水工隧道压力注浆止水技术及应用

王伟（辽宁省观音阁水库管理局　辽宁　本溪　117100）

水工隧道压力注浆止水技术及应用

王伟
（辽宁省观音阁水库管理局辽宁本溪117100）

随着我国隧道工程的不断发展，隧道渗漏水问题已成为隧道工程的一种主要病害，而隧道因其自身的特点，不可避免的会存在不同程度的渗漏水。本文根据辽宁省某大型调水工程隧道施工为背景，主要研究了隧道衬砌后渗漏水的注浆止水实例，详细介绍了注浆止水技术，总结了隧道的注浆止水施工技术要点，以期为类似工程提供借鉴和指导。

调水工程；注浆；止水；隧道；技术要点

1　工程概况

辽宁省某大型调水工程三段施工一标合同主体工程为水工隧洞工程和管道建安工程，其中隧洞共三段，全长7905m，三段隧洞编号分别为3-1、3-2、3-3。隧洞3-1、3-2为有压隧洞，断面为圆形，成洞洞径均为D=5.8m，其中有压隧洞设有部分钢衬；隧洞3-3为无压隧洞，断面为马蹄形，成洞洞径为D=6.3m。

2　隧道结构渗漏水的原因分析

（1）隧道结构自身的防水失效

混凝土自身的防水是隧道极为重要的一项防水措施，但是结合实际工程显示，在实际施工中很难实现自防水，主要的原因是混凝土结构的裂缝是难以避免的通病，再加上地下工程其特殊的空间环境，地下水的丰富与否，隧道混凝土的密实性欠佳，以及结构存在的混凝土缺陷等等因素，均有可能破坏混凝土自身的防水能力。

（2）施工缝及变形缝施工工艺不精细而导致渗漏

隧道衬砌施工时，其施工缝及变形缝处理不到位，施工缝处的混凝土振捣不到位，或者细部防水做法不当，膨胀胶条提前膨胀，注水带的埋设不当等问题的存在，均能影响施工缝或变形缝处的防水，容易在缝面出现渗水点。

（3）外包防水层失败

隧道初期支护施工时，其表面不平整，存在尖锐物，或者阴阳角处理不当，造成外包防水层与初期支护的基面密贴度不够，在混凝土浇筑的过程中容易造成防水层的挤压，从而造成防水层的焊缝撕裂，以至于外包防水层失效。

3　注浆止水方法

根据排查，本工程的渗漏水主要集中在隧道结构施工缝及变形缝处，极小部分出现在结构混凝土表面上，综合考虑现场实际情况，止水方法采用注浆止水。注浆采用两重注浆方案，首先利用衬砌施工预留的注浆管注水泥浆，拱顶水泥浆注浆完毕后，在仍渗漏水处再补注一次水泥浆；水泥浆注浆完毕后，仍有小部分施工缝及变形缝渗漏的话，采用化学浆进行有针对性的堵漏。

注浆治水的原理为浆液通过注浆孔靠外力作用被压注到混凝土外侧及空隙中去，并使浆液扩散、凝固和硬化，在衬砌混凝土外形成一层止水膜，同时对渗水的裂隙进行填充堵塞，从而达到阻水和加大隔水性能的目的。

3.1水泥浆注浆技术

在隧道衬砌施工时，在结构内预留背后注浆小导管，小导管两头采用棉布封堵，注浆前采用钻杆清理小导管内的杂物。注浆施工时在隧道内搭设活动门式架，利用预埋的注浆管进行集中注浆治水。

（1）注浆材料

在注浆前进行试验段施工，以选取符合本工程特点的浆液配合比，根据试验段注浆情况，注浆浆液选用水灰比为1∶0.6的纯水泥浆，水泥选用P042.5普通硅酸盐水泥，外掺剂选用UEA膨胀剂。

（2）注浆设备

结合现场实际情况及注浆压力，注浆设备选用挤压式注浆机YSB-2。

（3）浆液配制

根据现场试验及试配，1m31∶0.6水泥浆液内所含各种材料的重量如表1所示：

表10.6∶1水泥浆配置表（1m3浆液）

（4）注浆压力

因现场渗点大部分为局部渗漏，且大多为变形缝及施工缝渗漏，因此注浆压力控制在0.3 MPa～0.5MPa，压力超过0.5MPa时停止注浆。

（5）注浆工艺

联接好注浆管以后，在注浆之前首先进行压水试验，确保注浆管路畅通，然后将配制好的纯水泥浆放入注浆泵贮浆桶内，开动注浆泵，通过闸阀使水泥浆通过小导管压入拱顶，压力超过0.5MPa时停止注浆。所有注浆完成后，应对外露的注浆导管进行切割及封堵，最后使用砂浆抹平。

（6）压力注浆的关键技术措施

浆液配比时应严格的控制配合比，根据实际施工需要调整凝胶时间，当配合比初步选定后，用确定好的凝胶时间来调整浆液的配比，并根据调整结构来测定浆液结实体的强度，最后通过不断的调整来选定最佳的配合比。

