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地铁漏水怎么处理,轨道交通漏水治理实例分析

前言

工程概况

渗漏的原因分析

化学灌浆控制渗漏水机理

治理材料

灌浆设计

治理灌浆施工

地铁漏水怎么处理?本文以广州员村地铁站修缮工程为例,介绍该工程由于受施工环境限制、原防水层失效,地下水压挤破混凝土裂缝、蜂窝及施工缝等构造薄弱部位,造成大面积渗漏,普通堵漏效果差,采用壁后防水帷幕化学灌浆等技术治理后,与板底、地梁、承台板、侧壁等部位形成包裹的复合体,达到整体结构堵漏,结构稳定,效果显著。

地铁漏水怎么处理,轨道交通漏水治理实例分析1

一、工程概况  

广州员村地铁站为轨道交通地下多桩承台基础、多条线路交汇、四层交叠设置结构,深度负50-70米,位于珠江边,地下水丰富,水位高、压力大,主体已完工后,由于受施工环境限制、原防水层失效,地下水压挤破混凝土裂缝、蜂窝及施工缝等构造薄弱部位,造成大面积渗漏。前期采用发泡聚氨酯等进行治理,但几个月后又出现了大量的渗漏,耗费了大量时间和资金,效果甚微,站台从上到下混凝土裂缝、蜂窝及施工缝等构造薄弱部位,渗漏水现象依然非常严重。渗漏缝隙长期积水,降低混凝土的使用性能,渗漏影响站台装修,对地铁运行带来巨大的隐患,严重影响到站台及列车运行安全。  

二、渗漏的原因分析  

渗漏水、渗漏水裂缝及蜂窝产生的主要原因主要如下:  

➢1.员村地铁站所在位置位于珠江边,地质结构复杂,地下水系丰富,水位高、压力大,大量的地下水在站台混凝土壁后周围聚集,地下水长期渗漏冲刷形成活性水通路。  

➢2.浇捣混凝土时温差变化大,混凝土内部膨胀伸缩、湿度不匀、表面干燥、表面塑性收缩等产生裂缝。  

➢3.混凝土浇筑时局部未清理干净,振捣不足或过度振捣使混凝土强度和密实度降低,留下空洞,形成混凝土蜂窝,出现渗漏。  

➢4.混凝土配合比不良,形成水泥含量较多的水泥浆层,胶—骨料过大和砂率过大,养护不当、表面游离水蒸发过快,产生渗漏裂缝。  

➢5.赶工期,在施工中混凝土未达到规定强度过早拆模,施工中不注意钢筋的保护,钢筋移位,施工缝、伸缩缝未按设计规范要求施工等都可能造成混凝土的裂缝。  

➢6.结构外防水层失效,施工中防水材料选择不合理、未采取优势互补的复合防水构造或防水施工不当等原因造成渗漏水。  

地铁漏水怎么处理,轨道交通漏水治理实例分析2

三、化学灌浆控制渗漏水机理  

为了有效的治理站台混凝土结构的渗漏水,采用了超细水泥化学灌浆办法进行大面积的壁后灌浆,在壁后形成包裹混凝土的帷幕。  

渗漏部位的结构层出现裂缝及蜂窝满足不了阻挡水流通过的要求,由于地下水流的冲刷作用壁后地质与混凝土层间出现液化及原防水层失效。采用壁后化学灌浆就是要让水泥及化学浆液在壁后疏松间隙层充填、压密扩展形成抗渗的固结体,壁后混凝土层与粉质粘土层间间隙、碎石垫层等充填固化成不渗透水的复合固结体帷幕,有效阻止水流通过。同时帷幕与板底、地梁、承台板、侧壁等部位粘结在一起形成复合防水整体,整体防水帷幕加强了防水的有效性,加强了承台、地梁及板的结构稳定,从而达到控制结构板渗漏水的目的。  

