频繁振动区域地下管廊渗漏的治理

　　摘要：本文以青岛钢铁厂供排水长402#泵站地下管廊为例，简单介绍了频繁振动区域地下管廊渗漏的治理，仅供参考。

　　关键词：地下管廊;渗漏水;震动区域;治理;

　　1、工程简介

　　青岛钢铁厂供排水长402#泵站地下管廊始建于上世纪六十年代，是供应青钢大高炉冷却循环系统的配套设施，管廊为双孔整体全封闭钢筋混凝土结构，顶板及底板混凝土厚700mm，外侧墙、内隔墙混凝土厚500mm，管廊沿纵向间距25-30m设置一道结构沉降缝，缝宽30mm。单孔矩形断面尺寸为4.65m(宽)×4m(高)，总长度为261.57m。建筑埋深为-7.0m,混凝土强度等级为C25,抗渗标号S8，整个地下管廊渗漏水相当严重，不仅给工作人员日常维修带来诸多不便，而且持续、大量的渗漏水使混凝土结构和内部钢筋、配套设施和循环输水管道受到了严重的腐蚀，给青钢大高炉的正常生产带来了严重的危害。

　　2、地下管廊渗漏水的主要形式

　　经现场勘查，管廊的渗漏水量为400-600L/(hr)，严重部位呈线状漏水。水质无色无味，渗漏水部位和积水处有白色固结体。顶部“冰凌状”白色固结体长达300mm，下部底板及输水管道表面白色固体结体厚度达30-100mm，局部混凝土结构表面有蜂窝疏松现象，从混凝土结构裂缝处发现结构内部也存在蜂窝。沉降缝半数以上严重漏水，结构裂缝、穿墙管及多处预埋件根部也向管廊内渗水和滴水。

　　地下管廊主要由以下几种渗漏水形式：

　　1、线状渗漏：地下管廊共有8条沉降缝，半数以上严重漏水。其中距离廊入口70m处的沉降缝经常处于震动之中，该处的结构裂缝达10多处，从顶板延伸到侧墙，漏水尤为严重。整个管廊的顶板、侧墙结构裂缝累积达300多延米，缝宽从0.5—4.0mm不等，从滴水到线流。

　　2、大面积渗漏：主要出现在混凝土结构侧墙表面，表现形式为大面积潮湿出汗。

　　3、点状渗漏：主要在穿墙管根部、预埋件、接线盒等处渗水和滴水。

　　3、渗漏水原因分析

　　根据资料和现场勘查情况判断，渗漏水原因主要有以下几点：

　　1、结构因素：地下管廊钢筋混凝土结构内部存在着蜂窝，从结构裂缝或凿开结构表面可观察到，这是由于当时施工条件的限制及人为因素，在浇筑混凝土的过程中，水灰比控制不合理、砂石级配达不到要求，局部振捣不到位，致使混凝土密实度降低，抗压强度、抗拉强度达不到标准，一旦混凝土结构受外力作用时，很容易开裂，产生渗漏水现象。

　　2、外部环境因素

　　管廊上部为大高炉工作区，荷载分布不均、火车来往频繁，常年的频繁震动导致结构多处开裂;在沉降缝部位，由于频繁震动导致橡胶止水带与混凝土接触面脱开，产生严重的渗漏水现象;另外，管廊地处沿海，常年雨水充沛，地下水丰富，当管廊结构出现缺陷时，导致管廊内部产生大面积渗漏。

　　3、维护原因

　　该厂虽然对已渗漏的沉降缝、结构裂缝等部位进行了多次维修，渗漏问题一直没有得到根本的解决。在维修过程中不但没有止漏，还把原有的止水带破坏，给下一步的维修造成很大困难。

　　4、技术方案

　　经过对渗漏水原因进行分析，依据GB50108—2001《地下工程防水技术规范》，按照“刚柔并济，多道防范、防排结合、综合治理”的原则，制定了以水活性化学灌浆为主，弹性密封和刚性封堵互补增强的多道复合防水堵漏技术方案。

　　4.1材料选择

　　1、水活性化学灌浆材料

　　由于地下管廊地处于载荷分布不均、频繁振动地带，沉降缝中安装的橡胶止水带已失去防水“屏障”功能，活动的结构裂缝，要求灌浆堵漏材料具有很好的弹性、延伸性、与止水带及钢筋混凝土有很好的粘结性及耐久性，从而很好地修复裂缝，达到长期止水的目的。通过对国内外多种活性灌浆材料的筛选，我们选择了比利时De neef(迪尼夫)公司提供的聚氨酯水活性灌浆堵漏材料及其配套机具和施工工艺方法。这种水活性灌浆材料有两种类型，一种为斥水型弹性止水灌浆液，一种为斥水型硬质止水灌浆液。

