一级建造实务辅导之地铁工程渗漏水处理
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地铁工程渗漏水是现今国内较常见的一种工程缺陷,尤其是南方多雨及地下水位较高的地区,它不仅与地下工程周边地质水文环境、结构埋深、防水设计方案、防水材料等有关,还与结构混凝土性能、施工方案、施工工艺等有关。由于影响地铁工程防水效果优劣的因素很多,因而多数地铁工程在完工后或多或少存在局部渗漏的质量缺陷。为了尽快完成缺陷修复并使项目投入使用,地铁工程渗漏处理在项目完工后显得尤其重要。文中通过总结广州地铁、上海地铁及深圳地铁的施工经验,针对地铁工程渗漏水处理进行了探讨。
2 渗漏原因
一般情况下,结构渗漏水主要有以下原因:
1)结构自防水失效。
结构自防水是极为重要的防水措施,但在现实工程中却难以做到,主要是结构裂缝难以避免,加之由于地下工程空间环境的特殊性,混凝土施工质量均匀性欠佳,混凝土内部存在局部缺陷,破坏了结构自防水能力。
2)由于混凝土结构变形缝、施工缝、穿墙管部位防水设计不周、措施不当、施工工艺不精细而导致渗漏。
3)围护结构防水失效。
围护结构防水失效主要是接头处理欠佳或结构本身混凝土缺陷导致渗漏。
4)外包防水层失效。
外包防水板、防水涂料等选材不当或施工质量欠佳造成渗漏。
5)采用不同施工方法修建的地铁车站因特殊部位处理措施不当,造成渗漏。
如:采用盖挖逆做法修建地下工程,桩柱穿过底板混凝土,由于未采取加强防水措施或底板防水层不连续,以及桩柱四周混凝土不密实,导致地下水沿桩柱根渗入底板。
3 渗漏水处理方法
通过对渗漏原因的分析,一旦发生渗漏情况,证明围护结构防水、外包防水层肯定存在缺陷,但无法进行处理,只有通过对结构混凝土缺陷进行修复才能解决渗漏问题。地铁车站堵漏主要以注浆封堵结构缺陷为主要手段,隧道防水主要通过衬砌背后注浆及局部衬砌内部注浆修补结构混凝土缺陷来实现堵漏。
地铁车站及区间的渗漏情况主要为点渗、面渗、施工缝渗漏、裂缝渗漏及变形缝渗漏。不同的渗漏情况分为不同的处理方法。
3.1 渗漏部位确定
一般采用干抹布拭干面,稍等片刻即可直观地观察到渗水点。如湿面不易看出,可采用热风吹干后观察。面渗及施工缝、裂缝、变形缝渗漏的渗水虽然需全面处理,但是仍需通过上述办法了解渗漏情况,如渗漏速度、渗水量、渗水点分布、渗水压力等。
3.2 处理方法
3.2.1 点渗漏
点渗漏的现象可分为点或小于5cm的裂缝。在该点或裂缝中心钻孔,孔径为10mm,深6cm,高压清水冲洗后注浆。注浆管嘴离孔底要有一定间隙,孔口与注浆管采用堵漏粉固定,两侧裂缝也同样采用堵漏粉封堵,若效果不佳再进行凿槽处理。
3.2.2 面渗漏
面渗由点渗密集而成,如直径小于5cm的面积,首道工序可按点渗处理,然后在渗水面内凿深3cm,清洗后涂刷堵漏粉,使基面干燥并涂刷双组分聚氨酯涂料,最后用防水砂浆封闭。
面渗面积大于5cm,深凿基面6cm,清刷暴露钢筋,环向稍加深2cm,以利止水。
1)基面涂刷堵漏粉三道,堵漏粉的调配稠度因基面湿度而定,以操作感官效果为准。若个别点效果不佳,可采用堵漏粉后补,厚度5mm~15mm即可。
2)涂刷双组分聚氨酯1mm,涂刷前,基面需风干,双组分聚氨酯的涂刷宜预留出2cm做砂浆结合部位;
3)防水砂浆封闭。
3.2.3 裂缝及施工缝渗漏
1)工艺流程:
钻注浆孔→凿U型槽→清理基面→冲洗注浆孔→嵌入注浆管→堵漏粉封面→注浆→封闭注浆管→基面恢复。
2)施工工艺及要求:
a.预设注浆孔。
根据裂缝的形成情况,一般裂缝为垂直墙面形成通缝,预设注浆孔为确保裂缝开凿后的位置,并保证空位在裂缝上。采用Ф10mm的冲击钻头冲击成孔,深度为10cm,间距为20cm。成孔注意以裂缝为中心,垂直墙面,并在裂缝两端收口处间距5cm各加设一个。
b.凿槽。
确定裂缝两端收口位置再延长15cm为凿槽截至位置。为确保开槽的完整性,首先用钢碟片切割边界(以直线转折),深1cm即可,宽度不大于20cm,沿裂缝顺着切割边界剔成U型沟槽,沟槽的深度为主筋暴露为止,深度原则为钢筋保护层 主筋直径 1cm填充空间,一般能达到7cm。
c.基面清理。
基面的洁净程度是堵漏粉与基面结合效果的关键,基面一定要用清水、钢刷刷干净,不允许有灰尘、浮渣松散层等杂物。新鲜的混凝土基面要及时封闭。
d.冲洗注浆孔。
注浆孔离基面还有2cm~3cm的深度,可采用注浆管深入孔内高压水冲洗,反复几次,孔内不允许留有杂物。
