7-隧道及地下工程防水堵漏工法.doc
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隧道及地下工程防水堵漏工法
（YJGF25-92）
上海市隧道工程公司
在用盾构法施工，由钢筋混凝土管片（衬砌）拼装而成隧道中，由于各种原因造成管片接缝的渗漏水，为保证隧道工程的质量，就必须进行防水堵漏处理。
隧道防水堵漏工法，从理论和实践上总结了近三十年来隧道和地下工程堵漏经验，在防水堵漏的工艺技术、设备、防水材料和化学灌浆等方面进行一整套摸索研究而产生。
该工法在上海地铁一号线隧道、延安东路越江隧道、杨浦跨越江隧道、金山石化总厂电厂和北仑电厂进排水隧道等大中型工程中得到应用，达到了止水、防水的目的，取得了较好的社会效益和经济效益。
该工法中所采用的防水材料，多次获上海市和建设部科技进步奖（隧道公司研制）。
如：
821遇水膨胀防水橡胶，获1986年上海市科技进步二等奖。
获1990年上海市科技进步三等奖。
TZS水溶性聚氨酯堵漏剂，获建设部科技进步三等奖。
851涂膜防水胶，获1989年上海市科技进步三等奖，上海市优质产品。
SWF混凝土密封剂，获1991年建设部科技进步三等奖。
防水堵漏施工技术目前已达到国内领先地位，在某些化灌材料应用方面已接近国际水平。
一、特点
（1）防水堵漏工法，不仅适用于各种地下隧道，同时适用于各种地下工程的防水、堵漏施工，如人防地下室、地下通道，地下变电站和电缆沟、地下车库、电厂进排水管、地下泵站等的防水堵漏。
（2）防水堵漏工法能有效解决地下工程中混凝土结构的连接缝、施工缝、变形缝、蜂窝麻面及混凝土收缩裂缝等渗漏水。
止水、防水效果显著。
（3）防水堵漏工法施工工艺简单有效，机具设备体积小巧，不受施工场地大小限制。
（4）防水堵漏工法中目前所用的注浆材料、嵌缝材料及外涂防水材料，如油溶性及水溶性聚氨酯灌浆材料、821BF遇水膨胀橡胶、TPU聚氨酯止水腻子、SLTF聚合物砂浆等，都已达到国内先进水平，有的已达到国际上同类产品水平。
（5）防水堵漏工法中，若采用特殊的工艺和补强材料，可以对混凝土细裂缝进行结构补强，尤其对大面积浇捣的混凝土因收缩而产生的细小裂缝，也能进行防水补强处理。
二、防水堵漏工法原理
防水堵漏工法所采用的基本原理是化学灌浆。
化学灌浆就是利用手工或机械手段，在压力作用下，将特制化灌材料灌入到建筑物结构裂隙中，使浆材在裂隙中凝固，以达到充填裂隙和止水的目的。
对贯穿裂缝，可采取封缝、埋管、嵌缝、化灌的工艺处理。
对非贯穿裂缝，因闭气的关系，难以将浆液灌到裂缝的尖顶区，从而不能消除该尖端区所形成的应力集中区，故处理中应周密考虑各种因素，提高浆液的充填率。
对于温度裂缝，考虑到混凝土建筑物对气温的“迟后效应”，一般选择在混凝土体温度的低点进行灌浆处理，效果较好。
对于混凝土微细裂缝处理，必须采用粘度交低、粘结性能较好的灌浆材料及特殊的灌浆工艺，才能达到充填、渗透、固结的止水和补强目的。
三、防水堵漏材料
1.封缝材料
为了快速有效封堵渗漏水，封缝材料要求快凝，和老混凝土粘结性能好，有一定强
度。
目前防止堵漏施工中所采用的封缝材料有以下几种：
（1）525号普通硅酸盐水泥加防水浆。
（2）双快水泥。
（3）525号普通硅酸盐水泥加SH水泥外掺剂。
（4）特速硬。
（5）525号普通硅酸盐水泥加水泥速凝剂（红星一号、水玻璃、氯化钙等）
2.嵌缝材料
目前所采用的嵌缝材料都是弹性体，并要求和老混凝土粘结性能好，以适应变形的要求。
（1）上隧牌851涂膜防水胶。
（2）TPU双组份聚氨酯密封胶。
（3）TPU聚氨酯止水腻子。
（4）环氧煤焦油嵌缝材料。
需加入增韧剂。
3.化学灌浆材料
化学灌浆材料种类繁多，但在选择时，应考虑以下要求：
（1）化学灌浆材料的可灌性，凝胶时间可以按需要调节。
（2）化学灌浆材料固化后收缩小，与混凝土粘结性能要好。
（3）化学灌浆材料固结体有一定抗压、抗拉强度，耐久性、稳定性好。
