化学灌浆防水堵漏在城市地下工程中的应用

摘　要：本文论述了化学灌浆的技术特点和工艺流程，并介绍了水溶性聚氨酯化学灌浆技术在杭州市天目山路益乐路口／紫金港路口过街地道工程中的应用情况，证明了化学灌浆是城市地下空间工程中渗水控制的有效方法。

关键词：化学灌浆；防水

序言

伴随着我国城市化进程的进一步加快，城市地下空间的开发利用已经成为当今各城市发展趋势，并成为衡量城市现代化的重要标志。伴随着城市地铁修建的热潮，人行地道、地下车库等配套设施的修建，地下工程防水问题日益突出。

在地下工程砼施工中，伸缩缝、施工缝的渗水及温度应力裂缝的处理一直是一个世界性难题。为了最大可能减少砼施工过程中各种裂缝的发生，在砼施工过程中，我们不断在原材料的选用、工艺流程方面大做文章，并且不断制定、优化质量保证体系和控制措施，以确保施工各环节完全受控，但往往不能达到我们的预期目标，在砼施工中还是不同程度的发现有各种缺陷产生。

化学灌浆就是砼缺陷处理的一种非常有效的补救方法，它能有效解决地下工程中因混凝土结构缺陷包括接缝、施工缝、变形缝、蜂窝麻面及混凝土收缩等引发的渗漏水问题，止水防水效果显著。由于化学灌浆技术有着其他防水技术方法所无法代替的优点：应用灵活、简便、高效、快速并能够迅速控制渗水，因此它在城市地下工程中被日益广泛应用。作为地下工程防水、堵漏的一项主要手段，化学灌浆防水技术正日益受到越来越多的关注和重视。

1　化学灌浆技术简述

化学灌浆一般是指将由化学材料配制的浆液，通过钻孔埋设灌浆嘴，使用压力将其注入结构裂缝中，使其扩散、凝固，达到防水、堵漏、补强、加固的目的。常用于修补较深的砼结构裂缝。根据灌浆的压力和速度，可分为高压快速灌浆法和低压慢速灌浆法。

2　作用机理

(1)对裂缝形成化学链结。

(2)对表面的孔隙形成高强度锚栓。

(3)高压力的推挤下填充所有裂缝。

3　材料选择

聚氨酯化学灌浆材料：它遇水后立即反应，体积迅速膨胀，生成一种不溶于水、有较高强度和弹性的凝胶体。

聚氨酯灌浆材料分水溶性(亲水性)和油溶性(疏水性)两种。

水溶性、油溶性聚氨酯灌浆材料共异性分析：

(1)共性：二者都能用于防水、堵漏。

(2)异性：水溶性聚氨酯灌浆材料包水量大，渗透半径大，固结体弹性好，最适合混凝土动缝的防渗堵漏；油溶性聚氨酯固结体强度大，防渗透性好，固结体弹性小，最适合混凝土静缝的防渗堵漏及加固。

城市地下空间工程渗水属于动态防水，故采用水溶性聚氨酯化学灌浆材料。

水溶性聚氨酯灌浆材料物理性能：

(1)水溶性聚氨酯灌浆材料亲水性好，包水量大，适用于潮湿裂缝的灌浆堵漏、动水地层的堵涌水、潮湿土质表面层的防护等；

(2)水溶性聚氨酯具有良好的亲水性，浆液遇水后自行分散、乳化、发泡，立即进行化学反应，形成不透水的弹性胶状固结体，有良好的止水性能。它能与水以某种比例混合(最高达1：40)，在注浆过程中使用是经济的。

(3)水溶性聚氨酯预聚体可加入20～40％的稀释剂，而油溶性聚氨酯预聚体可加入10～20％的稀释剂，前者的粘度为后者的1／4～1／6。

(4)水溶性聚氨酯对水质适应性强。不论海水、矿水、酸性或碱性水质对浆液性能影响不大。

(5)水溶性聚氨酯与水混合后粘度小，可灌性好，固结体在水中浸泡对人体无害、无毒、无污染。

(6)水溶性聚氨酯对水的溶解度及亲和力比其它化学浆材高，在流动水中，浆液不易被流动水冲散，固结体的固结面积反而扩大，且随着动水流速的增加，其堵水面积而相应扩大。

(7)水溶性聚氨酯反应后形成的弹性胶状固结体有良好的延伸性、弹性及抗渗性、耐低温性，在水中永久保持原形。

(8)水溶性聚氨酯浆液遇水反应形成弹性固结体物质的同时，释放C02气体，借助气体压力，浆液可进一步压进结构的空隙，使多孔性结构或地层能完全充填密实。具有二次渗透的特点。

4　施工机具

主要施工机具有：注浆泵、止水针头、电锤。5施工工艺

(1)定位：详细检查、分析渗漏情况，确定灌浆孔位置及数量。

(2)钻孔：使用电锤等钻孔工具沿裂缝两侧进行钻孔，钻头直径与注浆嘴(止水针头)直径一致，钻孔角度宜≤45。，钻孔深度≤结构厚度的2／3，钻孔必须穿过裂缝。但不得将结构打穿(壁后灌浆除外)钻孔与裂缝间距≤1／2结构厚度。

(3)埋嘴：在钻好的孔内安装灌浆嘴(又称之为止水针头)，并用专用内六角扳手拧紧，使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙，不漏水。

(4)封缝：将洗缝时出现渗水的裂缝表面用水泥基防水材料(抗渗1号堵漏型)进行封闭处理，目的是在灌化学浆时不跑浆。

(5)灌浆：使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料。当相邻孔开始出浆后，保持压力3～5分钟，即可停止本孔灌浆，改注相邻灌浆孔。

(6)拆嘴：灌浆完毕，确认不漏即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴。清理干净已固化的溢漏出的灌浆液。

(7)封口：用水泥基防水材料(抗渗1号防水型)进行灌浆口的修补、封口处理。

(8)防水：用单组份PA防水胶将已灌部位涂三遍(底涂、中涂、面涂)宽度10～20cm，两端各长出20～30cm。

6　应用实例

杭州市天日山路益乐路口／紫金港路口过街地道工程设计采用全封闭防水，在基坑回填结束后，地下水位不断上升，加上当时正值雨季，整个主体结构完全被水浸泡，很快，主体结构就出现了不同程度渗水，主要集中在明暗挖结合处、设备用房与主通道结合处、拱顶、楼梯地板等部位，出水点多达几十处。为此，施工单位在广泛调研论证后，决定采用水溶性聚氨酯注浆堵漏技术，对出水点全面堵漏。施工过程中，因旧的出水点已封闭，在混凝土薄弱处，新的出水点还不断出现，然后再次进行注浆防水堵漏。在洞内装饰开始施工前，主通道内的出水点已基本消失，取得了良好的效果。

7　结束语

实践表明：化学灌浆堵漏是砼缺陷修复的一利，有效的施工方法，它具有简单、方便、快速、有效等诸多优点，不仅可以起到防渗堵漏的作用，而且还有一定的结构补强加固作用。而水溶性聚氨酯灌浆技术对地下工程动态渗水的防水处理尤为适用，而且可广泛应用于水利水电、隧洞、市政、工业与民用建筑等领域应用，具有良好的经济效益和社会效益。