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无溶剂环氧灌浆材料处理隧道渗漏技术
发布日期:2017-07-28 21:44
无溶剂环氧灌浆材料处理隧道渗漏技术
 
摘  要:介绍了上海打浦路隧道盾构补强工程和南京地铁二号线某区间右线隧道管片修补工程,采用无溶剂环氧灌浆材料对地铁盾构管片出现的渗漏缺陷进行处理的工艺,并比较了国内外无溶剂环氧灌浆材料的性能。
关键词:地铁隧道;盾构管片;无溶剂环氧灌浆材料
 
      地铁隧道的建造过程中,易出现盾构管片衬砌裂缝、盾构管片裂缝渗漏、盾构管片错台、盾构管片混凝土破裂等缺陷。针对这些缺陷,一般采用的是对存在破损区域、错台的管片、环纵缝破损的部位进行环氧嵌缝、碳纤维铺设、聚氨酯堵漏、管片接缝、壁后注浆等处理措施。在这些处理措施中,管片接缝、壁后注浆通常会采用无溶剂环氧灌浆材料进行灌浆处理。
      无溶剂环氧灌浆材料是一种双组分、无溶剂、亲水型的环氧化学灌浆材料,具有高强度、低收缩、耐腐蚀、与混凝土及金属的粘结力强、对潮湿环境不敏感等特点,是一种适用于混凝土、岩石、衬砌空隙层等处补强、加固、防渗的灌浆材料,属 JC/T 1041—2007《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》中的 N 型材料。
      本文选取上海打浦路隧道修补工程和南京地铁二号线某区间右线隧道管片修补工程两个应用案例,介绍无溶剂环氧灌浆材料治理地铁隧道缺陷的工艺与效果。
 
1 上海打浦路隧道修补工程
1.1工程概况
      上海打浦路隧道始建于 1965 年,1971 年建成通车,全长 2 720 m,穿越了整个黄浦江,是全国首条越江隧道。打浦路隧道为 Φ10.2 m 网格挤压盾构,在黄浦江底掘进贯通1 322 m。2009 年,上海打浦路隧道进行了修缮处理。
1.2防渗修补处理工艺
      盾构法施工的隧道,衬砌施工、圆环拼装、隧道掘进等环节的质量会严重影响防水效果。管片接缝、壁后注浆已被看作是与衬砌自身防水、衬砌接缝防水同等重要的防水措施。防水防渗效果出众的注浆材料,配以充分而完善的灌注方式,可以在衬砌接缝、衬砌环外沿四周构筑一道防渗固结层。
      上海打浦路隧道修补工程中,选用的注浆材料是无溶剂环氧灌浆材料。该材料一般的施工流程为:施工前准备→确定注浆部位→埋设灌浆管→止封→检查、止封漏气点→配浆→灌浆→修整灌浆处。
      上海打浦路隧道修补工程以满足隧道防水等级为目标,采取“突出重点、堵排结合、区别对待”的治理措施。治理后,要求隧道结构防水等级为二级,即:不允许漏水(拱顶不得滴水,拱底不得漏泥水);结构表面可有少量湿渍,总湿面积不应大于总防水面积的2/1 000;隧道任意 100 m2防水面积上的湿渍不超过3 处,单个湿渍的最大面积不大于 0.2 m2;隧道平均渗漏量<0.05 L(/m2·d)。
1.3 施工要点
1.3.1 混凝土管片环纵缝、螺栓孔渗漏灌浆处理
      1)注浆材料为无溶剂亲水型环氧灌浆材料。
      2)对于圆隧道管片接缝,先骑缝钻孔埋设单向止逆压环式注浆嘴(钻孔深度≥18 cm),再进行注浆处理;对于螺孔,直接钻孔至螺栓孔内,埋设单向止逆压环式注浆嘴或金属管,再进行注浆处理。图 1 为上海打浦路隧道注浆施工现场。

