作业过程中就可观察到处渗漏效果,减少水工建筑物的放空时间,能够迅速恢复水工建筑物的使用。

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(责任编辑:论文发表老师)

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