　　(1) 水活性斥水型弹性止水灌浆液

　　斥水型弹性止水灌浆液专用于修补混凝土结构中的移动缝或沉降缝、隧道管片之间的接缝维修、隧道管片背后的帷幕灌浆。当它未形成泡沫时，是一种乳白色、不易燃烧的液体，当它与水接触时，灌浆液便快速膨胀(取决于温度和催化剂加入量)固化，形成有韧性和弹性的闭孔泡沫，在接缝或裂缝中形成柔弹性的填充物，这种泡沫通常不会受腐蚀环境的影响。

　　(2)水活性斥水型硬质止水灌浆液

　　斥水型硬质止水灌浆液专用于填充大空隙如岩石裂缝断层、卵石层、混凝土结构之接缝或裂缝。借助于高压、高速来隔绝水上涌。它未形成泡沫时，斥水型硬质止水灌浆液是一种深咖啡色，不易燃烧的透明液。当它与水接触时便快速膨胀，固化形成坚硬的闭孔泡沫，这种泡沫可耐大多数有机溶剂、酸碱和微生物。

　　2、水泥基渗透结晶型防水材料

　　水泥基渗透结晶型防水涂料是一种刚性防水材料，与水接触后材料中含有的活性化学物质通过水这种载体向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶，堵塞毛细孔道，从而使混凝土致密。没有水时，水泥基渗透结晶防水涂料的活性成分会保持静止状态。当再与水接触时就会被激活产生新的晶体，具有独一无二的自我修复能力。因此，在治理该管廊混凝土结构表面潮湿出汗时选用了水泥基渗透结晶的防水材料。

　　3、单组份接缝膨胀止水胶(SM胶)

　　在修复沉降缝时需填充腻子型遇水膨胀胶，由于条件的限制，需要一种即具有粘结剂作用又有遇水膨胀功能的嵌缝止水胶。比利时DE NEEF(迪尼夫)公司提供的预防水系统中SM胶满足了修复工艺的要求。单组份接缝水膨胀止水胶是一种遇水膨胀、有很好粘结性的嵌缝胶，具有双重密封功能。当它与水接触时，单组份接缝水膨胀止水胶至少可以膨胀250%，即可密封平整、干燥的表面，也可以用于凹凸不平、潮湿的表面，而且它的适用温度和环境非常广，无论它在何种场合，它的粘结性和充填性都能即刻产生，如果缝内有水，止水胶膨胀产生密封压力，从而阻止水的渗入。

　　4.2 施工工艺

　　1、沉降缝的渗漏水治理

　　(1)破损的橡胶止水带沉降缝的治理

　　①沿裂缝剔凿深150mm，宽60—80mm的“V”型槽，清除原填充物到橡胶止水带位置，再用水冲洗，去除缝中的灰尘和碎片。用Φ8mmPVC增强注浆导管贴紧止水带，嵌填麻丝至沉降缝表面150mm处，漏水压力较大时，可间隔0.5m左右分段填充，同时用刚性材料进行封堵，封堵深度视水压及预注浆压力而定，形成一个注浆通道。当水压过大时，需先抽管引流泄压，抽管间距6—8m，预留Φ8mmPVC增强注浆导管，长度为1m左右。(用比利时De neef公司公司提供的专用预埋注浆管，整条缝可一次安装埋设到位)。待整条沉降缝注浆通道做好加固后，就可以准备开始注浆。

　　②配制水活性灌浆液和调配催化剂用量。

　　为了使灌浆材料具有需要的弹性和延伸性，适当抗拉强度及抗压强度，按3：1比例配制斥水型弹性止水灌浆液(Flex)和斥水型硬质止水灌浆液(cut)。根据现场的温度、湿度、预注浆量、操作时间、灌浆效果及浆液的聚合反应时间，确定浆液的催化剂用量。现场温度为25—30℃，湿度在80—90℃，预计注浆量2-3kg/m，聚合反应时间为3min，浆液的催化用量定为3—5%。然后把催化剂加入到搅拌均匀的浆液中，用塑料棒轻轻搅动，待均匀后开始注浆，先从第一个注浆导管注入浆液，缓慢地将压力从0.5MPa提高到3MPa,直到浆液从下一个注浆导管流出。一次灌浆结束后待24小时候后再进行二次补充灌浆。

　　③二次补充灌浆

　　待浆液完全固化后，检查一下沉降缝是否漏浆，然后进行二次补充灌浆。

　　在沉降缝两边距中心线200—250mm的位置，以45度角度钻孔。贯通到沉降缝内，直线孔距600mm，缝两边交错孔距300mm左右。在孔中安装并紧固注浆嘴，一次向注浆嘴内注浆。应小心缓慢加压，压力从0.5MPa到3MPa，以免过大的压力破坏刚性封堵面层，浆液的聚合时间宜控制在15—20min左右，目的是浆液能够渗透到更细小的缝隙中，填补第一次注浆的缺陷(如果浆液能够渗透到橡胶止水带与混凝土接触面之间，效果会更好)。