在注浆的过程中，应严格的控制注浆压力，必须达到要求注浆终压并稳压，以此来确保浆液的扩散范围，防止出现结构变形、串浆而危及地下构筑物的异常现象。注浆首先要整体进行一次，然后再从第一根注浆孔重新补注，反复多次的进行注浆，以达到堵水的目的。注浆的过程中要有专人进行跟踪监测，防止出现异常现象时处理不及时，出现异常现象时，必须立即采取以下措施：

①立即降低注浆压力，或者停止注浆，在间隔一段时间后再逐渐加压，采用间隙注浆。

②改变注浆材料，或调整配比以缩短浆的液凝胶时间。

③调整注浆实施方案，改变注浆顺序，间隔一段时候后再进行此处注浆。

图1注浆钻孔示意图

④当出现串浆现象时，也就是有浆液从其它注浆孔流出的现象，可以采取用两台以上的注浆机同时进行注浆。或者将串浆的孔口进行封堵，轮到该孔口注浆时再清除封堵物，清除封堵物时采用铁丝或细钢筋清除管内杂物，并用高压风或水冲洗（拔管后向外流浆不必进行此工序），然后再注浆。

⑤当出现注浆量很大，但是压力表的压力一直不升高的现象时，应考虑调整配比及浆液的浓度，缩短凝胶时间。然后进行低压力注浆控制注浆量，或采用间歇式注浆，其作用是使浆液能在裂隙中做一段时间的停留以便凝胶，但间歇的停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。

3.2化学浆注浆技术

中国房地产业协会、上海易居房地产研究院中国房地产测评中心联合主办的2017中国房地产500强测评成果显示，中国泛海控股集团跻身“中国房地产100强第83位”。显然，对于房地产仍为主要板块的泛海来说，这不能算是一个好名次。

水泥浆注浆完成后，针对多次注水泥浆仍旧渗漏的施工缝，或者存在渗漏水的变形缝，有针对性的进行化学浆注浆，注浆材料选择油溶性聚氨酯注浆材料。

（1）布设注浆孔

在注浆前，首先使用手动工具凿除渗漏水处的施工缝或变形缝混凝土，凿除范围为渗水处两侧各10cm，深度为凿至钢筋混凝土面层，凿成V字形，凿除时应小心谨慎，凿除的范围不宜过大或过小。凿除后，清理干净V形槽，然后使用水不漏对V形槽进行封堵，封堵应密实，水不漏应凝固10min后再进行注浆。封堵完后在缝两侧使用Φ14冲击钻打设斜孔，孔深40cm，孔位采用两侧交错布设，孔距20cm，钻孔必须穿过渗漏水处的裂缝，但不得打穿混凝土结构，钻孔布置如图1所示。

打孔完毕后使用气泵及清洗机将钻孔内清理干净，然后布设注浆嘴，注浆嘴采用端头膨胀式聚氨酯注浆嘴，每个钻孔处设置一个，注浆嘴使用锤子砸入钻孔，钉入后使用专用内六角扳手拧紧，使端头完全膨胀以封堵钻孔，确保不漏浆，每个渗漏水处的注浆嘴全布置完毕后再进行注浆施工。

（2）注浆

注浆浆液采用油溶性聚氨酯注浆材料，注浆机采用聚氨酯专用高压注浆机S-812，注浆压力不大于0.5MPa，立面时注浆顺序由较低的一侧开始逐孔注浆，平面时注浆顺序为由渗水较小的一端开始逐孔注浆，注浆压力应逐渐增加，避免骤然受力使水不漏封堵开裂。

在注浆过程中，发现注浆孔或旁边裂隙出浆后可稍暂停一下，然后再持续断点式注浆5至10下。若有注浆孔漏浆或注不进，可在旁边另开一个注浆孔进行注浆。

（3）恢复混凝土面

注浆完成后，确定不渗漏的情况下，清理干净表面浆液残留物及注浆嘴，然后恢复混凝土面，采用防渗透水泥基渗透型结晶抗压密封剂对灌浆口进行修补，确保混凝土外观质量。

（4）注意事项

化学灌浆材料应密封储存在冷暗的库内，并有专人保管，存放化学灌浆材料的地方应严禁烟火。注浆时，注浆管应埋放合理，密切注视压力以防爆管，操作人员应配戴眼镜、口罩、手套等劳保用品。

在注浆过程中应严格控制注浆压力，注浆过程中能保证稳压，以确保浆液的扩散渗透范围，在水不漏接茬面周边应看见挤出的注浆材料，不得留有缝隙，注浆完成后应目测或用放大镜进行检查。

4　结语

以上注浆止水方法及技术通过本工程的实际运用，在本段内基本消灭了渗漏水现象，取得了良好的渗漏水治理效果，为后续隧道渗漏水治理提供了有效的治理方案。随着我国隧道工程的广泛开展，隧道工程的渗漏水治理越来越受到重视，注浆止水随着工艺一步步的改善，施工方法逐渐成熟，已经成为隧道工程渗漏水治理的一项主要施工工法。陕西水利

［1］林胜利.隧道衬砌壁后注浆止水技术［J］山西建筑，2005

［2］陈秀晖.隧道全断面周边径向注浆止水技术研究［J］建材发展导向，2013

［3］张民庆，彭峰.地下工程注浆技术［M］地质出版社，2005

（责任编辑：畅妮）

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