论文部分内容阅读
摘要:随着我国城市化建设的不断加快,地铁的建设也被摆在了重要的地位。而在地铁建设中往往出现渗漏水现象,这方面的处理技术非常关键。本文结合在杭州地铁建设过程中,渗漏水处理施工技术的应用,从施工方案、材料选择及施工工艺等方面对渗漏处理进行详细的阐述,希望对今后类似工程提供一定借鉴。
关键词:地铁;渗漏水;裂缝;施工工艺
1 工程概况
杭州地铁1号线是浙江省首条地铁线路,地铁线路经过多个大型客流集散点,例如沪杭高铁、火车东站、城站火车站、武林广场等。杭州地铁1号线在建设过程中,出现了渗漏水现象,车站和盾构管片现象严重,随后建设方组织对渗漏进行有针对性的处理。
2 渗漏原因分析
渗水原因分析:(1)地铁结构属于超静定结构,在基础为软土地基时,它会因基础的不均匀沉降而使结构受到强迫变形,最终使结构开裂渗漏,从而破坏了结构自防水能力。(2)周围环境造成的渗漏,如地下裂隙水、涌砂、断裂带等地质条件的制约造成吊装孔、螺栓孔、管片崩块渗水。(3)止水结构缺陷造成的渗漏。如结构缝中遇水膨胀止水条还未完全遇水膨胀,或者缓膨剂涂抹不均匀,缓膨剂局部破损时,使已成环管片的止水条遇水后提早膨胀,不能和新拼装管片的止水条形成有效的止水套,造成管片环、纵缝渗水。
3 施工方案设计与材料
3.1 方案设计
地铁工程结构复杂,一般传统堵漏的工法难以取得根治成效。解决地铁渗漏问题需要全面分析,应贯彻以堵为主,以排为辅,堵排结合,因地制宜,综合治理的原则。地铁车站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。不同的渗漏情况采用不同的处理方法:(1)对点(孔洞)、裂缝、施工缝渗漏水治理,应先止水,再在基层表面设置刚性防水层。
(2)变形缝(含诱导缝)渗漏水治理应先钻孔注浆止水,采用的止水材料应适应结构变形要求,在两道止水带之间灌注柔性化学灌浆材料[3]。止水带外设置排水空腔,嵌填弹性止水材料。(3)大面积渗漏无明水时,可先多遍涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料或渗透型环氧树脂防水涂料,再抹压聚合物防水砂浆。
3.2 材料选择
3.2.1 堵漏材料
应用部位及作用:注浆孔口封堵、明水封堵、槽体临时封槽、为注浆等创造无水作业条件,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。
3.2.2 防水材料
刚性防水材料:这类材料通常是耐久性良好的防水材料,如水泥基渗透结晶型材料,渗透型环氧树脂防水涂料和聚合物水泥砂浆等,可用于基层防水,但不能作为快速堵漏。本工程选用的水泥基渗透结晶型材料为国外进口品牌,并已在类似工程上成功应用的凯顿。
3.2.3 注浆材料
作用機理: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。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。高分子注浆材料优先选用改性环氧树脂。本次施工中选用的是HK-G 改性环氧灌浆材料。
3.2.4 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。禁止使用堵漏剂直接堵漏。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,如弹性聚氨酯灌浆材料。缝内嵌填止水材料要有良好的黏附性及高延伸率性能,如聚硫密封胶。本工程主要采用了HK- 9105 聚氨酯灌浆材料及HK- CM 聚硫密封材料。
4 施工工艺
4.1 点渗漏处理
主要工艺流程:钻孔→埋管→灌浆→清理→刮涂防水涂料。主要施工工艺:(1)钻孔。在湿渍区及渗漏水区边缘线外0.5 m 范围内钻孔,孔径为10 ~ 20 mm,注浆孔深h(h = 衬砌厚度- 100 mm),孔间距200 mm × 200 mm。(2)埋管。埋设灌浆管,用快硬材料封堵。(3)压气检查。可采用压气试验进行检验,确认整个密封工作是否合格,确保后面的注浆一次成功,气压不大于灌浆压力的30%。(4)灌浆。采用纯压式注浆,注浆压力0.8MPa 以内,在设计压力下不进浆摒浆3 ~ 5 min 结束灌浆。灌浆材料可选用改性环氧灌浆材料。(5)清理。注浆完毕后对注浆效果进行检验,检验合格将混凝土表面清理干净。(6)刮涂。用调和好的凯顿或赛柏斯“水泥基渗透结晶型防水涂料”刮涂两层防水,厚度不小于1.2 mm。
