全断面注浆管的发展现状及性能检测

龚春平，袁志欣，臧凡，周俊钧，孟晓慧

（中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）

全断面注浆管的发展现状及性能检测

龚春平，袁志欣，臧凡，周俊钧，孟晓慧

（中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）

对全断面注浆管的分类、工作原理、使用位置以及注浆液的种类、选择等进行了较为详细的论述与分析。介绍了单次使用注浆管（不锈钢弹簧骨架注浆管）和可重复型注浆管（硬质塑料或硬质橡胶骨架注浆管）的各自特性，比较了DB 11/581—2008《轨道交通地下工程防水技术规程》和GB/T 31538—2015《混凝土接缝防水用预埋注浆管》对注浆管的物理性能指标要求，分析了注浆管的检测现状，并提出可继续进行研究的方向和可能性。

全断面注浆管；工作原理；性能检测

在地下防水工程中，混凝土接缝是防渗漏的一个重要环节，工程上结合具体情况和具体部位考虑常采用止水带、止水条、密封胶、钻孔注浆等多种方式进行预防和治理。随着地下防水技术的发展，近几年来一种新兴预防和堵漏材料的全断面预埋注浆管迅速发展。本文就全断面注浆管的发展现状及检测标准进行了探讨，并对未来的发展进行了展望。

1 全断面注浆管的发展现状

1.1 注浆管的种类及工作原理

图1 不锈钢弹簧骨架注浆管示意

全断面注浆管是一种用于混凝土施工缝、冷接缝、管渗漏、地墙等处永久密封的防水堵漏材料，由注浆管、注浆导管和注浆液3个部分组成施工缝预埋防水注浆系统。混凝土接缝用全断面预埋注浆管分为单次使用注浆管（不锈钢弹簧骨架注浆管）和可重复型注浆管（硬质塑料或硬质橡胶骨架注浆管）2类。不锈钢弹簧骨架注浆管由不锈钢弹簧骨架外包裹1层特质无纺布滤布，外部再覆以尼龙织网组成[1]（见图1）。注浆过程中，滤布起到逆向止阀作用，可以使注浆液在一定注浆压力下渗漏到接缝混凝土中，起到堵漏密封作用，同时又阻止注浆管外部沙土等颗粒进入注浆管造成注浆管阻塞。

硬质塑料或硬质橡胶骨架注浆管的管体上均匀设有4排出浆孔，管凹槽处覆以起单向开关作用的发泡条，最外层由尼龙织网包裹而成[1]（见图2）。注浆时，带有压力的注浆液会将发泡条压缩，使得注浆液可以注入到混凝土施工缝间隙中，起到注浆堵漏作用。此类注浆管在注浆施工完毕后，可通过特定方式清洗注浆管，并利用抽真空方式将管内残余液体抽出，从而使发泡条自动闭合，防止外部的液体回流到注浆管中，当再一次发生渗漏时，依旧可以利用此注浆管进行压力注浆补漏。

图2 硬质塑料或硬质橡胶骨架注浆管示意

1.2 注浆管的安装位置

北京市地方标准DB 11/581—2008《轨道交通地下工程防水技术规程》规定，明挖法修建的地下结构防水等级为二级时，可以只选用1种防水措施，一般认为当注浆管在施工缝和后浇带结构中单独使用时，应预埋在中心位置。该规程中规定当防水等级为一级时，在施工缝和后浇带结构中使用预埋注浆管时，还需与另一种防水材料同时使用，如遇水膨胀止水条、外贴式止水带、中埋式止水带、外涂防水涂料、外贴防水卷材、防水密封材料等[2]。混凝土接缝中注浆管的位置设置一般遵循2个原则[3]，一是注浆管距混凝土任意一侧的距离应大于100 mm，二是当注浆管与其它防水材料同时使用时，宜设置在其它施工缝防水材料的迎水面一侧。典型安装实例如图3所示[3]。

