张克勤
(上海凯悦建设咨询监理有限公司,上海 210063)
船坞工程渗水漏砂影响船坞的正常使用,长期的渗漏会造成船坞减压排水系统的破坏,影响坞底的结构强度。更严重的是漏砂会造成地坪的局部塌陷,是一项严重的安全隐患。为此,必须对船坞底部的渗水漏砂现状进行处理。笔者结合工程监理的实例,就处理船坞工程渗水漏砂问题的合理可行的实施方案,作一技术上的交流。
本船坞工程位于江苏省江都市沿江开发区船舶产业带,距江都市约 25 km,沿江而下距长江吴淞口约 198 km。1号船坞为5万 t 级,长 230 m、宽 54 m;2号船坞为3万 t 级船坞,长 195 m、宽 48 m。1号和2号船坞的坞室及坞首底标高均为-5.8 m,坞门槛标高为-4.8 m,坞首及坞室顶标高均为+5.8 m。
坞首和坞室均采用分离式结构,底板下采用 PHC 管桩。坞室墙采用预制板桩和PHC 管桩组合成的锚定结构,坞室底板采用格梁上现浇混凝土板,形成相对隔水层。格梁现浇时预埋第三代透水软管,地下渗水通过透水管排入坞首处集水坑排出;坞室内地表水通过明沟排入坞首集水坑。坞室外围由 22 cm 地连墙围封形成止水帷幕;坞首四周有 45 cm 地连墙围封形成止水帷幕。坞室内的输水阀门布置在坞门上,排水泵布置在坞首中墙内,采用真空自吸泵排除坞室内雨水、渗水。
因该工程紧邻长江且地质条件复杂、施工难度大,施工期间采取了各种措施以确保工程质量。经过 4年运行,船坞整体情况良好。但是,2号船坞东侧排水沟局部出现了渗水漏砂现象。
经过在现场详细的考察观测,船坞存在的渗水漏砂点主要集中在坞墙伸缩缝、廊道下阴角缝以及排水沟底部阴角接头缝等部位。排水沟的渗水漏砂存在两种情况:一种情况是坞室底板透水软管破损导致地下水带砂流出;另外一种情况是由于排水沟底部混凝土存在局部“烂根”,从而出现渗水漏砂现象。
为了使船坞更好地发挥使用功能以及考虑船坞结构在后续使用期间的安全等因素,监理提出需对渗漏部分进行堵漏处理。
在治理结构变形缝、接头缝等渗漏水情况时,若缝隙已停止变形,可采用钢性材料堵漏;若缝隙还有可能变形,则需要采用柔性材料进行堵漏。
根据本工程的实际情况,考虑采用钢柔相结合的带水带压、用嵌缝法和高分子注浆法相结合的方法进行堵漏的技术方案。
高分子化学灌浆料是一种快速高效的防渗堵漏材料,适用于加固砂土地基、坝基帷幕灌浆、地下工程止水堵漏、加固坝基泥化夹层和断层破碎带。高分子化学浆材品种较多,有环氧树脂类、丙烯酰胺类(丙凝)、聚氨脂类(氰凝)、木质素类等。在地基化学灌浆中常用的高分子化学浆材是丙烯酰胺类和聚氨脂类。丙烯酰胺类浆材由主剂丙烯酰胺和各种外加剂组成。浆液的黏度接近于水、可灌性好;浆液凝固后,凝胶不透水,耐久性和稳定性好。浆液被广泛用于岩石细裂缝、中细砂层的防渗灌浆和动水堵漏工程。这类浆材有一定毒性,会污染空气和地下水。聚氨脂类浆材以多异氰酸脂和聚醚树脂等为主剂,再掺入各种外加剂配制而成。浆液灌入地层后,遇水反应生成聚氨脂泡沫体,能起加固地基和防渗堵漏作用。聚氨脂浆材分为水溶性和非水溶性两类。水溶性聚氨脂能与水混溶,并与水反应生成含水胶凝体;非水溶性聚氨脂只能与有机溶剂混溶。聚氨脂浆材的黏度低、可灌性好、结石强度高,安全可靠,不污染环境,操作简便,经济效益高。聚氨脂浆材有以下一些特点:具有良好的亲水性能,水既是稀释剂又是固化剂,浆液遇水后先分散乳化进而凝胶固结;可在潮湿或者涌水情况下进行灌浆,对水质适应性强,在海水和pH 值为3~13的水中均能固化;固结体经急性毒性试验属实际无毒类;固结体为弹性,遇水可膨胀,具有弹性止水和以水止水的双重功能,适用于变形裂缝的防水处理;可以任何比例配制用于不同强度和不同水膨胀倍数的材料。
