无锡某主线地道底板变形缝渗水整治方法

黄铁成HUANG Tie-cheng

（中铁上海工程局集团有限公司第一机械化施工分公司，南京 211100）

0 引言

受到施工质量、地下水位、混凝土自身热胀冷缩的特性等因素影响，底板变形缝渗漏现象几乎成为了一种通病，存在治理难度大，周期长的特点，如不能处理到位，对于后期投入运营存在重大安全隐患。

李鸿阳[1]对武汉某隧道的变形缝渗漏进行了分析，提出以注浆封堵和飞马度嵌缝施工等治理工艺进行治理，进而提高变形缝防漏效果。争对变形缝渗漏问题，黄顺深等人[2]采用高弹性聚氨酯密封胶、聚脲等专业修补材料对变形缝进行处理，后期定期跟踪检查，结果表明处理渗漏效果较好。李建辉[3]对变形缝的渗漏原因及整治办法进行了探讨，对于局部渗漏水的变形缝，可采用锚固剂和聚硫密封胶的方法进行处理，提出了滴喷水的整治办法处理水压较大的变形缝。张迎春[4]、刘谦[5]等学者也对变形缝处理进行了分析。

1 工程概况

无锡市某主线地道采用明挖法施工，双向六车道规模。采用U 型槽结构；暗埋段采用单箱双室结构，全长365m，地道总长度为835m。对已施工的底板进行巡查过程中发现，在暗埋段底板变形缝处，出现水渍，存在渗水现象。如图1-图4 所示。

图1 底板变形缝渗水

图2 底板变形缝渗水

图3 底板变形缝渗水

图4 底板变形缝渗水

无锡某主线地道土层分布如下：③L-L 层粉质黏土：灰色～黄灰色～青灰色，可塑～硬塑，含铁锰质结核及其氧化物，切面光滑。沿线局部区域分布。土层具中偏低压缩性、工程地质性能一般；③1 层黏土：灰黄色，硬塑，含铁锰质结核及其氧化物，切面光滑。沿线局部区域分布。土层具中偏低压缩性、工程地质性能较好；③2 层粉质黏土夹粉土：灰黄色，软塑～可塑，含少量铁锰质氧化物，局部夹粉土团块及薄层。沿线部分区域分布。土层具中压缩性、工程地质性能一般；④层粉土：灰色，湿～很湿，中密，含云母碎屑，水平层理发育，局部夹粉质黏土薄层。沿线局部区域分布。土层具中压缩性、工程地质性能一般；⑤1 层粉质黏土：灰色，软塑、局部流塑，含有机质，夹粉土薄层，水平层理发育。沿线部分区域分布。土层具中偏高压缩性、工程地质性能较差；⑥1-1 层粉质黏土：黄灰色～灰色，可塑～硬塑，含铁锰质结核及其氧化物，切面光滑。沿线部分区域分布。土层具中压缩性、工程地质性能一般。

2 变形缝渗漏原因及危害

2.1 变形缝渗漏的原因

①变形缝处止水带埋设位置不精确：止水带埋设时扭曲偏斜、离位，止水带中间的空心圆环与变形缝中心不重合，影响到止水带顺应变形的能力，此外固定办法不当（如采用钉子固定止水带）也易出现渗水现象。②止水带与两侧混凝土结合不紧密：底板止水带下面的混凝上很难振捣密实，经常呈现蜂窝和麻面。此外止水带与混凝土之间的水分蒸发后留下缝隙，也会成为渗水通道。垂直变形缝浇筑两侧混凝上时，振捣不密实。③对橡胶止水带缺少有效保护：变形缝两侧混凝上浇筑时间有差别时，对拟埋入后浇混凝土的另一半外露止水带缺乏有效的保护措施，使其在施工过程中碰撞损坏。④止水带材料质量欠佳或者止水带型号选择错误。⑤结构体沉降不均匀，导致变形缝过大，超出了止水带的变形能力，使得止水带被拉断。

