化学灌浆法在地铁结构裂缝治理中的试验研究
【摘 要】 本文论述了化学灌浆法修补裂缝的特点、工艺流程和效果检测，并介绍了其在天津地铁工程中的试验情况，证明了化学灌浆法是地铁混凝土结构裂缝治理的较优方法。
【关键词】化学灌浆法 混凝土 裂缝
0绪言
地铁主体结构出现裂缝后，地下水就可以直接渗入到地铁的主体结构内，不仅影响到地铁结构的正常使用，而且严重地危害到地铁结构的寿命。因此，地铁主体结构—旦出现裂缝，就必须对其进行治理。
天津地铁一号线工程全长26．2km，该工程利用了7．4km的天津地铁既有线。既有线建成于1984年，经过近20年运营，其主体结构出现了不同程度的缺陷与病害，例如：混凝土结构裂缝、局部剥落、露筋、沉降缝防水失效、结构渗漏水等等。因此，在天津地铁一号线工程实施过程中，就必须对既有线主体结构出现的缺陷与病害进行全面彻底的治理。为此，天津地铁公司与天津大学合作，在市建委立题《天津地铁既有线主体结构性能检测及病害治理措施的应用研究》，目的就是针对天津地铁既有线主体结构出现的不同病害，提出具体可行的治理办法，为天津地铁既有线的改造寻求最优的改造方案。关于结构裂缝的治理，我们通过在天津地铁工程现场试验，确定化学灌浆法是治理天津地铁既有线结构裂缝的较优方法。
化学灌浆法是修补和补强混凝土结构缺陷或裂缝的常用方法之一，它是通过专用设备，向裂缝中注入高分子化学浆材，经聚合、交联等化学反应生成高聚物，使被处理的部位胶结、增强与加固并形成整体，达到防渗、堵漏和加固的目的。目前，化学灌浆法已被广泛地应用于大坝坝基基础加固和防渗、地下隧道开挖、混凝土缺陷修复等诸多工程领域。
1 化学灌浆法的特点
根据灌浆的目的和用途，化学灌浆法可分为两类：一类为补强灌浆，可向裂缝中灌人环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类等灌浆材料。另一类为防渗堵漏灌浆，可向裂缝中灌入丙烯酰胺类、木质素类等灌浆材料。
化学灌浆的特点是：可灌性好、渗透力强；充填密实，防水性好，浆材固结后强度高，且固化时间可以任意调节，能够保证灌浆操作顺利进行。
2 化学灌浆法修补裂缝工艺流程与效果检测
2.1工艺流程
现场裂缝调查→凿缝→清缝→布孔埋管→封缝→灌浆→封孔
(1)现场裂缝调查
在进行化学灌浆前，应首先进行现场调查，了解裂缝的成因、地下水的渗漏情况、环境条件、地质情况等，充分掌握现场第一手资料和数据，以利于施工。
将裂缝周围的渗漏水排走或用棉纱吸擦干，以确定裂缝的准确位置、宽度、深度等情况。裂缝的宽度可用精确钢尺进行测量，也可用读数显微镜进行量测。裂缝的深度一般用钢丝和放大镜进行探测。对于混凝土结构重要部位的裂缝，应通过钻孔取样进行室内试验，以确定其深度与走向。复杂条件下，可用钻孔摄像、钻孔电视或超声波等方法进行检查。
(2)凿缝
人工除去裂缝周围砂浆保护层，将裂缝开凿成u型槽，槽深3-5cm，槽宽应以将松软漏水的混凝土清除为原则，宽度宜为2～3cm。
(3)清缝
将糟内的残碴清除，并用棉纱擦干或用氧乙炔气烘干，严禁缝槽内有水或残碴。
(4)布孔埋管
在裂缝两侧布置注浆孔，注浆孔位置预埋一定长度的注浆管，注浆孔的数量按裂缝越宽间距越大的原则布置，每条缝不得少于两个注浆孔。
(5)封缝
埋好注浆管后，用水泥水玻璃混合浆液浸缝，然后再用混凝土砂浆(或环氧树脂砂浆等)将裂缝封顶抹平。
(6)灌浆
在灌浆前，应首先选择灌浆材料，按工程需要将灌浆材料的粘度、固结体硬度及固化间的指标通过试验调整到最佳，用注浆泵(也可用手压泵或注缝器等)把浆材压灌入裂缝中。为了提高裂缝灌浆的质量，可采用真空灌浆技术，它是在裂缝的一端用真空泵对裂缝抽真空，使裂缝内产生0．1MPa的真空度，然后用注浆泵将灌浆材料从裂缝的另一端灌人。该工艺的技术优点是可以提高裂缝灌浆的饱满度、密实度和耐久度。
(7)封孔
灌浆达到要求后，切除高出混凝土表面的注浆管，并进行表面修整处理。
2．2效果检查
(1)盖帽检查法
在埋好注浆管12-24h后，用胶管套盖在注浆管头上，再用铁丝捆扎，然后观察周边是否还有水渗漏，即可判定埋管和封缝质量。
(2)表观检查法
在灌完浆24h后，用肉眼或手触摸补灌混凝土结构的干爽情况，即可定性检查灌浆质量。
3 化学灌浆法在天津地铁工程中的试验情况
天津地铁工程某段主体结构工后出现数道裂缝，宽度为0．2-0．4mm，长度为0．8-1．8m，多发生在结构侧墙，少量裂缝为贯穿裂缝，且已出现了不同程度的渗漏情况。对于出现的裂缝，我们采取先观察后修补的原则进行处理，即先观察裂缝的发展情况，待裂缝发展较为稳定后再进行灌缝修补。试验采用丙凝、氰凝为主要材料对裂缝进行了灌浆处理，取得了较好的效果。
施工采取的具体方法是：采用真空泵吸水降低裂缝处水压，并对裂缝进行凿缝处理，形成“u”型槽，然后在“u”型槽中按方案设计的位置下注浆管(亦做导水管用，将裂缝渗出的水引走)，然后 用快硬性水泥砂浆将“u”型槽抹平。注浆按由下至上顺序进行，当裂缝中的水被全部排出、上部注浆管流出新鲜浆液时停止灌浆，然后进行下一施工段的灌浆工作。由于是地下工程，灌浆过程中采取了通风措施。
4 结束语
实践表明：化学灌浆法是修补地铁混凝土结构裂缝较优方法，它具有简单、方便、快速、有效等诸多优点，不仅可以起到防渗堵漏的作用，而且还有一定的结构补强加固作用。此外，灌浆材料的选择是保证裂缝修补效果的关键，合理的灌浆顺序为先灌渗水量小的后灌渗水量大的；先灌外围的后灌内部的；允陕速后慢速；先低压后高压；稳压时间利、于15～30min为宜。渗水量较大的裂缝，其防渗堵漏工作难度较大，应多次重复灌浆效果较为理想。
参考文献
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