4.2 面渗漏处理
主要工艺流程:切割→凿除→清理→刮涂防水涂料→表面处理。主要施工工艺:(1)切割。沿渗漏边界以外50 mm 以上,用切割机切缝包围渗漏区,尽量呈多边形,缝深不大于保护层厚度。(2)凿除。凿除渗漏面表层混凝土至少20 mm,周边稍加深10 mm,以利止水。(3)清理。清刷基面,用高压水清洗,擦试干净。(4)刮涂防水涂料。涂刷二道水泥基渗透结晶型,厚度1.2 mm。(5)表面处理。表面抹压聚合物水泥砂浆与周边面齐平。
4.3 裂缝及施工缝渗漏处理
主要工艺流程:钻注浆孔→凿U 型槽→清理基面→冲洗注浆孔→嵌入注浆管→封缝→注浆→封闭注浆管→表面恢复,见图1。主要施工工艺:(1)钻注浆孔。据裂缝的形成情况,在裂缝、施工缝两侧布孔,孔径10 ~ 25 mm,深度一般为衬砌厚度的1 /3 ~2 /3,穿过缝面不少于150 mm,间距为200 ~ 400 mm。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50 mm 各加设一个。(2)凿槽。确定裂缝两端收口位置再延长150 mm 为凿槽截止位置。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10 mm 即可,宽度不小于80 mm,沿裂缝顺着切割边界剔成U 型沟槽,深度70 mm 左右。(3)基面清理。基面用清水、钢刷清理干净,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。(4)冲洗注浆孔。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。(5)嵌入注浆管。注浆管嵌入孔内留足够空间以利于浆液的注入,孔口用快硬材料环向密封固定。(6)封缝。用微膨胀快硬材料由裂缝的一端向另一端封缝,材料搅拌要均匀,时间控制要适当,用水不得采用地下水、裂缝渗漏积水,必须采用自来水。操作可分2 ~ 3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至表面20 mm左右。(7)压水检查。封缝后隔一定时间注浆,以便观察封缝后的效果,如有旁渗的需返工,直至整个封面不渗水为止。注浆前应进行压水检查,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. 3 MPa 以下,做好详细记录,供灌浆时分析判断。(8)灌浆。当经试压检查,无异常后,用高压风将缝面及孔内积水吹出,即可进行注浆。灌浆材料选用改性环氧灌浆材料,采用纯压式灌浆。注浆由裂缝底端开始注入,灌浆压力可根据可灌浆性在0.3 ~ 0.8 MPa 之间选择。当上孔出浆时,将起灌孔扎紧,改由上孔注浆孔。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3 min,直至整条裂缝充满浆液。(9)表面恢复。待浆液固化并检验合格后,拆除灌浆嘴,封闭灌浆口。槽内用聚合物水泥砂浆抹平,外涂两道1. 2 mm 的渗透结晶型防水涂料。
5 结语
针对地铁施工中存在的点渗漏、面渗漏、裂缝渗漏及变形缝渗漏等多种渗漏问题,施工处理过程中从施工方案设计、材料选择、施工工艺等方面入手对每种渗漏有针对性的进行处理,从而保证了处理效果。本次地铁渗漏处理的成功也为今后地铁及地下隧道工程的渗漏处理积累了经验,对类似工程具有一定借鉴意义。
参考文献:
[1] 刘钊.地铁工程设计与施工[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2] 吕联亚.混凝土渗漏综合治理技术[J].中国建筑防水,2001(3):7 - 11.