无法安装钢边橡胶止水带的施工缝，如后浇带，可采用2道遇水膨胀嵌缝胶与预埋注浆管的方法进行防水处理，如图4所示[4]。

图3 注浆管与止水带、止水条的位置安装

图4 施工缝注浆管与遇水膨胀嵌缝胶的位置安装

1.3 注浆液的选择

注浆管本身不是防水材料，有时甚至会降低混凝土接缝的防水效果，因此，后期必须进行注浆操作，在结构施工完毕后，即使施工缝没有出现渗漏水，也应进行注浆施工，否则该预埋注浆管起不到防水的作用，甚至还有可能在注浆管内出现渗漏水[3]。DB 11/581—2008规定注浆液优先选用超细水泥、自流平水泥等无机注浆材料；当选用有机注浆材料时，可采用聚氨酯、丙烯酸酯、改性环氧树脂等注浆材料。注浆应在变形缝两侧混凝土浇筑28 d后进行，也可在出现渗漏水时进行。注浆液的选择也因预埋注浆管种类的不同而有所差异，一般认为，使用单次使用注浆管（不锈钢弹簧骨架注浆管）时，宜采用低黏度的丙烯酸浆液、聚氨酯浆液和环氧树脂浆液等乳液。使用可重复型注浆管（硬质塑料或硬质橡胶骨架注浆管）时，为确保多次注浆的可实施性和注浆防水效果，注浆液多选用丙烯酸浆液、聚氨酯浆液和环氧树脂浆液等乳液，也可选用水泥浆、超细水泥浆等悬浊液，前后次注浆可选用不同种类的浆液搭配使用，但每次注浆操作后必须进行清洗和抽真空操作，否则固化后浆液会堵塞注浆管，无法再进行下次注浆[3]。

2 注浆管的性能检测

2.1 DB 11/581—2008对注浆管的物理性能要求

DB 11/581—2008中对2种注浆管的物理性能要求见表1、表2，但该技术规程中并未对各项性能的具体检测方法以及检测精度等作出具体要求。

表1 不锈钢弹簧管骨架注浆管的主要物理性能

表2 硬质塑料、橡胶管或螺纹管骨架注浆管的主要物理性能

2.2 GB/T 31538—2015对注浆管的物理性能要求

GB/T 31538—2015《混凝土接缝防水用预埋注浆管》于2015年5月15日发布，并于2016年2月1日实施，该标准对注浆管分类、规格、标记、尺寸偏差、外观、物理性能及检测方法做了详细的描述，同时对DB 11/581—2008中规定的注浆管的指标要求也做了适当的调整和补充。具体物理性能指标见表3、表4。

表3 不锈钢弹簧骨架注浆管的物理性能

表4 硬质塑料或硬质橡胶骨架注浆管的物理性能

2.3 DB 11/581—2008与GB/T 31538—2015的比较

GB/T 31538—2015是在DB 11/581—2008的基础上，将不锈钢弹簧骨架注浆管外径、内径尺寸改为外径、内径偏差，提高了滤布渗透系数指标要求，增加了会影响注浆管强度的不锈钢弹簧钢丝直径、不锈钢弹簧钢丝间距的检测项目。硬质塑料或硬质橡胶骨架注浆管外径、内径尺寸改为外径、内径偏差，为了保证全断面注浆效果，增加了出浆孔直径的检测项目，减小了出浆孔间距指标值。为了保证可重复型注浆管的单向阻阀性能，增加了覆盖材料扯断永久变形检测项目，同时考虑注浆管的使用环境及材料本身性能，增加了骨架-10℃低温弯曲性能检测项目，并将抗压变形量试验中载荷要求由200 N提高到500 N，提高了对可重复型注浆管骨架的强度要求。

2.4 GB/T 31538—2015规定注浆的检测方法

GB/T 31538—2015规定的性能检测方法是：标准试验条件为（23±2）℃，外观用目测方法检查，尺寸偏差、注浆管外径偏差、注浆管内径偏差、出浆孔直径、不锈钢弹簧钢丝直径均按GB/T 8806—2008常规检查方法进行，硬质塑料或硬质橡胶骨架注浆管的覆盖材料扯断永久变形，取注浆管覆盖材料150 mm长5根，以500 mm/min的速度拉断，计算一定初始长度的覆盖材料扯断永久变形性能，扯断永久变形量越小，说明注浆管对管外液体的阻止性能越好，可重复使用性越好。不锈钢弹簧钢丝间距为精确计算长度100 mm的注浆管的不锈钢弹簧圈，按JC937—2004中7.3规定进行检测。滤布等效孔径O95按照GB/T 14799—2005《土工布及其有关产品有效孔径的测定干筛法》进行检测，等效孔径指能有效通过滤布的近似最大颗粒直径，O95表示滤布中95%的孔径低于该值，该标准中规定实验前需要对试样在（20±2）℃，相对湿度（65±5）%的标准大气环境下进行调湿和试验。实验室的湿度对干筛孔径实验非常重要，湿度过大可能会引起颗粒粘结，湿度过小可能会使静电增加，故调湿在本试验中不可忽略，会直接影响实验的成功与否。滤布渗透系数K20按GB/T15789—2005《土工布及其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测定》中恒水头法于18～22℃进行测试，水头差选为50 mm，实验前滤布需要在含有湿润剂的水中浸润处理，然后安装试样，调整水头差，收集规定时间30 s通过试样的水量，或记录试样通过1000 mL的水量所需要的时间。抗压强度为外径变形30%时的抗压强度，当外径压缩变形量达到外径的30%时，记录所需力值F，通过计算得到抗压强度。