（4）化学灌浆材料来源丰富，毒性小，对环境污染少。
（5）化学灌浆材料操作安全、方便，压注设备简单。
目前采用的化灌材料有：
（1）丙凝灌浆材料。
由主剂丙烯酰胺、交胶剂甲撑双丙烯酰胺，氧化剂硫酸亚铁，还原剂过硫酸胺，及水，按一定比例配合而成。
其优点是浆液粘度很低，渗透性好，凝固时间可任意调节。
适用堵细缝的渗漏水。
（2）油性性聚氨酯、水溶性聚氨酯灌浆材料。
聚氨酯灌浆材料是70年代国际新开发的灌浆材料。
原理是聚氨酯灌浆材料中，异氰酸根遇水发生化学反应，其中产生的二氧化碳气体，使浆液体积膨胀3~6倍，形成二次渗透，最终凝固成弹性体，聚氨酯注浆材料主要是用于较大的漏水处理，该材料又分为水溶性和油溶性二种。
油溶性聚氨酯和水不相溶，灌浆时还需加入发泡灵、三乙胺、有机锡等组成的促进剂，以调节其发泡时间和凝固体的性能。
水溶性聚氨酯则不需加入促进剂，直接可用。
有时将二种组份可混合在一起，直接使用。
（3）环氧树脂灌浆材料。
该灌浆材料由环氧树脂、固化剂、稀释剂增韧剂、亲水剂等组成。
固化后粘结性能、抗压强度特别好，适用于结构补强。
要求裂缝尽量干燥。
（4）甲凝灌浆材料。
该灌浆材料适用于微小裂隙的结构补强，其优点是粘度低，渗漏性能极好，固结体强度高。
其浆液配方及灌注工艺较复杂。
4.外层防水材料
（1）SLTF聚合物砂浆。
（2）851涂膜防水胶。
（3）普通硅酸盐水泥加外掺剂。
（4）环氧树脂加玻璃布。
四、防水堵漏施工工艺
（一）柔性防水堵漏施工工艺
为适应混凝土结构中接缝二侧不均匀沉降和柔性变形的要求，需进行相应的柔性防水堵漏处理。
其工艺过程见图1。
柔性防水施工工艺分为割缝、剔槽、凿毛、引流、封堵、灌浆、嵌缝、外防水层，贴橡胶止水带、钢板保护加固等步骤。
1.割缝与剔槽
根据设计方案要求，用切割机在接缝二测切割，然后用冲击电钻剔槽，再辅以人工精修成宽3~5m，深15~20cm沟槽。
沟槽要求清理，用清水冲干净。
2.凿毛、引流、封堵
在接缝表面二侧10cm范围内凿毛，以增加外防水层和老混凝土粘结力。
对于渗漏水的接缝，用塑料管或细白铁管进行引流，并用封缝材料进行封堵。
3.灌浆
根据堵水要求，选择注浆材料，采用手掀泵或齿轮泵进行化学灌浆。
待浆液凝固后，拆除注浆管（即引流管）。
4.嵌缝、涂刷外防水层
为适应接缝柔性变形要求，需选择弹性好、遇水膨胀一类的嵌缝膏进行嵌缝。
外口再用外防水材料，如聚合物砂浆一类封口，以保护嵌缝材料。
外防水层一般可采用851防水涂膜胶或聚合物砂浆。
5.外贴橡胶止水带及设置钢结构保护层
部分地下工程，由于地基承载力差，引起混凝土结构接缝二侧不均匀沉降，施工后接缝往往拉开、错位，并有渗漏水，对于这类的接缝渗漏水，不仅要进行上述处理，还必须增加外贴橡胶平板止水带，并设置钢结构保护层。
其形式、设置方法可根据工程情况和需要而定。
（二）刚性防水堵漏施工工艺
若不考虑接缝变形要求，则接缝防水施工以刚性处理为准，施工以堵水为目的，施工工艺也较简单。
其刚性防水堵漏施工工艺具体步骤见图2。
1.割缝与剔槽
同柔性防水堵漏施工工艺中的割缝与剔槽。
2.凿毛、引流、封堵
同柔性防水堵漏施工工艺中的凿毛、引流、封堵。
3.注浆
同柔性防水堵漏施工工艺中的注浆。
若无水，可选用甲凝或环氧树脂浆液。
4.外防水层
为保护封缝材料因收缩而重新产生渗水，故往往需做外防水层，外防水层可用一般水泥砂浆，也可采用SLTF聚合物砂浆或环氧树脂外贴玻璃布的办法。
五、防水堵漏的设备、工具
防水堵漏的设备、工具有：
冲击电锤、冲击电钻、电铲。
空气压缩机、风镐。
齿轮注浆泵、仿日手掀泵，手压泵、涂料搅拌机。
五金工具（钢丝钳、活络扳手。
钢锯、管钳、锒头、钢凿等）。
泥工工具（泥板、刮刀等）。
六、防水堵漏劳动组织
以小型施工队为好，通常由5~8名施工人员组成。
其中需配备一名中等专业专业技术人员，进行灌浆材料的配制。
施工小队还应备有电工、机修工一名，整个施工队由队长负责。
施工队施工应以单位信誉为重。