[3] 沈春林.轨道交通防水材料与施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2011.
[4] 蒋硕忠.绿色化学灌浆技术[M].武汉:长江出版社, 2011.
关键词:地铁;渗漏水;裂缝;施工工艺
1 工程概况
杭州地铁1号线是浙江省首条地铁线路,地铁线路经过多个大型客流集散点,例如沪杭高铁、火车东站、城站火车站、武林广场等。杭州地铁1号线在建设过程中,出现了渗漏水现象,车站和盾构管片现象严重,随后建设方组织对渗漏进行有针对性的处理。
2 渗漏原因分析
渗水原因分析:(1)地铁结构属于超静定结构,在基础为软土地基时,它会因基础的不均匀沉降而使结构受到强迫变形,最终使结构开裂渗漏,从而破坏了结构自防水能力。(2)周围环境造成的渗漏,如地下裂隙水、涌砂、断裂带等地质条件的制约造成吊装孔、螺栓孔、管片崩块渗水。(3)止水结构缺陷造成的渗漏。如结构缝中遇水膨胀止水条还未完全遇水膨胀,或者缓膨剂涂抹不均匀,缓膨剂局部破损时,使已成环管片的止水条遇水后提早膨胀,不能和新拼装管片的止水条形成有效的止水套,造成管片环、纵缝渗水。
3 施工方案设计与材料
3.1 方案设计
地铁工程结构复杂,一般传统堵漏的工法难以取得根治成效。解决地铁渗漏问题需要全面分析,应贯彻以堵为主,以排为辅,堵排结合,因地制宜,综合治理的原则。地铁车站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。不同的渗漏情况采用不同的处理方法:(1)对点(孔洞)、裂缝、施工缝渗漏水治理,应先止水,再在基层表面设置刚性防水层。
(2)变形缝(含诱导缝)渗漏水治理应先钻孔注浆止水,采用的止水材料应适应结构变形要求,在两道止水带之间灌注柔性化学灌浆材料[3]。止水带外设置排水空腔,嵌填弹性止水材料。(3)大面积渗漏无明水时,可先多遍涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料或渗透型环氧树脂防水涂料,再抹压聚合物防水砂浆。
3.2 材料选择
3.2.1 堵漏材料
应用部位及作用:注浆孔口封堵、明水封堵、槽体临时封槽、为注浆等创造无水作业条件,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。
3.2.2 防水材料
刚性防水材料:这类材料通常是耐久性良好的防水材料,如水泥基渗透结晶型材料,渗透型环氧树脂防水涂料和聚合物水泥砂浆等,可用于基层防水,但不能作为快速堵漏。本工程选用的水泥基渗透结晶型材料为国外进口品牌,并已在类似工程上成功应用的凯顿。
3.2.3 注浆材料
作用機理: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。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。高分子注浆材料优先选用改性环氧树脂。本次施工中选用的是HK-G 改性环氧灌浆材料。
3.2.4 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。禁止使用堵漏剂直接堵漏。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,如弹性聚氨酯灌浆材料。缝内嵌填止水材料要有良好的黏附性及高延伸率性能,如聚硫密封胶。本工程主要采用了HK- 9105 聚氨酯灌浆材料及HK- CM 聚硫密封材料。
4 施工工艺
4.1 点渗漏处理
主要工艺流程:钻孔→埋管→灌浆→清理→刮涂防水涂料。主要施工工艺:(1)钻孔。在湿渍区及渗漏水区边缘线外0.5 m 范围内钻孔,孔径为10 ~ 20 mm,注浆孔深h(h = 衬砌厚度- 100 mm),孔间距200 mm × 200 mm。(2)埋管。埋设灌浆管,用快硬材料封堵。(3)压气检查。可采用压气试验进行检验,确认整个密封工作是否合格,确保后面的注浆一次成功,气压不大于灌浆压力的30%。(4)灌浆。采用纯压式注浆,注浆压力0.8MPa 以内,在设计压力下不进浆摒浆3 ~ 5 min 结束灌浆。灌浆材料可选用改性环氧灌浆材料。(5)清理。注浆完毕后对注浆效果进行检验,检验合格将混凝土表面清理干净。(6)刮涂。用调和好的凯顿或赛柏斯“水泥基渗透结晶型防水涂料”刮涂两层防水,厚度不小于1.2 mm。
