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注浆堵漏防水又称灌浆堵漏防水,是指利用液压、气压或电化学原理,通过注浆管将由一定的无机材料或有机高分子材料配制成的具有特定性能要求的浆液,采用压送设备将其均匀地注入地层的缝隙或孔洞中,然后使其浆液以填充、渗透和挤密等方式将土颗粒或岩石裂隙中的水分和空气排除并占据其位置,经过一定时间的扩散、胶凝或固化,使原来松散的土粒或裂隙胶结成一个结构新、强度高、防水性能强、化学稳定性良好的整体,从而起到堵漏防渗作用的一种防水方法。
一、注浆堵漏防水的类型
1、按照所采用浆液的不同分类
(1)水泥注浆材料又称颗粒注浆材料,属无机系注浆材料,具有材料来源广泛、施工工艺简单、成本低、强度高等优点,但因其为颗粒浆液,不适用于微小裂隙的注浆,又因其凝固时间比较长,不适用于流动水条件下的堵漏,故其在应用上有一定的局限性,仅适用于无动水压的较大孔洞和裂缝的堵漏工程。水泥注浆材料的品种主要有水泥浆液、超细水泥浆液、水泥黏土浆液、水泥水玻璃浆液等。
(2)化学注浆材料,属有机系注浆材料,具有较好的可注性,且可根据实际需要调整胶凝时间,甚至可达瞬间凝胶,适用于有动水压的微小孔隙及裂缝的注浆施工。常用的化学注浆材料有聚氨酯类、环氧树脂类、丙烯酰胺类等。
2、按照施工时间的不同分类
注浆堵漏防水,按含水岩土地层前后进行注浆堵漏施工的时间不同可分为预注浆和后注浆。预注浆是指当井洞、隧道、地下室等构筑物在开凿前或开凿到接近含水层以前所进行的一类注浆堵漏防水工程。预注浆防水施工可分为地面预注浆、工作面预注浆和帷幕注浆。后注浆是指在井筒、隧道、地下室等构筑物掘砌之后,采用注浆堵漏方法治理水害和地层加固的一类注浆堵漏防水工程。后注浆防水施工可分为堵水注浆、回填注浆和固结注浆等。预注浆适用于工程开挖之前预计涌水量较大的地段或软弱地层;后注浆则适用于工程开挖后处理围岩渗漏及初期壁后空隙的回填。
3、按照进入地层产生能量方式不同分类
注浆堵漏防水按其浆液进入地层产生能量方式的不同,可分为静压注浆和高压喷射注浆。高压喷射注浆又称为旋喷法,是指将注入液形成高压喷射流,借助高压喷射流的切削和混合,使硬化剂和土体混合,达到改良土质目的的一种注浆堵漏防水方法。
4、按照浆液在地层中运动方式不同分类
注浆堵漏防水按其浆液在地层中运动的方式不同,可分为充填注浆、挤压注浆(或劈裂注浆)、置换注浆以及高压喷射注浆。
5.按照施工方法的不同分类
注浆堵漏防水按其采用的方法不同,可分为单液注浆和双液注浆两种方法。双液注浆还可进一步分为双液单注和双液双注两种。单液注浆是将注浆材料全部混合搅拌均匀之后,采用一台注浆泵进行注浆的一种注浆方法[图1(a)],适用于凝胶时间大于30min的注浆。双液单注是采用两台注浆泵或一台双缸注浆泵,按一定比例分别压送甲、乙两种浆液,在孔口混合器混合之后再注入岩层中的一种注浆方法[图1(b)],采用此方法,其浆液的凝胶时间可缩短些,一般为几十秒到几分钟。双液双注是将两种浆液通过不同管路注入钻孔内,使其在钻孔内混合的一种注浆方法,这种方法适用于凝胶时间非常短的浆液,将甲、乙浆液分别压送到相邻的两个注浆孔中,然后进入岩层或砂粒之间孔隙混合而成凝胶[图1(c)],或甲、乙两种浆液靠改变三通转芯阀,用单孔交替注入甲、乙两种浆液,在注浆孔内混合而成凝胶[图1(d)]。
6.按照注浆工艺的不同分类
根据注浆工艺的不同,可分为钻孔注浆、埋管(嘴)注浆和贴嘴注浆三类。
二、注浆堵漏防水的施工要点
1、注浆堵漏防水在建筑工程中的适用范围
(2)采用止水带处理后的变形缝隙,若因止水带与混凝土结构结合不严密,而在止水带与混凝土接触面形成渗漏水通道导致变形缝产生渗漏水时,可采用注浆堵漏的方法,把浆液压入渗漏水通道,使其堵塞漏水;然后再采用嵌填遇水膨胀止水条、密封材料或者设置可卸式止水带等方法进行防水处理。
(3)穿墙管道和各种预埋件部位的渗漏水,可采用注浆堵漏防水的方法快速止水,然后再采用嵌填密封材料、抹防水涂料或砂浆抹面等措施进行防水处理。
2.注浆防水施工常用的机具
注浆机具分为单液注浆机具和双液注浆机具。双液注浆机具可按使用的动力不同,分为电动和气动两种。
3、注浆堵漏施工的顺序
注浆堵漏施工必须以注浆设计为基础,根据注浆工艺流程和施工现场的具体情况合理安排施工程序,一般可参照图2安排施工的程序。
4.注浆堵漏施工的要点
