隧道及地下工程防水堵漏工法

在用盾構法施工中，由鋼筋混凝土管片(襯砌)拼裝而成的隧道，由于各種原因造成管片的滲漏水，為保證隧道工程的質量，就必須進行防水堵漏處理。隧道防水堵漏工法，從理論和實踐上總結了近30年來隧道堵漏經驗。

該工法在上海地鐵一號線區間隧道、延安東路越江隧道、打浦路越江隧道、金山石化總廠進排水隧道等大型工程上得到應用，達到了止水、防水的目的，取得了較好的社會效益和經濟效益。

該工法中TZS水溶性聚氨酯注漿材料，獲得建設部科技進步三等獎。

1 特點

1.1防水堵漏工法能有效解決地下工程中混凝土結構的接縫、施工縫、變形縫、蜂窩麻面及混凝土收縮裂縫等滲漏水、止水、防水效果顯著。

1.2防水堵漏工法施工工藝簡單有效，設備體積小巧，不受施工場地大小限制。

1.3防水堵漏工法中目前所用的注漿材料、嵌縫材料，例如油溶性及水溶性聚氨酯灌漿材料，821BF遇水膨脹橡膠，888膨潤土嵌縫膠等，都已達到國內先進水平，有的已達到國際水平。

1.4防水堵漏工法中，利用特殊的工藝、材料可對混凝土裂縫進行補強，尤其對大面積澆搗的混凝土收縮而產生的細小裂縫也能進行防水堵漏處理。

2 適用范圍

適用于各種地下工程的防水、堵漏施工，如人防地下室、地下通道、地下車庫等工程的防水堵漏。

3 工藝原理

防水堵漏工法所采用的基本原理是化學灌漿。化學灌漿就是利用手工或機械手段，在壓力作用下，將特制的化灌材料灌入到建筑物結構裂隙中，使灌漿材料在裂隙中凝固，以達到充填裂隙和止水的目的。

對貫穿裂縫，可采取封縫、埋管、化灌的方法處理。對非貫穿裂縫，因閉氣的關系，難以將漿液灌到裂縫的尖頂區，從而不能消除該尖端區所形成的應力集中區，故處理中應周密考慮各種因素，提高漿液的充填率。對于溫度裂縫，考慮到混凝土建筑對氣溫的“滯后效應”，一般選擇在混凝土體溫度的低點進行灌漿處理，效果較好。

4 施工工藝

4.1柔性防水堵漏施工工藝

防水施工工藝分為割縫、剔槽、打磨、刷涂料幾步，見圖1。

4.1.1切割與剔槽

根據設計要求，先用切割機在管片接縫兩側切割，然后用沖擊電鉆剔槽，再輔以人工精修成5cm深的溝糟。

4.1.2基面處理

基面處理采用兩種方法。明顯滲漏水部位采用鑿孔注漿堵水(注漿材料為丙凝漿液或水溶性聚氨酯)，其他部位滲水采取快凝水泥封堵。快凝水泥SH外滲劑與425＃普通硅酸鹽水泥按比例混合，或用雙快水泥。然后進行封堵。水泥凝結時間調節在2min左右。

4.1.3打磨

在管片接縫兩邊約20cm寬距離內，用濕工磨光機打磨。去掉凹凸不平雜物、浮塵等。打磨露出新鮮平整混凝土基面，為下一步涂涮防水涂料打下基礎。

4.1.4嵌縫

把配合好的851焦油聚氨酯密封膏或888膨潤土嵌縫膠、FUP聚氨酯密封系列止水材料，嵌入修好的溝槽內，填至管片表面平整為止。嵌縫完畢還應以刮刀壓刮，以增強密封膏與混凝土的粘結。

4.1.5涂刷防水涂料層

為保護嵌填料和加強管片接縫的防水能力，在接縫兩側涂刷2～3層柔性防水涂料。防水涂料成膜厚度應保持在2mm，涂刷時應注意形成整體防水膠膜，可采用刮刀或毛刷滿涂均勻：也可用氯丁乳膠聚合物砂漿作外防水層。