3 思考与探讨

3.1 新型注浆管及新型注浆工艺的提出

目前主流注浆管为不锈钢弹簧骨架注浆管和硬质塑料（或硬质橡胶）骨架注浆管，但在很多工程实例用也应用到一种新型注浆管和注浆工艺：TSS型注浆管和单项袖阀式小口径注浆管工艺（TSS注浆工艺），由于TSS注浆技术的简便、灵活、效果好、并具有分段可控等特点成为一种有效的洞内注浆方法，并在部分工程实例中得到很好的应用[5-6]，但对TSS型注浆管自身性能的检测还没有相关的标准和检测细则。

3.2 注浆液对注浆管使用次数的影响

不锈钢弹簧骨架注浆管在理论上是单次使用，但是在很多工程实例中，也利用它进行多次注浆，并取得不错的注浆效果，这与注浆液的选择及使用后注浆管的清洗有直接关系。而硬质塑料或硬质橡胶骨架注浆管理论上是可重复型注浆管，但如果注浆液选择和清洗不当，使得注浆孔堵塞，也就丧失了可重复使用性。因此，注浆液的选择和使用后注浆管的清洗也成为决定注浆管使用次数的一个重要因素，值得进一步深入探讨。

4 结语

地下防水工程的发展，推动了全断面注浆管的使用和普及。注浆管的安装、使用和维护都会影响注浆管的使用效果。同时注浆管自身的质量也显得尤为重要，应严格依据标准GB/T 31538—2015进行生产和检测，同时对于新标准的学习，以及对该标准中涉及的检测方法在多次试验后的深入理解和总结，也成为日后工作的一个努力方向。

[1]郭德友.施工缝预埋注浆管防水质量控制[J].中国建筑防水，2013（5）：27-31.

[2]DB 11/581—2008，轨道交通地下工程防水技术规程[S].

[3]郭德友.施工缝预埋防水注浆系统应用技术探讨[J].地下工程与隧道，2009（4）：20-23.

[4]孟海峰.北京地铁施工缝防水处理方法[J].隧道建设，2008，28（1）：85-88.

[5]张民庆.TSS型注浆管及其注浆技术的研究与应用[J].铁道工程学报，2000（2）：50-57.

[6]丁锐，张文强.TSS注浆技术在天津地铁工程中的应用[J].铁道工程学报，2006（3）：62-65.

Current status and testing techniques of full face grouting pipe

GONG Chunping，YUAN Zhixin，ZANG Fan，ZHOU Junjun，MENG Xiaohui
（China Building Material Test&Certification Group Co.Ltd.，Beijing 100024，China）

This paper fully discussed and analyzed the classifications，working principles and use positions of full face grouting pipe，and the types and selections of grouting liquid.The properties of single use of grouting pipe（i.e.stainless steel spring frame grouting pipe）and the properties of repeatable use of grouting pipe（i.e.hard plastic or hard rubber skeleton grouting pipe）are introduced；the physical characteristic indexes of grouting pipe required in criterions between GB/T 31538—2015 "Grouting pipe embedment for concrete joint waterproofing"and DB 11/581—2008"Technical specification for waterproofing of underground works construction of rail transportation"are compared，the status of detections in grouting pipe are analyzed and the direction and possibility of further research are put forward.

full face grouting pipe，working principles，performance test

TU592

A

1001-702X（2016）12-0072-04

2016-04-21

龚春平，女，1987年生，北京人，助理工程师，硕士，从事防水材料的检测与研究工作。