(1)仔细摸查现场渗水流砂点,确保掌握现场实际的漏沙情况。
(2)审核堵漏施工方案。
(3)参加技术交底会议;实施堵漏施工过程监理旁站。
(4)检查防水材料的各项技术性能指标是否符合国家规范要求;现场进行取样复核验证,获得质量检测报告或其他有关材料质量的证明文件。
(5)注浆前应对注浆系统进行全面检查;检查注浆阀、管及压力表等器件的接头部位是否牢固,阀头是否拧紧。以免引起爆管和串浆事故。
(6)旁站注浆过程,密切注意压力表、流量、时间等参数;对吃浆量大的部位,监理旁站时应关注注浆是否采用间歇方法。
(7)按照施工方案,实施过程控制及验收。
堵漏工艺:混凝土渗漏部位的表面处理→埋管封闭→预埋注浆嘴→压水试验→配料→反压注浆→封孔。
用专用工具将伸缩缝进行铣缝开槽并做成 U 形槽。一般来说,U 形槽宽为3 cm~5 cm,槽深为4 cm~10 cm;开槽时U 形槽两侧必须打毛,将缝隙内所有填充物清理干净并用水进行冲洗,以便于观察渗漏点、裂缝大小分布情况、漏水量及水质分析等。
对于伸缩缝宽度在 2 cm 内的变形缝,经表面处理后可直接预埋注浆管;对于伸缩缝宽度在 2 cm 以上的变形缝,则要先用麻丝将伸缩缝进行堵塞。这样既可减小渗水量,又便于注浆料凝固时起到一定的拉力抗下沉作用。注浆管分两节,中间用管箍连接,全部埋入伸缩缝混凝土内,上节连接阀门长约 5 cm。用两根耐压橡胶引水软管平放在缝隙渗漏部位上,用堵漏王进行嵌缝封闭;堵漏王开始凝固时,抽去引水管;引水管与箍法及注浆嘴之间的连接必须畅通,确保水源从注浆嘴引流出来。
注浆嘴要布置在水源外,根据缩缝的大小、结构、形状而定,一般为间距 1.5 m左右。
当堵漏王完全凝固后有足够的强度时,即用水进行试验。一般从最下部的注浆嘴或接近水源的注浆嘴进行试压,直到阀门处有水溢出为止;此时记下吸水量(供配制吸浆量作参考)。在压水试验时,要注意观察封闭层(即嵌缝质量)。如发现有水液从表面层溢出时,必须做好记号,并做好嵌缝加固措施。
将注浆液配置好,根据缝隙漏水量的大小,确定注浆配料的凝固时间。
注浆机的压力必须大于漏水点的压力(压浆机的压力在5 MPa 以上)。这样才将能缝隙内的溶水量向后排挤,注浆料直接填入混凝土的毛细孔、缝隙内和不密实的部位,与之形成一个整体。高分子注浆料遇水膨胀速凝,达到长期深层止水的效果。拟采用手动注浆机,以便观察混凝土结构的变化,随时控制注浆压力,达到良好的防水效果。
待注浆液凝固并经查无渗漏现象后,用堵漏王封闭注浆嘴,并将其与原表面层刮平。
由于本工程的堵漏采用了合理的注浆工艺,外层防水采取缝隙清理后埋入注浆管,再进行嵌缝止水处理;内层则待嵌缝材料完全硬化后,用注浆机将配制好的浆液灌入变形缝内作为更严密的止水,达到堵漏止水的双重效果。解决了坞底局部排水沟渗水漏砂现象,取得了预期效果。