渗漏水治理之注浆堵漏法

注浆堵漏是处理地下结构渗漏水的有效方法之一。目前，注浆材料品种较多，性能各异，应据其特性、结合工程渗漏情况等因素予以选择。1．注浆材料（1）水泥注浆材料又称颗粒注浆材料，它具有材料来源广泛、运输贮存方便、施工工艺简单、成本低、强度高等优点；但因颗粒浆液不适用于微小裂隙的注浆以及其凝固时间较长，不适用于流动水条件下的堵漏，故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。1）水泥浆液及超细水泥浆液水泥应采用强度等级不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥，水灰比可根据实际情况调整。对孔隙较大以及宽度大于0.2mm的裂缝，可用0.5〜0.6水灰比制成水泥浆液，必要时可掺入适量外加剂进行注浆堵水。对孔隙较小以及宽度小于0.2mm的裂缝，可采用超细水泥浆液或自流平水泥浆液等进行注浆。2）水泥水玻璃浆液即将水玻璃溶液与水泥浆液混合、再加入适量外加剂配制而成。除具水泥浆液的优点之外，尚有凝固快、可在数秒和数十分钟的范围内调整，以及强度高、凝固后结石率可达100%等优点。可以根据孔隙、裂缝的大小，制成水泥水玻璃浆液或超细水泥水玻璃浆液，具体应用。浆液的配制：采用强度等级不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥（平均粒径为20~25D50，m）；水玻璃溶液使用模数为2.4~2.8,浓度在（35~45）Be（波美度）范围内。浆液配合比的选择应以胶凝时间及结石体强度为依据。其中水灰比影响较大，水灰比越小，胶凝时间越短、结石体强度越高，特别是早期影响更为显著；水灰比如增大，则强度急剧下降。而水玻璃溶液浓度的大小，仅在一定范围内起作用。配制水泥水玻璃泵液通常是在水灰比为0.55~0.6的水泥浆液中，掺入相当于水泥重量1%的水玻璃拌合而成。配制超细水泥水玻璃浆液可选用磨细水泥（平均粒径为8D50,）或湿磨细水泥（平均粒径为6D50,）。（2）化学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。1）聚氨酯注浆材料是由多异氰酸酯和聚醚反应生成的主剂（预聚体），与一些添加剂组成的化学注浆液。现场施工只须将预聚体与添加剂按比例混合均匀即可，故可采用单液注浆形式。①非水溶性聚氨酯注浆材料是由过量的异氰酸酯与多羟基的聚醚反应生成低聚氨酯“预聚体”。目前，“预聚体”有成品市售，也可以自行合成，其重量组成见表17-54，合成方法如下：按组成比例将称量好的甲苯二异氰酸酯和邻苯二甲酸二丁酯放入干燥的搪瓷容器中，边搅拌边徐徐加入N-204和N-303聚醚，升温并控制在50℃左右2~3h,经冷却后再加入丙酮稀释，测定相对密度，然后储于密闭铁桶中备用，如储存时间较长，可掺入聚醚重量0.03%的苯磺酰氯。注意加热后，冷却时可用冷水冷却法，但严禁水分溅入反应容器内。表17-54序号名称重量比备注1甲苯二异氰酸酯（TDI）3002邻苯二甲酸二丁酯1W3N-204聚醚1004N-303聚醚1005丙酮100可用部分二甲苯代注：1.预聚体的（一NCO/—OH）值为2.3；2.（-NCO/-OH）值增大时，预聚体的猫度随之降低，遇水反应加快，一般在2〜4之间，比值过大时，聚合体疏松质脆。这种注浆材料稳定性好，不遇水不反应，当被灌注到漏水部位时，立即与水发生反应，同时放出二氧化碳气体，浆液体积膨胀并二次渗透扩散深入混凝土缝隙，由于不断地交联反应，生成物黏度增大，形成网状结构，最终形成容积大、强度高，且不溶于水的固结物，因而提高了混凝土结构的抗压强度和抗渗能力，并有效地达到堵漏的目的。②水溶性聚氨酯注浆材料是由环氧乙烷开环共聚或环氧乙烷与环氧丙烷开环共聚的聚醚与多异氰酸酯反应而成“预聚体”，目前国内有两种，即高强度预聚体和低强度预聚体，其组成见表17-55、表17-56。