      3)使用单向止水逆压环式注浆嘴时,注浆压力为2.0~5.0 MPa;使用金属管注浆时,注浆压力为 0.3~2.0MPa。
      4)使用快硬水泥等材料进行封缝处理,如果注浆压力较大,可以将快硬水泥等封缝材料加厚。
      5)钻孔间距为 30 cm 左右,靠环纵缝出水点近的十字接头处为起始孔。
1.3.2 混凝土管片微小裂缝灌浆处理
      混凝土管片的微小裂缝可能会产生渗漏,甚至影响结构的耐久性,应采用低压灌注环氧树脂的方式来进行处理。
1.3.3管片落差、破损部位的处理
      管片落差、破损部位采用环氧胶泥进行填充、修补,保持表面平整。
1.3.4 管片手孔处理
      管片处的手孔先用混凝土界面剂对表面进行处理,再以具有微膨胀性能、快凝(初凝时间≤5 min)的超早强水泥充填密实。
1.4 修补效果
      整个工程使用了 10 t 无溶剂环氧灌浆材料,修补效果良好,达到了隧道结构防水二级的要求,同时起到了加固隧道结构的作用。
 
2南京地铁二号线某区间右线隧道管片修补工程
2.1工程概况
      南京地铁二号线某区间右线隧道共 1 060 环,每环管片宽度 1.2 m,总长 1 272 m。2009 年 5 月27 日出现透水险情,隧道整体发生了沉降。经过一系列的抢救和加撑措施后,隧道沉降趋于稳定,但其右线隧道 1 040—1 060 环处遭受了一定程度的损坏。管片主要受损情况包括:角度混凝土脱落、混凝土裂缝、管片错台、管片变形、纵缝张开、管片渗水等。
2.2修补工艺
      本工程修补工艺与上海打浦路隧道类似。经现场勘查后,对存在破损的区域、管片环缝、存在错台的管片、有锈迹的环缝、纵缝张开的部位,进行了环氧嵌缝、碳纤维铺设、聚氨酯堵漏、管片壁后注浆等一系列措施,然后进行后续钢环加固。钢环壁后与盾构管片的空腔区域,则采用了无溶剂环氧灌浆材料进行灌浆加固防渗处理。图 2 为南京地铁二号线某隧道管片修补工程钢环壁后注浆现场。

2.3修补效果
      该区间隧道1 040—1 060 环盾构管片进行了钢环加固、填充环氧树脂灌浆材料的加固防渗施工,共灌注无溶剂环氧灌浆材料 8 t,修补效果良好,起到了填充、加固、防渗的作用。
 
3国内外材料对比
      现在国内通常采用的无溶剂环氧灌浆材料有国产和进口两类。相对而言,进口材料性能指标高、污染性小、材料稳定性好,但是价格昂贵、且常会出现供货不及时的情况;国产材料各项性能指标比国外产品略低,但也能满足JC/T 1041—2007《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》中 N 型材料的指标要求,且其相对价格较低,供货及时,不会出现因货运问题而制约供货的情况。表 1 为国内外无溶剂环氧灌浆材料的性能对比[1]

      从表 1 可以看出,国外材料和国产材料性能上都符合国家标准,能满足施工需要;在一些具体指标上,国外材料略占优势。上海打浦路隧道修补工程、南京地铁二号线某区间右线隧道管片修补工程,经过优化比选,从经济实用性、供货方便性等方面考虑,最终都选择了杭州国电大坝安全工程有限公司生产的 HK-WG-21无溶剂环氧灌浆材料。
 
4结语
      上海打浦路隧道修补工程和南京地铁二号线某区间右线隧道管片修补工程,选用了国产的 HK-WG-21 无溶剂环氧灌浆材料进行处理,由于材料性能满足设计要求且供货及时,加上施工负责到位,最终修补工程达到了预期的目的。由此可见,国产的无溶剂环氧灌浆材料在处理类似的地铁工程缺陷中,是值得推广的。
 
参考文献:
      [1] 全国水泥制品标准化技术委员会.JC/T 1041—2007 混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料[S].北京:中国建材工业出版社,2007.

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