e.嵌入注浆管。
注浆管嵌入孔内留少许空间以利于浆液的注入;孔口用堵漏粉环向密封固定。 f.堵漏粉封面。
堵漏粉封面由裂缝的一端封向另一端,材料搅拌要均匀,时间控制要适当,注意与注浆管的结合要密实。用水不得采用地下水、裂缝渗漏积水,必须采用自来水。堵漏粉操作由槽的两边向中间,由渗漏情况较轻部位到严重部位。操作分三层进行:第一层的厚度以可止水为原则,根据渗水的大小确定,第二层及第三层的厚度为2cm~3cm,每一层的收面以手抹面成光滑、无蜂孔、麻粒外观,不允许洒水收面。
g.注浆。
堵漏粉封面后隔天注浆,以便观察封面后的效果,如有旁渗的需返工,直至整个封面不渗水为止。
注浆前应进行试压浆检查,试压有四个目的:通过疏通裂缝,清理缝内杂物;检查裂缝的贯穿情况;检查封闭层有|考试考试网|无被压浆冲破的薄弱点;判断注浆流量、大概的饱和时间。试压的压力一般在0.3MPa以下,做好详细记录,供注浆时分析判断。
h.注浆操作方法。
当经试压检查,无异常后,即可进行注浆。注浆由裂缝底端第一个注浆管(1号)开始注入,当裂缝较宽(大于0.3mm)时,注浆压力调为0.3MPa~0.5MPa,当裂缝小于0.3mm时,可适当提高压力0.5MPa左右。当临近孔(2号)出浆时,将1号孔塑料管从离根部约5cm处剪断后反折用扎丝扎紧,改由2号注浆孔。从下往上,出浆一孔,关闭一孔,直到裂缝顶端孔,将其堵塞后继续稳压3min,直至整条裂缝充满浆液。
施工结束后,立即用丙酮清洗工具,以免浆液固化后无法清除。
4 堵漏材料的合理选用
4.1 堵漏材料
1)应用部位|考试考试网|及作用。注浆孔口封堵、明水封堵、槽体临时封槽、为注浆、涂膜防水和卷材防水创造无水作业条件。
2)堵漏材料的技术要求。堵漏材料一般应满足以下技术要求:速凝,凝结时间可调;强度高,短时间内不开裂;抗渗性能好,粘着力强,可带水作业。
4.2 防水材料
1)防水材料技术要求。防水抗渗能力强,涂膜材料不开裂;无腐蚀和耐腐蚀,耐久性好;具有足够强度,与混凝土基面粘结力强,并能与结构形成整体;防水材料中不含溶出物;操作简单、易检查、无污染。
2)常用防水材料。水泥—有机速凝剂:如R1型防水涂料,这种材料既能快速堵漏又可作为永久性防水。
合成防水材料:如塞帕斯、PQ-200等。这类材料不能作为快速堵漏,只能作为耐久性防水涂料。
高分子聚合物防水砂浆:这类材料不能在快速堵漏中应用,只能作为粘结好的耐久性防水涂料。
KS系列修补剂不能作为堵漏和防水材料,这是因为它是一种烧结粉状材料,对水泥起激发作用,其中的K2O的含量高达19.73%。如果用于含活性集料工程,将大大地促进混凝土的碱—集料反应,且溶出物多,形成渗水通道。
4.3 注浆材料
1)作用机理。填充混凝土内空洞、毛细孔、裂缝,封闭渗漏水通道,置换混凝土中地下水的位置。
2)材料性能要求。渗透性、可灌性好;无腐蚀性和耐腐蚀性,无污染;有足够强度、耐久性好、无溶出物、无收缩;与结构形成整体,材料有良好的粘结性,在列车振动下材料不分体、不脱体。
3)可选用的材料。无机注浆材料应选用超早强自流平水泥,该材料具有补强加固和堵漏功能。高分子注浆材料优先选用改性环氧树脂,如EAA和KS-7改性环氧树脂化学灌浆液。不应选用单组分水溶性聚氨酯浆液,主要原因是其耐久性差,与混凝土粘结能力差、自收缩、施工中不能采用二次重复注浆、注浆堵漏容易出现假堵缺陷。
4.4 治理变形缝渗漏水的材料
变形缝渗漏水注浆材料不得选用强度高、刚度大的注浆材料,如无机注浆材料、改性环氧注浆材料等。禁止使用堵漏剂堵漏。
应先用凝固时间快(可调)、强度低、粘度低、可灌性好、短时间内防水效果好的注浆材料。丙烯酰类注浆材料是常选的变形缝注浆止水材料,但只能作为临时止水。
5 结语
地铁车站的渗漏主要为点渗和裂缝及施工缝渗漏,而且渗漏水量大的不多,多数为慢渗。堵漏时如果渗漏量比较大,则采用注浆方式堵漏。如果为慢渗则采用堵漏粉直接封堵。
区间的渗漏多为拱部混凝土局部不密实导致的点渗以及裂缝渗漏。区间的堵漏主要以回填注浆为主,回填注浆一定要有足够的压力,保证拱部回填密实,而且须多次注浆。注浆可使渗漏部位减少90%以上,剩余渗漏部位多为点渗,区间点渗要以注浆为主。
总之,堵漏要因地制宜,根据渗漏的各种情况采用合适的方法,才能做到有的放矢。堵漏的各工序要精工细作,每一道工序都不能马虎,否则必然导致失效。
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