4.2 面渗漏处理
主要工艺流程:切割→凿除→清理→刮涂防水涂料→表面处理。主要施工工艺:(1)切割。沿渗漏边界以外50 mm 以上,用切割机切缝包围渗漏区,尽量呈多边形,缝深不大于保护层厚度。(2)凿除。凿除渗漏面表层混凝土至少20 mm,周边稍加深10 mm,以利止水。(3)清理。清刷基面,用高压水清洗,擦试干净。(4)刮涂防水涂料。涂刷二道水泥基渗透结晶型,厚度1.2 mm。(5)表面处理。表面抹压聚合物水泥砂浆与周边面齐平。
4.3 裂缝及施工缝渗漏处理
主要工艺流程:钻注浆孔→凿U 型槽→清理基面→冲洗注浆孔→嵌入注浆管→封缝→注浆→封闭注浆管→表面恢复,见图1。主要施工工艺:(1)钻注浆孔。据裂缝的形成情况,在裂缝、施工缝两侧布孔,孔径10 ~ 25 mm,深度一般为衬砌厚度的1 /3 ~2 /3,穿过缝面不少于150 mm,间距为200 ~ 400 mm。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50 mm 各加设一个。(2)凿槽。确定裂缝两端收口位置再延长150 mm 为凿槽截止位置。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10 mm 即可,宽度不小于80 mm,沿裂缝顺着切割边界剔成U 型沟槽,深度70 mm 左右。(3)基面清理。基面用清水、钢刷清理干净,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。(4)冲洗注浆孔。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。(5)嵌入注浆管。注浆管嵌入孔内留足够空间以利于浆液的注入,孔口用快硬材料环向密封固定。(6)封缝。用微膨胀快硬材料由裂缝的一端向另一端封缝,材料搅拌要均匀,时间控制要适当,用水不得采用地下水、裂缝渗漏积水,必须采用自来水。操作可分2 ~ 3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至表面20 mm左右。(7)压水检查。封缝后隔一定时间注浆,以便观察封缝后的效果,如有旁渗的需返工,直至整个封面不渗水为止。注浆前应进行压水检查,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. 3 MPa 以下,做好详细记录,供灌浆时分析判断。(8)灌浆。当经试压检查,无异常后,用高压风将缝面及孔内积水吹出,即可进行注浆。灌浆材料选用改性环氧灌浆材料,采用纯压式灌浆。注浆由裂缝底端开始注入,灌浆压力可根据可灌浆性在0.3 ~ 0.8 MPa 之间选择。当上孔出浆时,将起灌孔扎紧,改由上孔注浆孔。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3 min,直至整条裂缝充满浆液。(9)表面恢复。待浆液固化并检验合格后,拆除灌浆嘴,封闭灌浆口。槽内用聚合物水泥砂浆抹平,外涂两道1. 2 mm 的渗透结晶型防水涂料。
5 结语
针对地铁施工中存在的点渗漏、面渗漏、裂缝渗漏及变形缝渗漏等多种渗漏问题,施工处理过程中从施工方案设计、材料选择、施工工艺等方面入手对每种渗漏有针对性的进行处理,从而保证了处理效果。本次地铁渗漏处理的成功也为今后地铁及地下隧道工程的渗漏处理积累了经验,对类似工程具有一定借鉴意义。
参考文献:
[1] 刘钊.地铁工程设计与施工[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2] 吕联亚.混凝土渗漏综合治理技术[J].中国建筑防水,2001(3):7 - 11.
[3] 沈春林.轨道交通防水材料与施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2011.
[4] 蒋硕忠.绿色化学灌浆技术[M].武汉:长江出版社, 2011.