a.布置注浆孔。注浆孔的位置、数量以及埋深,与被注结构的漏水缝隙的分布、特点、强度、注浆的压力、浆液扩散的范围等均有密切的关系,合理布孔是获得良好堵水效果的重要因素。注浆孔位置应选择使注浆孔的底部与漏水缝隙相交的位置,选在漏水量最大的部位,使导水性好;注浆孔的深度不应穿透结构物,应留出10~20cm长度为安全距离,双层结构以穿透内壁为宜;注浆孔的孔距应视漏水压力、缝隙大小、漏水量多少及浆液的扩散半径而定,一般为50~100cm。
b.钻孔。
(a)开孔时要轻加压、慢速、大水量,防止把孔开斜、钻错方向。在钻孔过程中应做好钻孔的详细记录,特别应注意钻孔速度的快慢和涌水情况,由此判断岩石的好坏。
(b)在钻孔时,如遇断层破碎带或软泥夹层等不良地层,为取得准确详细的地质资料,可采用干钻或小水量钻进,甚至用双层岩芯管钻进。
(c)在采用多台钻机同时钻进时,要根据施工现场条件和注浆设备能力,做到钻进和注浆平行作业。多台钻机同时钻进应对钻机进行合理编组,按设计注浆孔的方向、角度,上下左右开孔,开孔时间应先后错开,避免同时钻进造成注浆时串浆,并应做好预防串浆的措施。
(d)在宽2.3~3.5m、高4.2m的导洞内,安装3台TXU-75型钻机同时钻进效果较好。多台钻孔机布置如图3所示。
(e)一般情况下,对设计的注浆孔分批钻进,第一批钻孔间距可大些(即按设计钻孔间隔钻进),第二批钻孔间距小些,最后钻检查孔。根据检查情况决定是否须再追加注浆孔。
(f)采用多台钻机同时钻孔时,要处理好注浆与钻进的平行作业问题。当一个作业面投入三台以上的钻机同时钻进时,为了保证注浆能顺利进行,要准备两套注浆设备和注浆管,对所有注浆孔要进行合理安排,上下左右位置开孔前后都应错开。在采取了这些措施之后,仍要防止串浆,要做好防止串浆的技术措施。
(g)在钻孔过程中,若遇到涌水,则应停机,测定涌水量,以决定注浆方法。
c.埋设注浆嘴。在一般情况下,埋设的注浆嘴不应少于两个,即设一个排水(气)嘴,一个注浆嘴,如单孔漏水亦可顶水造一孔,埋一个注浆嘴。
压环式注浆嘴插入钻孔后,可用扳手转动螺母,即压紧活动套管和压环,从而使弹性橡胶圈向孔壁四周膨胀并压紧,使注浆嘴与孔壁连接牢固;楔入式注浆嘴缠麻(缠麻处的直径应略大于孔直径)后,用锤将其打入孔内;埋入式注浆嘴的埋设处应事先用钻子剔成孔洞,孔洞的直径要比注浆嘴的直径略大3~4cm,先将孔洞内部清洗干净,然后用快凝胶浆把注浆嘴固定于孔洞内,其埋深应不小于5cm。
d.封闭漏水部位。注浆嘴埋设后,除了注浆嘴内漏水外,其余凡有漏水现象或有可能漏水的部位(在一定范围内)都应采取封闭措施,以免在注浆时出现漏浆、跑浆现象,各种形式的渗漏水的封堵应符合设计要求。
e.注水试验。注水试验应设置在埋设注浆嘴和漏水处封闭之后,并具有一定的强度方可进行。经过试验,计算注浆量、注浆时间,为确定浆液配合比、注浆压力等提供参考,同时观察封堵情况和各孔的连接情况,以保证注浆的正常进行。
a.安装并检查注浆机具,以确保能在注浆堵漏施工中安全使用。
b.选择其中一孔进行注浆(一般选择在较低处及漏水量较大的注浆嘴),待多孔见浆后应立即关闭各孔,仍持续压浆,注浆压力应大于渗漏水压力,使浆液沿着漏水通道逆向推进。当注浆压力和进浆量达到设计要求时,则可停止注浆,立即关闭注浆嘴(为防止浆液回流而堵塞注浆管道,应先关闭注浆嘴的阀门,再停止压浆)。注浆结束后,应将注浆孔及检查孔封填密实。
c.采用水泥水玻璃浆液时,一般采用先单液注浆后双液注浆、由稀浆到浓浆的交替方法。要先打开水泥浆泵,用水泥浆把钻孔中的水压回裂隙,再打开水玻璃泵,进行双液注浆。在注浆时,要严格控制两种浆液的进浆比例。一般水泥与水玻璃浆的体积比为1:1~1:0.6。在注浆初期,孔的吸浆量大,采用水泥水玻璃双液注浆可缩短凝结时间,控制扩散范围,以降低材料消耗和提高堵水效果,到注浆后期可采用单液水泥浆,以保证裂隙充堵的效果。对于裂隙不太发育的岩层,可单独采用水泥浆,但浆液不宜过稀,其水灰比以2:1~1:1为宜,注浆压力要稍高,以便于脱水结石。
d.注浆后,应立即清洗注浆机具,以便于下次使用,使用水泥浆液的注浆机具可采用清水冲洗,使用聚氨酯的注浆机具可采用丙酮或二甲苯清洗。
e.待浆液凝固后,剔除注浆嘴,观察注浆堵漏的效果,必要时可重复注浆。
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