嵌縫及涂刷防水涂料層應在無滲水、干燥情況下進行。

4.2柔剛結合防水堵漏工藝柔剛結合

防水堵漏工藝程序為：打毛、切割、剔槽；抽管、嵌縫、抹面、注漿。見圖2。

4.2.1鑿毛、割縫、剔槽

鑿毛；在管片接縫兩側，各寬20cm，人工用剁斧鑿毛，露出新鮮混凝土基面并使其粗糙，為增強剛性抹面與混凝土的良好粘結打下基礎。

割縫、剔槽；用日產金剛石鋸片混凝土切割機切割，切割寬度4～5cm，溝深5～6cm，然后用沖擊電鉆剔槽，最后用電鏟和人工精修成5～6cm深的溝槽。

4.2.2抽管

采用φ14mmPVC膠管作模，雙快水泥或其他快凝水泥壓管封縫，進行抽管作業，最后留出引水注漿管。4.2.3嵌縫材料可選用：

(1)環氧煤焦油涂料(底胺和密封膏)

(2)851焦油聚氨酯涂料

(3)TPC聚氨酯密封系列止水材料

嵌縫；先用鋼絲刷和毛刷清理掉溝槽和兩側的浮灰、泥土，然后嵌入縫材料(施工中按各種嵌縫材料的施工工藝進行)，要求嵌填后反復擠壓至密實，在嵌縫材料固化過程中最好用刮刀或人工按壓兩遍，以使粘結更好。

4.2.4抹面

抹面防水可按五層抹面防水做法實施。也可采用氯丁膠聚合物砂漿抹面。抹面完成后要澆水養護3～4天。
4.2.5注漿

首先用手掀式注漿泵向引水管壓水，然后再壓注水溶性聚氨酯漿液(或其他化學灌漿材料)。待漿液固化后，用小刀割掉預埋引水管，再用雙快水泥封閉。

5 防水堵漏材料

5.1封縫材料

目前防水堵漏施工中所采用的封縫材料有以下幾種

(1)525＃普通硅酸鹽水泥加SH水泥外摻劑

(2)雙快水泥

(3)特速硬

(4)525＃普通硅酸鹽水泥加防水漿

(5)525＃普通硅酸鹽水泥加水泥速凝劑(紅星一號、水玻璃、氯化鈣等等)

5.2嵌縫材料

(1)上隧牌851焦油聚氨酯涂料

(2)TPU聚氨酯雙組份密封胺

(3)TPU聚氨酯止水膩子

(4)888膨潤土聚氨酯嵌縫膏

(5)環氧煤焦油嵌縫材料

5.3化學灌漿材料

化學灌漿材料種類繁多，但在選擇時，應考慮以下要求：

5.3.1化學灌漿材料的可灌性、凝膠時間可以按需要調節。

5.3.2化學灌漿材料固化后收縮小，與混凝土粘結性能要好。

5.3.3化學灌漿材料固結體有一定抗壓抗拉強度，耐久性、穩定性好。

5.3.4化學灌漿材料來源豐富，毒性小，對環境污染少。

5.3.5化學灌漿材料操作安全、方便，壓注設備簡單。目前采用的化灌材料有：

5.3.5.1丙凝灌漿材料。由主劑丙烯酰胺、交聯劑甲撐雙丙烯酰胺、氧化劑硫化亞鐵、還原劑過硫酸胺及水，按一定比例配合而成。

5.3.5.2水溶性聚氯酯。

5.3.5.3油溶性聚氨酯，注漿時還需加入適量發泡靈、三乙胺有機錫等材料，以調節其發泡時間和凝固體的性能。

5.3.5.4環氧樹脂灌漿材料，由環氧樹脂、稀釋劑、固化劑、增韌劑、親水劑等組成的灌漿材料。

5.4外層防水材料(外涂層)

(1)氯丁乳膠聚合物砂漿

(2)851焦油聚氨酯防水涂料(黑色和各種彩色)

(3)普通硅酸鹽水泥加外摻劑

外防水層的施工一定要基面干燥。

6 質量要求

防水堵漏質量首先要滿足委托方要求，各種具體防水堵漏要求，要根據具體情況分析決定，但基本上達到所堵漏的范圍應無滲漏水。大型的隧道、地下車站、泵站等防水堵漏經施工后的滲漏量應符合"防水工程規范"所規定的滲漏量，例每晝夜每平方米允許滲漏多少升。