2.2 变形缝渗漏的危害

①影响结构的强度：变形缝渗漏如长期不进行处理，渗漏的水使得底板受到侵蚀，渗漏水通过毛细水作用渗入损伤部位进而影响到附近的底板及侧墙的强度，使得渗漏面积进一步扩大，进而影响混凝土结构的强度[1]。②影响行车环境：由于底板变形缝渗漏，这些渗漏水会通过缝隙渗透到沥青层，使得沥青路面处于潮湿的状态，如不进行处理，这些渗漏水会逐步形成积水，降低了路面与轮胎之间的摩擦力，影响行车及驾驶人安全。③发生涌水风险：钢筋混凝土中的钢筋会受到渗入毛细水的腐蚀，如不能及时处理，在水的长期腐蚀作用下，钢筋混凝土可能会达不到设计强度，钢筋腐蚀也会使得体积膨胀变大，抗折强度变低，在降低强度的同时，增加钢筋混凝土结构缝隙，地下水会通过这些缝隙迅速涌入，进而可能发生涌水的现象，使得处理难度进一步增加[6]。

3 所选材料及技术指标

注浆材料选用上海路得建材国际贸易有限公司的IP-12 油性聚氨酯堵漏剂，该产品主要有以下几个特点，相关技术参数见表1 所示。

表1 IP-12 油性聚氨酯堵漏剂技术参数

①疏水性好，注浆后立即聚合反应发泡膨胀，能够迅速堵塞裂缝，永久性止水。②可控制凝固时间，产品遇水后的发泡时间可控制在十几秒至几百秒。③膨胀大，无收缩，与基层黏着力强，且发泡固化后强度大。④可灌性好，即使在低温条件下仍可灌注使用，单液注液，施工简单。

一次灌浆主材为隽隆单组分聚脲注浆液，该产品堵漏后与基底彻底融合后逐渐固化，牢牢吸附施工基底，达到深层且耐久堵漏的效果。具有以下几个特性，相关技术参数见表2。

表2 隽隆单组分聚脲注浆液技术参数

①水中可充分固化，潮湿面与混凝土粘结力号；②内部结构致密，不透水性好；③固化对温度不敏感，高低温均可固化，后期不收缩；④有一定强度与弹性，既可补强又可适变；⑤单组分的特性使操作简单便捷，无需配比，降低劳动成本；⑥耐水泡，耐酸碱，耐高低温。

二次灌浆：此次灌浆主材为聚醚多元醇，为防水施工单位专用材料。该材料具有以下特性：①提高涂层的耐水性：聚醚多元醇主要结构单元为醚酮，具有优异的耐水性能，使得防水涂料在使用后能够有效规避受潮受损的现象，提高了防水涂料的使用寿命。②提高涂层的耐候性：聚醚多元醇中含有的聚醚链能够有效的吸收紫外线，使得防水材料受到日晒雨淋等自然因素的影响降低，使得防水涂料能够在恶劣的条件下长期使用。③增加附着力：聚醚多元醇具有粘附性好的特点，可以使得防水涂料与基材更好的结合，增加了涂层的附着力，不易被剥离。

4 治理措施

底板变形缝渗水治理总体思路：在浇筑底板铺装前，需将变形缝处渗水点封堵，保持底板顶面干燥。总体施工流程为：先采用油性聚氨酯堵漏剂将变形缝缝隙封闭，再采用专用防水封堵材料聚脲酸将变形缝上方封闭，并将变形缝前后混凝土粘接形成整体，后续底板收缩依靠防水封堵材料自身弹性抵抗。

变形缝漏水处理的工艺流程：变形缝表面处理→埋注浆嘴→缝口封闭→注浆→拆除注浆嘴→缝口二次清理→灌浆。

4.1 变形缝表面处理

堵漏时首先对变形缝表面进行清理，沿缝用人工或电镐清理，然后将变形缝两侧处理干净，观察水源漏水量及水质等。采用堵漏王对渗水变形缝封堵处理，目的是防止后续注浆施工过程中水渗漏影响堵漏效果。如图5 所示。