　　注浆结束4小时后发现，潮湿的混凝土表面、沉降缝两侧混凝土表面呈现发白、干燥现象。

　　④密封防水加固

　　该管廊结构已有数十年的历史，大幅度沉降和水平方向收缩已基本完成。频繁的振动是后期治理渗漏的难题，刚性封堵的加固在一定时间内会出现裂缝，为防止结构沉降缝两侧毛细孔作用以及对沉降缝的进一步加固，需要弹性密封材料及刚性材料做进一步的封堵、加固。

　　用单组份水膨胀嵌缝胶(SM)涂到加固层表面，厚度1.0—1.5mm，粘贴5mm厚腻子型遇水膨胀止水条，用于快干水泥封堵抹平。

　　(2)、未破损的橡胶止水带沉降缝的修复

　　沿裂缝剔凿深150mm左右，宽60—80mm的“V”型槽，清除原填充物到橡胶止水带位置，再用水冲洗，去除缝中的灰尘和碎片。向沉降缝中填充麻丝至表面150mm处，用水泥基渗透结晶堵漏材料封堵加固，然后做密封防水处理(同上)。

　　在沉降缝两边距中心线300mm左右位置以45度角向橡胶止水带方向钻孔，穿过混凝土中橡胶止水带20—30mm，必要时计算一下钻孔的长度，或者用肉眼观察从孔洞出来的粉末中是否含有橡胶粉末。确保钻孔切割橡胶止水带。直线孔距600mm、交错孔距300mm左右安装注浆嘴，浆液配制同上。

　　从第一个注浆嘴一次注浆，缓慢将压力从0.5MPa提高到5MPa，直到将夜从沉降缝内渗出。移动灌浆泵接头，到隔壁孔中继续注浆。灌浆全部结束后，再回到第一个注浆嘴，补浆一次。浆液完全固化后，拆除注浆嘴，用快干水泥填堵抹平。如果混凝土中钢筋较密不宜钻孔，可按破损橡胶止水带修复方法治理。

　　2、结构渗漏的渗漏水治理

　　在结构裂缝两边距缝300mm左右位置，顺缝方向400—500mm，交错孔距200—250mm，以45度钻孔，确保在钻孔切割裂缝，钻孔间距的布置与裂缝的宽度有关，缝宽孔距可大些，缝窄孔距可小些。用水冲洗裂缝，去除裂缝中的灰尘和碎片，提高浆液在裂缝中的渗透性，同时水又会提高浆液的活性。

　　浆液的配制和注浆方式同上

　　3、穿墙管及预埋件的渗漏水治理

　　(1)穿墙管渗漏治理

　　沿穿墙管管根四周剔凿深100mm左右，宽50mm左右槽，清除灰尘和碎片。在槽底部放置Φ800mmPVC增强注浆管(也可用比利时De neef公司提供的专用预埋注浆管，整个缝可一次安装埋设到位)，并用水泥基渗透结晶速凝堵漏材料封堵加固，在管外壁四周形成一个注浆通道，并抽管引流泄压。抽管间距500—800mm，预留Φ800mmPVC增强注浆导管，长度为0.5m。封堵加固后，开始注浆。注浆方法和浆液配制同沉降修复治理。浆液固化后，切掉注浆导管，用快干水泥封堵。

　　(2)预埋件的渗漏治理

　　地下管廊预埋件主要有三角支架、顶板灯座、侧墙线盒，虽然体积及所占位置很小但操作难度大，必须精心施工，方可治愈。

　　三脚架预埋件渗漏集中在预埋螺栓，从螺栓向外渗水，治理方法是距螺栓200mm处钻孔，然后埋注浆嘴注浆，浆液固化后用快干水泥抹平。线盒的渗漏治理，沿线套管四周剔凿深100mm、宽50mm“V”型槽，数值埋设Φ8mmPVC增强注浆管中注入浆液，缓慢加压直至浆液充分渗透后停止注浆，待浆液固化后切割PVC管，用快干水泥抹平。

　　4、大面积潮湿渗水的治理

　　(1)清理基面，用钢丝刷整体清理一次。

　　(2)填补孔洞和墙面缺陷(用水泥基结晶型堵漏材料)。

　　(3)将2份的清水(水内要求无盐和无有害成分)倒入5份的水泥基渗透结晶干粉中(体积比为水：干粉=2:5)，然后用手提搅拌机搅拌均匀(约3—5min)，每次调制浆料尽可能在30min用完。

　　(4)用硬毛刷箱子涂刷两遍，每层要求涂抹均匀。

　　在第一遍防水涂层完成后，用手指轻压无痕，4h后即可进入第二遍防水涂层施工，如太干应先喷水湿润养护，防水层搭接宽度为100mm，在搭接处用水湿润后直接施工防水层。在第二遍防水涂层施工完毕后，应进行喷水养护处理。

　　5、效果分析和总结

　　采用上述方案，堵漏效果良好，尤其是对震动部位的堵漏处理，充分合理的发挥水活性灌浆材料的高弹性、低粘度、渗透性强，以及耐久性好等性能优势。工程竣工后，经过一个冬夏循环及海水上涨和大雨考验，未出现任何质量问题，完全达到预期效果。