坚持质量第一方针，做到精心施工，文明施工。
七、安全措施
应遵守上海市劳动局、上海市建委、上海市市政工程局等有关安全规定，并做好以下安全措施：
（1）施工人员上岗工作应戴好安全帽、防护手套、穿好防护鞋。
（2）凿除混凝土和进行化学灌浆时，应加强现场通风。
（3）应有专门的技术管理人员保管化灌材料和配制化灌浆液。
（4）在进行聚氨酯浆时，操作人员应载好防护眼镜，以防止浆液溅入眼睛内。
（5）搭建脚手架要符合有关安全规定，高空作业要系好安全带。
现场施工要做到落手清。
八、防水堵漏质量要求
防水堵漏质量首先要满足工程要求。
承接任务后，首先要制定好技术方案，编写好施工组织设计，制定好施工方法与技术措施。
要把握好化灌材料及防水材料的质量，准备好注浆设备，注意保护地下管线，一切按施工组织设计进行施工，做好施工记录，加强技术资料管理。
防水堵漏施工后，应符合规范所规定的质量要求。
施工中应及时做好隐蔽工程验收工作。
九、社会效益和经济效益
（一）隧道防水堵漏工法社会效益
（1）通过对隧道的防水堵漏施工，减少隧道内或地下工程中渗漏水，保证隧道质量，保护装饰层，延长了使用寿命。
（2）渗漏水在施工中给施工安全带来不可估计危险。
故隧道防水堵漏处理是必不可少的手段，同时更要求堵漏及时、快速，以确保隧道及地下工程的施工安全。
（3）经防水堵漏处理后的隧道及地下工程，可以充分发挥其作用。
如原来因渗漏水的而不能使用的地下工程，经堵漏处理后，就可以充分利用起来并发挥其作用。
开设地下商场、地下停车库、仓库、娱乐场、变电站等，发挥其社会效益。
（二）隧道防水堵漏工法经济效益
隧道防水堵漏施工，只要加强管理，重视施工质量和安全，就能取得较好的施工利润和经济效益。
纯利润一般可达15%~25%。
十、工程实例
自1970年以来，我们在隧道、地下工程、煤矿井筒、山洞内泵站、地下弹药库、地下变电站等大大小小一百多个地下工程进行防水堵漏施工，都取得较好的防水效果，其中近期四个较大的堵漏工程有：
（1）打浦路越江隧道防水堵漏：
上海黄浦江打浦路越江隧道，是我国采用盾构法建造的第一条水底公路隧道，1965年建成，1970年通车，全长2736m，属单管双车道隧道。
打浦路隧道通车20年来，由于种种原因造成隧道渗漏水。
堵漏前隧道渗漏水量达250m3/日左右。
1990年开始对此隧道进行防水堵漏处理，施工中采用的是柔刚结合的防水方案。
所用的嵌缝材料采用了851涂膜防水胶和环氧煤焦油涂料；采用的灌浆材料有丙凝，水溶性聚氨酯，油溶性聚氨酯，水泥~水玻璃浆液；采用的封缝材料是普通525号硅酸水泥加SH水泥外掺剂或双快水泥。
经过四个月堵漏施工，达到止水防水目的。
渗漏水量从1.26~2.1/m2昼夜，降低至0.241/m2昼夜（小于国家防水工程规范规定0.51/m2昼夜）。
（2）上海地铁一号线漕宝路地铁车站、上体馆车站的防水堵漏施工：
漕宝路地铁车站和上体馆地铁车站，长达240m，分上、下二层。
现侧墙、顶板产生混凝土收缩裂缝而引起渗漏水。
采用防水堵漏工法进行施工，结合化学灌浆及外部防渗处理，解决车站漏水。
经验收，质量达到优良，止水率达99.9%，得到地铁公司的好评。
（3）人民广场地下变电站防水堵漏施工：
人民广场地下变电站是圆桶形钢筋混凝土结构，直径为60m，深约20m。
由于混凝土收缩产生裂缝渗透水，采用同样的防水堵漏化学灌浆及外防水抹面处理进行施工，解决了变电站内壁渗漏水，为下一步安装变压器及埋设电缆打下基础。
其防水堵漏质量达到优良。
（4）金山石化总厂电厂进排水隧道堵漏施工：
这二条隧道各长1300m左右，直径为6m，因无联接螺栓，隧道一有渗漏、涌流砂，就引起隧道下沉变形，特采用堵漏固结流砂，用油溶性聚氨酯灌浆材料进行注浆止水。
经半年多艰苦堵漏施工，处理了几十个涌流砂的渗漏点，达到止水目的，保证了隧道顺利推进结束。
执笔：
董秦海
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