——江西省南昌市某地下堵漏加固工程施工经验浅谈
颜山羊(江西省勘察设计研究院 南昌 330012)
摘要:介绍了江西省勘察设计研究院在南昌市某地下工程防渗堵漏加固施工中所遇到的
一系列技术难题,简要说明了针对各种复杂的渗漏水现象所采取的施工工艺、方法,以及通过堵漏加固施工所得到的几点经验和体会。
关键词:地下工程 渗漏水 涌水涌砂 注浆堵漏 平衡压力注浆 防渗加固 帷幕
注浆 化学注浆 慢渗机理 毛细水 喷射混凝土
随着城市综合发展、基本建设的进一步加快,工程建设向地下发展、拓展空间已是大势所趋。地下工程已经被越来越广泛的采用。但随着使用年限的增加,地下工程发生渗漏水的现象也越来越多。不仅给地下工程的正常使用带来诸多不便、给地下工程的安全造成严重影响,而且也大量增加了日常维护费用。如何安全、有效的治理地下工程的渗漏水现象,不仅在经济上,而且在保障工程的安全上都有着极其深远和广泛的现实意义。由于使用年限或施工质量的原因,地下工程发生渗漏水已经成为了普遍现象和工程质量危害之一,如何对其进行有效治理,工程界、防水界仍处于不断的探索、总结中,至今仍没有一套完全通用的施工工艺和方法。江西省勘察设计研究院新近完成的江西省南昌市某地下防渗堵漏加固工程,采取了综合治理措施,取得了良好的施工效果。 1、工程概况
该工程位于南昌市八一广场地下东侧,原属于人防战备工程,设计时按“平战结合”的要求进行设计和布局,总体呈南北走向。工事体包括6m跨双拱、4m跨、3m跨、2.4m跨等多种断面,场地条件较为复杂。随着近年来南昌市大力发展花园城市建设和相应对地下水的开采措施,地下水位不断上升,据我院勘察的相关工程资料揭示,八一广场地段的地下水位已经上升到6.90~7.30m左右。致使整个工事体都处于水浸状态。同时又由于工事体上部近地表下水管道破损和自然降水的缓慢下渗等原因的综合影响,致使整个工事体底板、侧墙及拱顶大面积的出现滴水、线水、渗水等现象。漏水极为严重,致使整个工事平底板流水达10cm以上,日漏水量在3000吨/日以上,主要漏水部位为底板反拱与侧墙拐角连接处、原工事施工接缝位置以及局部反拱底板破裂处,同时反拱底板破裂处伴有较严重的涌砂现象,严重威胁着工事体的安全。由于水淹致使整个工事完全失去实际使用价值,同时极大的增加了日常维护和排水等的费用,造成了极大的人、财、物力的浪费。
为了使该工程重新发挥使用价值,受建设方的邀请和委托,江西省勘察设计研究院立即组织了大量的专业人员对实地进行了考察和分析论证,提出相应的施工治理方案,利用多项新技术、新工艺,选用多项新材料,通过精心组织、规范施工,完成了所有的施工任务,工程防渗堵漏质量优良。竣工验收时,现场干燥,无一处滴水、线水、漏水等现象,完全达到了设计和地下防水工程施工验收规范的要求。
2、施工场地地质条件
该工程位于南昌市八一广场东侧,地貌为赣江Ⅱ级阶地。根据施工现场附近八一广场的勘察资
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料显示,场地岩土组成由第四系人工填土(Q)、第四系上更新统冲积层(Q3)及第三系新余群组成,按其岩性颗粒组份等不同,可分为①杂填土、②淤泥质粉质粘土、③粉质粘土、④细砂、⑤中砂、⑥砾砂、⑦泥岩。
各岩土层岩性分述如下: (1)、第四系人工填土(Qml)
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①杂填土:灰色、灰黑色,成份以建筑垃圾为主,次为砂砾及粉质粘土,结构较松散。厚度1.50~2.60m。全场地分布。 (2)、第四系全新统冲积层(Q4al)
②淤泥质粉质粘土:灰色、灰黑色,成份以粘粒为主,高压缩性,流塑。厚度1.20~2.00 m。 (3)、第四系上更新统冲积层(Q3al)
③粉质粘土:黄红色、灰黄色,成份以粉粘粒为主,中压缩性,可塑~硬塑。厚度2.00~2.80 m。 ④细砂:黄褐色,中密,稍湿。厚度1.00~2.50 m。 ⑤中砂:黄色,中密,湿~饱和,厚度4.80~6.20 m。 ⑥粗砂:黄色,中密,湿~饱和。厚度9.50~11.40 m。 ⑦泥岩:紫红色,强风化泥岩。厚度约1.00 m。 3、施工工艺、技术措施 3.1人防工事内的注浆堵漏
人防工事内平底板埋深在11.50m左右,低于地下水位4.2~4.5m左右,钻穿工事体必然会造成大量的涌水涌砂,并且工事体周围介质为第四系更新统的石英细、中砂,涌水涌砂不但危害工事的安全,而且会堵塞注浆管,使注浆工作无法进行。如何解决在4m多的水头压力下进行注浆?如何解决涌水时伴随的涌砂现象堵塞注浆管,保证顺利注浆?都是其区别于地面帷幕注浆的不同之处。根据现场的实际情况,采用平衡压力注浆的方法,并且对注浆管前段花管进行了特别的加工处理,并安装单向阀门,防止了涌水涌砂堵塞注浆管。通过查阅大量的防水施工资料,结合国内现有的防水材料的实际情况,采用了聚氨酯化学注浆堵漏和金汤水不漏防渗抹面相结合为主的多种施工工艺进行综合治理。