四、治理材料  

➢1.超细水泥浆-化学浆灌浆材料  

采用普通硅酸盐水泥浆和改性水玻璃化学浆液双液灌浆,改性水玻璃化学浆液以金属盐类、助剂等作为改性材料,所用的水玻璃溶液模数以2.4-2.8为宜,浓度一般控制在30-45Be'范围内,浓度太低,则结石体强度低;太高时,则粘度大,可灌性差,材料消耗也多。灌浆水灰比为0.5左右,根据通浆情况可适当调整水灰比,调节凝固时间,控制灌浆材料的扩散范围,形成壁后帷幕控制抗渗及结构板加固。  

➢2.高渗透改性环氧树脂灌浆材料

高渗透改性环氧树脂灌浆材料是指具有优异渗透性、可灌性好,能渗入微米级的岩土孔隙、裂缝,在自然状态下能在混凝土表面通过毛细管道、微孔隙和肉眼看不见的微细裂纹渗入混凝土内,能在压力下渗入渗透系数为10-6cm/s至10-8cm/s的低渗透软弱地层或夹泥层中,是性能稳定的补强、粘结、堵漏材料。该材料加固密实砂浆层、骨料、提高砼体强度,保护钢筋、增强钢筋与砼体充填粘结,经灌浆处理后的裂缝不重新开裂、不渗漏。  

➢3.丙烯酸盐灌浆材料

丙烯酸盐材料是有一定浓度的单体、交联剂、引发剂、阻聚剂等组成,丙烯酸盐浆液粘度低,可灌性好,浆液按水:丙烯酸盐=70:30,30%浓度以下的A-Ca,A-Zn和25%浓度以下的A-Mg浆液粘度都不超过4厘泊,除粘度外,可灌性还与浆液对被灌体的亲和性有关。10-30%浓度的丙烯酸盐浆液的表面张力为40-60达因/厘米。与水相比(水表面张力为70达因/厘米)。  

丙烯酸盐浆液更易浸润土粒,对裂缝内微细孔隙有较好的可灌性。  

引发剂浓度对丙烯酸盐浆液的胶凝时间的影响。水:引发剂=99:1,浓度越大,胶凝时间越短,要根据现场水流情况确定引发剂的加入量。  

五、灌浆设计  

(一)壁后帷幕灌浆,壁后灌浆前地质情况调查,分析结构或基础隐患,依据岩土层的颗粒级配、含水量、密度、孔隙比、渗透性、强度、压缩性、承载力等指标,设计灌浆孔和灌浆量,站台灌浆布孔设计。  

➢1.浆液扩散半径(r)的确定,根据地质资料及渗漏水流量、现场灌浆试验数据,确定灌浆扩散半径r值,本工程暂定r值为2.5m。  

➢2.灌浆孔位布置,灌浆孔采取梅花形分布,暂定灌浆孔距为5.0m,根据试灌后再作调整。承台结构板(假如有)钻孔应避开钻孔桩部位,一般承台部位最少保证有一根灌浆管孔。  

➢3.灌浆孔孔深,根据一般情况资料,暂定钻孔深度为穿过结构板原垫层及侧墙二衬(不能钻穿支护连续墙)即可,灌浆管埋设穿过结构板层后采取重力压入少许。  

➢4.灌浆压力,暂定灌浆压力区域边延部位灌浆时分别为0.1MPa~0.2MPa、区域内0.3MPa~0.4MPa,先外围再内部的灌浆次序,在灌浆过程中根据具体情况再作适当的压力调整。  

➢5.灌浆量,主要在间隙层进行充填或对粉质粘土进行压实。灌浆后在0.3MPa下恒压通浆10分钟即可移至下一孔位注浆,根据实际情况可作重复注浆,直至基层不再渗漏水为止。  

➢6.特殊部位施工,对于蜂窝等比较薄弱的部位,采取多次重复灌浆充填及压实处理。  

➢7.灌浆结束标准,在规定的灌浆压力下,孔段吸浆量小于0.6L/min,延续30min即可结束灌浆。  

灌浆后,壁后周围间隙经灌浆渗透固结形成不渗漏水的复合介质层,即达到阻止水流通过的目的。  

(二)小渗漏的修复,壁后灌浆后渗流量变小或渗流量小的渗漏,沿渗漏部位或裂缝埋设注浆止水针头,采用丙烯酸盐或高渗透改性环氧树脂灌浆材料堵漏。

六、治理灌浆施工  

➢1.施工前使用检测设备对所有渗漏水部位进行诊断,查明渗漏水及壁后空鼓情况,分析水源通道,选用灌浆设备。针对地质条件和水位压力,本工程选择灌浆设备为BW-150或BW-250泥浆泵,筒体制浆搅拌机。  