高强度预聚体的组成表17-55材料作用环氧丙烷聚醚（604）主剂环氧乙烷聚醚（80/20）主剂甲苯二异氰酸酯主剂邻苯二甲酸二丁酯溶剂二甲苯溶剂低强度预聚体的组成表17-56环氧乙烷环氧丙烷共聚醚（分子量1000~4000）主剂甲苯二异氰酸酯（80/20）主剂这种材料的主要性能是黏度小、可注性好，有良好的适应变形的能力和一定的粘结强度，止水性好，适合作地下建筑物以及水池、水塔等构筑物的注浆堵漏材料。③弹性聚氨酯注浆材料是由多异氰酸酯和多元醇反应而成聚氨酯预聚体。可选用不同的材料品种及制备方法获得不同注浆材性的产品，以适应不同工程的需要，但因货源少且价格高，而尚未推广。聚氨酯注浆材料除预聚体的合成途径不同外，外加剂品种基本相同，只是组成有所变化，其中增塑剂主要是提高浆液固结体的弹性和韧性；活性剂主要是提高发泡体的稳定性并改善发泡体结构；催化剂主要是加速浆液与水的反应速度、控制发泡时间和凝结固化速度；乳化剂主要是提高催化剂在浆液和水中的分散度；稀释剂主要是降低浆液黏度、提高可注性。聚氨酯注浆浆液的配比见表17-57，配制方法如下：按配合比组成测定各组分的相对密度，并将浆液的重量比换算成体积比，再将预聚体与添加剂混合均匀即可。其中须注意的是催化剂的用量要根据施工温度、地下水的酸碱度、注浆所需扩散范围以及所需有效注浆时间来调整；且催化剂必须在临注浆时加入并搅拌均匀。通常是在现场取渗漏水样作发泡试验，以确定浆液遇水后至开始发泡的时间为有效注浆的时间。聚氨酯浆液配合比示例（重量比）表17-57组分名称配合比主剂①预聚体1W表面活性剂50%发泡灵丙酮液1乳化剂50%吐温丙酮液1催化剂50%三乙胺二丁酯液0.1~0.5注：①预聚体成分见表17-54。②发泡灵与吐温可只加一种。2）环氧树脂注浆材料这种材料按稀释剂不同，有非活性稀释剂、活性稀释剂、糠醛丙酮稀释剂三大体系。目前用于堵漏注浆的是环氧糠酮注浆材料。它具有黏度低、强度高、收缩小、毒性低，有良好的化学稳定性，可在常温或低温下固化。适用于地下工程的堵漏加固、裂缝修补，是一种常用的注浆材料。环氧糠酮主液常用配合比见表17-58。环氧糠酮主液常用配合比（重量比）表17-58配合比编号环氧树脂（E-44）糠醛（工业用）苯酚（工业用）_1__100_.30_5_2100501031003015环氧糠酮浆液参考配合比见表17-59。环氧糠酮桨液现场配制用量表17-59浆液编号主液（mL）稀释剂丙酮（mL）促凝剂过苯三酚（g）固化剂半酮亚胺（mL）黏度（s）1号100068~580~30288~3080.20822号1000_138~125_0~30.260~28633.4X10-33号1000192~1780~30266~29418.1X10-34号10002600~30316环氧糠酮的主液及浆液可在施工现场配制，先按配合比将用料称量准确，将环氧和糠酮混合制成主液，再按体积比加入稀释剂等组分，要搅拌均匀。应予注意的是稀释剂用量加大，则浆液固结强度降低，特别是抗拉强度降低显著，因此注浆时应根据实际情况及需要予以适当调整用量。表17-58中的3号浆液稀释度中等，可用于0.2mm以上的干、湿裂缝的堵漏和补强。如遇较细的有水缝隙且无其他浆材可注时，用4号浆液也能收到较好的效果。1号浆液黏度大，亲水性较差，宜用于0.5mm以上裂缝的加固及堵漏。环氧糠酮浆液的基本性能见表17-60。环氧糠酮浆材的基本性能表17-60项目性能外观棕黄色透明液体相对密度1.06黏度（S）(10~20)X10-3固化时间（h）24~48抗压强度（N/mm2）50~80抗拉强度（N/mm2）8~16与混凝土粘结强度（N/mm2）干粘1.9~2.8与混凝土粘结强度（N/mm2）湿粘1.0~2.03）丙烯酰胺注浆材料又称丙凝，是一种双组分的快速堵漏注浆材料，由主剂（丙烯酰胺）、交联剂（甲亚基双丙烯酰胺）、促进剂（三乙醇胺）的混合溶液（甲溶液）与引发剂（过硫酸铵）的水溶液（乙溶液）混合组成。甲、乙溶液混合后立即反应，经引发、聚合、交联反应，生成富有弹性且不溶于水的凝胶，从而堵塞封闭渗漏水通道，起到堵漏作用。