(1)、明显的漏水部位
在明显的漏水部位,钻孔埋入注浆管,将注浆管两边的漏水缝錾入布条、棉线止水。注浆孔平行于施工缝、构造缝布置。孔距为1.0m,(漏水量大的部位根据注浆情况进行反复注浆及加密孔注浆)孔径为φ35mm,注浆管埋设超过工事体0.2~0.7m,单一洞眼漏水(漏水量大、伴有涌砂现象)采用由远及近的局部帷幕注浆进行处理。(从外侧3.50m处开始注浆)
帷幕注浆材料主要采用水泥、粉煤灰或超细膨润土掺加水玻璃溶液配制而成。工作压力控制在0.3Mpa左右(平衡后的压力),注浆时间控制在20~30分钟,当浆液从其他缝(眼)溢出时停压数分钟,接着进行第二、第三次注浆,„„初压水灰比控制在2﹕1左右,其后注浆配比根据实际进浆情况进行适当调整。
对漏水线缝,先凿出一条宽30~50mm、深50mm的“V”型槽,清水冲洗干净后,安装麻丝和软塑管在两端引流,用金汤水不漏进行封缝处理。当达到一定强度后,缓慢加压进行聚氨酯化学注浆堵漏处理。至另一个引流管返浆时停止注浆,将两端引流管扎死。待浆液完全凝固后将引流管凿除,表面用金汤水不漏进行封堵和防水抹面处理。
(2)、轻微墙面或地面渗水
对于轻微墙面或地面渗水部位,先凿除原工事表面调平层,找出渗水源头,凿毛并冲洗干净,钻孔埋入注浆管,用金汤水不漏抹面,然后用聚氨酯化学浆液进行注浆处理,直至无渗水时结束,凿除注浆管,用金汤水不漏封堵孔眼。
(3)、表面毛细水的处理
表面毛细水的处理是本次施工中遇到的难点,一方面是因为面积大、范围广,另一方面是因毛细水的渗水通道难以确定,因而治理非常的困难。
毛细水的产生原因:地下工程,特别是建造年代较久的地下工程,设计施工的防水性能普遍较差,毛细水的发生已经是普遍的、大面积的。虽然其渗水量相对都较小,但由于其发生往往都是成片成片的大面积发生,因而对工程内部物件(特别是靠近墙体或固定在墙体上的物体)、人身健康的危害还是比较大的。分析其产生的原因,从混凝土结构本身存在的缺陷来说,大多数是常年在水压
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力作用下,通过慢渗机理,在混凝土结构内部形成渗透通道而成。并且这种渗透是不可逆的,漏水通道一旦形成,在水化、渗透作用下,混凝土结构内部的硅酸盐不断的被携带到混凝土结构外部,漏水通道被连通,渗水就不可避免的发生。
如何在不破坏原有混凝土结构的情况下,治理毛细水?可以说是一个比较困难的技术难题。 根据现场实际情况,参考国内外、地区相关的技术应用和国内相关的施工处理工艺,充分利用混凝土表面干燥后瞬间失水产生“毛细作用”的特性,采取以下方法进行治理。
①、金汤水不漏抹面
将渗水表面凿毛,冲洗干净,用酒精喷灯将渗水表面烘干,用金汤水不漏抹面,利用渗水表面受热干燥后、瞬间失水产生的“毛细作用”达到封堵渗水的目的,然后再做一层防水粉刷(掺入高效有机硅防水剂或抗渗微晶)。大多数渗水表面经过处理后可以达到封堵渗水的目的。
②、先引流后封堵处理
将渗水表面凿除,深度5~6cm,冲洗干净,埋入麻丝和引流管引流,表面用金汤水不漏抹面处理,厚度在2cm左右。达到一定强度后,缓慢注入聚氨酯化学浆液,待表面无渗水时结束。将注浆管凿除,用金汤水不漏封堵孔眼,外侧进行防水粉刷处理。
③、水泥或超细膨润土水玻璃浆液注浆
根据地层情况,采用水泥水玻璃浆液或超细膨润土水玻璃浆液进行局部帷幕化学注浆。对局部渗水较大的毛细水通道封堵。
3.2喷射混凝土防渗加固
喷射混凝土常用于隧道工程,大多数只作为临时支撑、稳定工作面的作用,作为防渗加固极少应用。在江西省地下人防加固工程中也是第一次应用,而专门用于防渗加固更是未见有相关报道。而专门的技术资料也很少。通过查阅大量的防水施工技术资料、施工实例和技术规范,并对相关的专业施工单位进行技术考察和咨询,进行了喷射混凝土防渗加固专项技术设计和论证,通过精心组织、规范施工,的完成了拱顶喷射混凝土防渗加固的施工任务。
在本工程中喷射混凝土防渗加固主要应用于拱顶,与侧墙现浇混凝土连为一体。为了保证喷射混凝土达到C20S6的设计要求和整体施工效果,采用了高效UEA水泥微膨胀剂,速凝剂选用了红星一号,在施工接缝位置采用了遇水膨胀胶条。并在施工前进行了多次试验,确认达到设计要求后,才正式在施工中进行应用。
4、结束语
该地下人防工程是江西省勘察设计研究院承当的第一个地下堵漏加固工程,在江西省内也是第一个。通过多种新材料的选用,多种防渗堵漏新工艺、措施的综合应用,将一个日漏水量在3000吨/日以上的地下人防工事处理的滴水不漏,充分说明了针对实际情况综合采用多种施工工艺、选用合适的新材料进行防渗堵漏加固处理在技术、施工各方面都是切实可行的。一方面为相关工程(特别是南方雨区)的施工积累经验,另一方面对地勘单位专业技术的更广泛应用也是一个积极的探索。
发表于《西部探矿工程》2006年第10期
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