➢2.施工工艺  

①施工顺序,根据现场施工条件、工程地质条件和灌浆方法等,施工顺序采取从外围往里的方式进行,地下层情况特殊采取从一边往另一边的方案进行,达到充填固结即可。  

②施工程序,成孔→安放灌浆管并孔口封堵→搅浆→灌浆→封孔。  

③施工技术要点,采取抽芯成孔钻头方法钻孔,灌浆管安放及孔口封堵。  

④搅浆先往搅拌浆筒内注入预定的水量并开动搅浆机后,再逐渐加入425#普通硅酸盐水泥直到预定的用量,搅拌3min~5min后将浆液通过过滤网流到储浆筒内待灌。  

⑤灌浆采用低压(小于0.1MPa)或自流式灌浆,当吸浆量较大时采取间歇灌浆,终灌时的压力要达到规范使用要求。  

➢3.灌浆结束后及时封孔。  

➢4.特殊情况下的技术处理措施,在灌浆过程中,当浆液从附近其他钻孔流出即串浆,采取如下方法处理:加大第一孔序的孔距,在施工组织安排上,适当延长相邻两个孔序的施工时间间隔,使前一孔序的浆液基本凝固或具有一定强度后,再开始后一孔序的钻孔。串浆孔若为待灌孔,采取同时并联灌浆的方法处理,如串浆孔正在钻孔,则停止钻孔并作封孔处理,待灌浆完后再恢复钻孔。  

➢5.壁后灌浆后渗流量变小或渗流量小的结构裂缝、施工缝、冷缝、断裂缝、孔洞、孔涌等,采用针孔法注浆堵漏,埋设注浆管,用高压水向灌浆嘴内注水,将缝内粉尘清洗干净,观察封缝效果和浆液通道质量,做压水试验,使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注丙烯酸盐或高渗透改性环氧树脂灌浆材料,立面灌浆顺序为由下向上;平面可从一端开始,单孔逐一连续进行。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,经检查各孔无渗水现象时,即用环氧胶泥等封闭材料将灌浆口封闭、孔口补平抹光,固化后对维修基面整体打磨平顺。   

七、结语

➢1.壁后化学灌浆帷幕堵漏施工,对透水、涌水、漏水等部位跟踪检查,站台内冒水已经消除,抽芯检查证明浆液将壁后周围通过渗透、充填、压密扩展形成复合抗渗固结体,充填结构间隙,提高土层结构强度,改变持力层力学强度、抗变形能力和土体的均一性,使土体压密和置换,形成复合基层帷幕,填充壁后持力层间隙,充填形成不渗透水的复合固结体,达到控制结构渗漏水。   

➢2.壁后灌浆后渗流量变小或渗流量小的渗漏,采用丙烯酸盐或高渗透改性环氧树脂浆灌浆材料堵漏,经检查站台无渗漏。采用耐水性、低粘度的高渗透改性环氧灌浆材料在施工缝和不规则裂缝中使用,灌浆堵漏的同时又能补强加固,使用弹性的丙烯酸盐灌浆材料能很好地整治隧道运营后震动扰动环境下的渗漏水。  

➢3.超细水泥化学灌浆材料在工程施工已经使用多年,过去是直接使用水玻璃作为固化剂,由于固结体容易风化、崩解,达不到安全要求,改性水玻璃通过改性后,性能优良,与水泥形成的固结体,达到与混凝土同寿命的防水帷幕效果。  

➢4.采用壁后防水帷幕化学灌浆等技术治理后,与板底、地梁、承台板、侧壁等部位形成包裹的复合体,达到整体结构堵漏,结构稳定,效果显著。

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