施工中要及時做好隱蔽工程驗收工作。

7 機械設備

沖擊電錘、沖擊電鉆；

空氣壓縮機、風鎬、齒輪注漿泵、仿日手掀泵、手壓泵、涂料攪拌機；

五金工具(鋼絲鉗、活絡扳手、鋼鋸、管鉗、榔頭、鋼鑿等)、泥工工具(泥板、刮刀等)。

8 施工安全

應遵守上海市勞動局、上海市建委、上海市市政工程局等有關安全規定，并做到以下安全措施；

8.1施工人員上崗工作應戴好安全帽、防護手套、穿好防護鞋。

8.2鑿除混凝土和進行化學灌漿時應加強現場通風。

8.3應有專門的技術管理人員保管化灌材料和配制化灌漿液。

8.4在進行聚氨酯灌漿時，操作人員應戴好防護眼鏡以防止漿液濺入眼睛內。

8.5搭建腳手架要符合有關安全規定，高空作業要戴好安全帶。

9 勞動組織

以小型施工隊為好，通常由5～8名施工人員組成。其中需配備1名中等專業技術人員，進行灌漿材料的配制。施工小隊中還應配有電工、機修工各1名，整個施工隊由隊長負責。

10 效益分析

10.1隧道防水堵漏工法社會效益

l0.1.1通過對隧道的防水堵漏施工，減少隧道內或地下工程中滲漏水，保證隧道質量，保護裝飾層，延長了使用壽命。

10.1.2經防水堵漏處理后的隧道地下工程可以充分發揮其作用，例如原來因滲水而不能使用的地下工程，經堵漏處理后就可以充分利用起來發揮其作用。例如可開設地下商場、旅游停車庫、倉庫、娛樂場、變電站等，發揮其社會效益。

10.2隧道防水堵漏工法經濟效益

隧道防水堵漏施工，只要加強管理，重視質量、安全，就能取得較好的施工利潤和經濟效，利潤一般可達10％～20％。

11工程實例

11.1打浦路越江隧道防水堵漏

上海黃浦江打浦路越江隧道是我國采用盾構法建造的第一條水底公路隧道，1965年建造，1970年通車，全長2736m，屬單管雙車道隧道。

造成隧道漏水的原因是；

11.1.1上海市地下水位普降，形成江中段與江岸段沉降不均勻，引起了隧道變形，使管片接縫開裂漏水。

11.1.2長期動載作用，使接縫中剛性環氧煤焦油涂料震裂。

11.1.3管片接縫用的是環氧煤焦油涂料，該涂料是屬剛性防水材料，不適合隧道變形要求。

11.1.4隧道建造中，油泥在管片表面沒清除完，造成涂料粘結性能降低。

11.1.5靠近三號井附近地表面，堆集大量預制管片。2號井與1號井之間有一公園，園內有一土山。長期受壓，造成負載下隧道變形。

隧道滲漏水量達250立方米／d左右。

1990年，對此隧道進行防水堵漏處理，施工中采用的是柔剛結合的方案。所用的嵌縫材料為環氧煤焦油涂料和851焦油聚氨酯涂料，采用的灌漿材料有丙凝、水溶性聚氨脂、油溶性聚氨酯、水泥--水玻璃漿液等，采用的封縫材料是普通525＃硅酸鹽水泥加SH水泥外摻劑或雙快水泥。經過4個月堵漏施工，達到止水防水的目的。

11.2上海地鐵一號線漕寶路地鐵車站、上體館車站的防水堵漏施工

漕寶路地鐵車站和上體館地鐵車站，長達240m，分上、下兩層。現側墻、頂板產生混凝土收縮裂縫而引起滲漏水。采用防水堵漏工法進行處理，每個車站約處理2000m左右的滲漏水縫。經驗收質量達優良，止水率達99．9％，得到地鐵總公司的好評。

11.3人民廣場地下變電站防水堵漏施工

人民廣場地下變電站是圓桶形鋼筋混凝土結構，直徑為60m，深約20m。
由于混凝土收縮產生裂縫滲漏水，同樣采用防水堵漏工法進行施工，共處理1000多m得滲水縫，質量達到了優良。

（上海隧道工程股份有限公司）