图5 堵漏王封堵处理

4.2 埋注浆嘴

在渗漏部位两侧（或上下两端）错位布管，埋设注浆嘴，以形成注浆与排水通路，防止形成死眼。注浆嘴之间的距离应根据裂缝大小，结构形状而定，一般为40～50cm 左右，缝两侧梅花形布置。注浆嘴型号为A10，注浆嘴沿变形缝两侧错位布置，注浆嘴打孔深度为结构厚度的二分之一左右，倾斜角度20～30°，一般深度为40cm。如图6-图7所示。

图6 注浆嘴平面位置及剖面图

图7 注浆嘴平面位置现场图

4.3 缝口封闭

封闭前如缝内漏水量大时须用φ1cm 软管先引水，将水位降至变形缝顶部以下2cm 处。然后用堵漏王进行封闭，同时注意新老封闭材料的结合。如缝面较光滑时应对缝口进行打毛处理或者安装抗拉木楔，防止注浆时缝口封堵的临时材料与混凝土粘结不够牢固导致漏浆；待密封材料完全固化并达到注浆压力强度后，准备进行注浆施工。

4.4 注浆

注浆材料选用上海路得建材国际贸易有限公司的IP-12 油性聚氨酯堵漏剂，采用专用注浆设备将浆液顺着注浆管注入变形缝缝隙内，最大限度地发挥浆液效果，以满足工程要求，注浆顺序为一侧向另一侧逐孔进行，不得跳开，间隔注浆，注浆尽量连续进行。以注浆压力控制注浆量，注浆压力是指为克服渗漏部位的阻力，而保证浆液有必要的渗透范围所需的施工压力，它既不能过高，也不可过小，一般变形缝位置灌浆压力为0.25MPa。如图8 所示。

图8 变形缝渗水处注浆示意图

4.5 拆除注浆嘴

注浆完毕后，待注入浆液凝固后（一般为10min 左右），用铁锤拆除注浆孔。

4.6 缝口二次清理

采用电镐将已注浆变形缝表面的堵漏王封堵材料及变形缝内部分的PE 板凿除，变形缝内凿入深度约10cm为宜。采用自制铁钩将变形缝内已破损的PE 板取出，并将变形缝内浮灰、渣滓等清理干净。

4.7 灌浆

灌浆由2 种不同材料组成，分2 次进行。第一次灌浆主材为隽隆单组分聚脲注浆液灌注深度约5cm，该产品堵漏后与基底彻底融合后逐渐固化，牢牢吸附施工基底，达到深层且耐久堵漏的效果。第二次灌浆主材为聚醚多元醇，为防水施工单位专用材料，使用此材料的目的是为了延长变形缝的防水寿命。灌注深度约为3cm。如图9-图11 所示。

图9 一次灌浆效果图

图10 二次灌浆效果图

图11 灌浆剖面图

5 排水系统

充分利用结构排水体系：因地道底板顶部侧面防撞墙边设置40cm 宽矩形排水沟，沟底与底板顶面同标高。底板顶面设置厚度≥8cm 混凝土铺装，铺装在变形缝处断开，该铺装可作为暗沟将变形缝处渗水排至边沟处，可保证上方沥青地面干燥。如图12 所示。

6 结语

变形缝是相对薄弱的环节，受到施工工艺、质量、地下水位的影响，发生渗漏水，渗水亦是地下工程中处理的重难点，根据渗漏点的位置、地下水位情况、地质情况，选择合适的处理工艺，采用堵漏王封堵处理+隽隆单组分聚脲注浆液+聚醚多元醇等防水系统专业材料进行处理，结合底板的排水系统，进而提高底板的防水效果，对于投入后期的运营具有重要作用，同时也为类似工程提供借鉴。