根据隧道施工过程和竣工后渗漏问题,裕如防水指出隧道灌浆堵漏的整体防水理念,从灌浆堵漏技术的设计到施工,最 终为灌浆施工提供依据,为类似工程提供参考。
隧道灌浆堵漏工作首先确定了主动性和完整性的防水理念。由于被动、局部堵水、漏水、漏水,结果只能花费大量的人力物力,适得其反。水分子的直径为0.3×10??mm,在承压水的作用下,隧道各部位都存在渗漏隐患。只有全方面堵水,才能达到整体防漏效果。
隧道灌浆是指回填灌浆、衬砌内灌浆、衬砌后围岩灌浆等。隧道开挖前,预计涌水量大的地段和弱地层可采用预灌浆;开挖后有大量涌水或大面积渗漏时,采用堵漏灌浆;回填灌浆是在衬砌后或回填灌浆后仍有渗漏时进行的,二次衬砌后回填灌浆可减少甚至去除渗漏。
1.隧道灌浆堵水设计
1.1压注水泥浆
将水泥浆压入漏水段拱部,提高原衬砌混凝土的抗渗性,加强原衬砌混凝土。设计布置间距2.5m压浆孔内,孔深与衬砌混凝土厚度相同,以梅花形布置,压注水泥浆配合比为:水泥:砂:水=1:1:0.6,以0.5MPa压力压进。
1.2压注水溶性聚氨酯浆液
压注水溶性聚氨酯浆液设计在漏水段拱门衬砌混凝土、混凝土裂缝和接缝处,使拱门衬砌混凝土内部形成堵水层。在衬砌混凝土体上打入水溶性聚氨酯浆液灌浆孔,设计布置形式与压注水泥浆灌浆孔相同,两个浆液孔位置错开布置。水溶性聚氨酯浆液灌浆孔深度应控制在衬砌混凝土厚度的1/2左右,衬砌混凝土无法渗透。埋设灌浆管的材料强度不小于原衬砌混凝土强度,压注压力为0.3MPa。在将水溶性聚氨酯浆液压入衬砌混凝土裂缝和接缝处之前,应去除 裂缝、接缝表面和接缝内的灰尘,凿出灌浆孔,埋设灌浆管,并在裂缝和接缝表面粘贴两块无纺布.4MPa压力将灌浆压入缝中。水溶性聚氨酯浆液溶度很小。在隧道拱处的水泄漏通道中,浆液也可以在压力作用下反渗填充和泄漏通道。水固化后,成为衬砌混凝土中的海绵固体凝胶,固化时有轻微膨胀,有利于提高衬砌混凝土的堵水性和抗渗性。
1.3灌浆工艺要点
1)灌浆前,用水代替灌浆,检查灌浆管外其他部位是否有漏水,避免漏浆。试灌时记录灌浆量和时间,为确定灌浆量和压力提供参考。
2)在灌浆过程中,经常观察和记录灌浆压力的变化,掌握灌浆量。特别注意止浆板的变形和运行。如果止浆板变形,应停止灌浆,并及时处理。当发生跑浆时,应及时填充棉纱、木楔、粘贴塑料泥浆或速凝砂浆。
3)为了使浆液在一定范围内扩散,而不是串浆或冒浆,影响灌浆效果,以灌浆量控制灌浆为结束标准;当灌浆量非常小时时,由灌浆压力控制。
2.注浆施工
2.1初期隧道开挖前,通过钻孔机在隧道开挖轮廓边缘提前钻孔4.0m~6.0m,并下钢花管,再利用注浆机具通过钢花管向围岩内压注水泥或水泥—水玻璃双浆液,浆液发生化学反应析出大量的硅胶并混同水泥浆充填裂隙,封堵涌水通道,固结破碎带岩层,从而在隧道外侧4m范围内形成全封闭的帷幕,达到堵水、固结、加固稳定围岩体的目的,对今后的堵漏工作起到了很大的作用。灌浆加固的前提是浆液必须具有一定的渗透性,浆液水灰比为0.5.固压灌浆时扩散半径按公式计算,并进行比较。
1)灌浆工作开始前,先进 探水,根据先进 探水情况确定第一 环灌浆止水盘的位置;
2)止水止浆墙施工:为防止未灌浆地下水涌出作业面和灌浆时跑浆,在灌浆地段掌面挂网喷洒混凝土15cm~20cm止水、止浆墙;
3)钻孔开始时低速开孔,孔深30cm后转正常钻速;
4)灌浆管安装:灌浆管应提前钻孔10mm~15mm,间距15cm~20cm梅花形出浆孔;
5)压水试验:检查机械运行情况、各管道密封情况和进浆管进浆情况,试验压力一般不低于1.2倍~1.5倍灌浆终压也可根据施工现场情况酌情处理;压水试验3次,每次5次min,压水试验后,放下水;
6)灌浆:压水试验结束后,应在不停泵的情况下开始灌浆。灌浆时,应注入一定量的稀浆,然后逐渐增加浆液浓度。灌浆一般由灌浆压力控制。当灌浆压力达到设计或规范要求时,可停止灌浆。灌浆施工时,管端采用止浆阀结构;
7)效果检查:灌浆完成后,打开检查孔进行检查。如果孔内有水,继续向孔内灌浆。在开挖过程中,当灌浆效果差时,应根据围岩浆扩散半径的实际情况和灌浆效果,用小导管补充水泥-水玻璃浆灌浆,增加灌浆孔,延长每次灌浆的重叠长度。
2.2初始支护背后注浆
初始支护背后的灌浆工作分为两个步骤:
1)初始支护全断面封闭成环,混凝土强度达到100%后,初始支护背后的灌浆压力控制在0.3MPa~0.6MPa,灌浆的作用不仅是填补初始支撑背后的间隙,而且起到止水隔墙的作用。
2)防水层施工前,对个别泄漏点再次钻孔灌浆,主要是对第一 次灌浆的补偿灌浆。两次灌浆后,初始支护表面基本无明水,为防水层施工提供了良好的工作环境。
2.3二次衬砌背后的灌浆堵漏
二次衬砌背后的灌浆堵漏工作分为两个步骤。第一 步是二次衬砌背后的灌浆;第二 步是隧道完全封闭后对个别泄漏点进行灌浆处理。二次衬砌施工完成后,混凝土达到一定强度后,初始支护与二次衬砌之间采用灌浆。方法是在二次衬砌施工过程中将灌浆管埋在顶部和侧墙上,并在后面填充灌浆。灌浆施工顺序符合下列规定:
1)沿工程轴线从低到高,从下到上,从少水到多水。
2)在多水区,应先两头,后中间。
3.体会
1)隧道渗漏应注入水泥浆堵漏,不仅依赖化学浆,因为化学浆只对单个泄漏点有效,在水压作用下,在其他地方泄漏,只能用一半的努力得到两倍的结果,不能从根本上解决泄漏问题。但在泄漏堵塞的后期,这些泄漏材料可以用来堵塞个别泄漏点。
2)二次衬砌后注浆时,可考虑先排水后注浆,经现场试验后排水后再注浆,效果理想。
3)灌浆过程控制措施。灌浆过程中,应严格控制灌浆压力,防止结构变形和串浆,危及地下结构和地面建筑的异常现象。
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