丙凝浆液的缺点是，固化强度低，凝胶体湿胀干缩，不适用于干湿交替变化的环境，此外，它在固化前具有一定毒性，为此国外有些国家已限用或停产，目前在我国使用时应注意有效的安全防护。根据堵水施工需要，准确地掌握丙凝灌浆堵漏材料的凝固时间，是达到预期堵水效果的重要一环。浆液凝固时间可以增减还原剂、阻聚剂用量及水中温度、pH值等因素来调节，因此使用前应取少量药剂进行调配工作。丙凝注浆浆液的组成见表17-61。表17-61组别材料名称作用状态性能配合比用量范围（%）备注甲组丙烯酰胺主剂白色结晶易溶于水，吸湿，在空气中易聚合，有毒5~20防湿密封贮存甲亚基双丙烯酰胺交联剂白色粉末0.3~0.7防湿密封贮存有毒促进剂无色油状液体易溶于水，在空气中吸收CO20.5~2.0避光密封三乙醇胺0.02~0.1硫酸亚铁强促进剂防潮密封蓝绿色结晶易吸潮，氧化成高价铁铁氰化钾缓凝剂易吸潮，氧化成高价铁（有毒）0.02~0.1避光密封红色结晶乙组过硫酸按引发剂白色结晶易吸湿，易分解_0.5~2.0_密封防潮丙凝注浆材料的配制：应根据堵漏工程具体情况选择适宜的配合比、并能按工程所需控制凝胶时间；以标准溶液的百分比浓度为准，其他各成分含量均以此为基数进行调整；然后将甲、乙两组分分别称量准确放入两个容器内，加入定量的水，溶解搅拌均匀后备用。标准溶液成分百分比如下：丙烯酞胺（AAM）9.5%甲亚基双丙烯酞胺（MBAM）0.5%水（H2O）90%2．注浆机具（1）单液注浆机具1）风压罐见图17-68。

2）手压泵见图17-69。图17-68风压罐灌浆示意1-进风口；2-压力表；3-进浆口；4-出浆口；5-注浆嘴图17-69手掀泵灌浆示意1-手掀泵；2-吸浆阀；3-出浆阀；4-注浆嘴；5-压力表；6-贮浆器3）注浆嘴注浆嘴有不同形式，对于用钻机钻的孔可采用压环式或楔入式注浆嘴（图17-70、图17-71）；对于用促凝剂水泥浆埋设的注浆嘴，可采用埋入式（图17-72）。各种注浆嘴的出浆口管径应略小于堵漏的孔洞。图17-70压环式注浆嘴1-进浆口；2-螺母；3-活动套管；4-活动压环；5-弹性橡胶圈；6-固定垫圈；7-出浆口

图17-71楔入式注浆嘴1-进浆口；2-阀门；3-缠麻处埋入式注浆嘴图17-721-进浆口；2-阀门；3-埋入混凝土部分（2）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。电动灌浆装置由电动泵、输浆管、混合室、注浆嘴、料桶等组成，A液和B液分别由电动泵输送，到混合室内进行混合，从注浆嘴喷出，注入堵漏的部位（图17-73）。图17-73电动灌浆装置示意气动灌浆装置由空气压缩机、输气管、输浆管、混合室、注浆嘴、料桶等组成。由空气压缩机产生的压缩空气，分别从输气管输入料桶，使A液和B液经输气管注浆嘴输浆管进入混合室进行混合，而后从注浆嘴喷出，注入堵漏部位（图17-74）。压力表空气压缩机输浆管/输气管注浆嘴输浆管进入混合室进行混合，而后从注浆嘴喷出，注入堵漏部位（图17-74）。压力表空气压缩机输浆管/逆止阿三叶混合室图17-74气动灌浆装置示意以上两种灌浆装置，其中B液系统（料桶、泵、阀门、管道等）必须用防锈材料制成。双液注浆用的注浆嘴同于单液注浆嘴。3．注浆堵漏施工的适应范围及措施（1）由于混凝土施工不良引起的混凝土结构内部的松散、蜂窝、麻面等造成的渗漏水孔道，可把浆液注入结构渗漏水孔隙内，从而堵塞渗漏水，然后结构表面用抹面防水法抹面。（2）混凝土结构的施工缝隙，由于衔接不严导致的缝隙漏水，用注浆堵漏法止水后，结构表面应增设抹面防水、涂料防水等加强措施。（3）采用止水带处理后的变形缝隙，当止水带与混凝土结构结合不严，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，可把浆液压入渗漏水通道，使其堵塞漏水。再采用嵌填遇水膨胀止水条、密封材料或设置可卸式止水带等方法处理。（4）穿墙管和预埋件部位的渗漏水，可用注浆堵漏法快速止水，再采用嵌填密封材料、抹防水涂料或砂浆抹面等措施处理。（5）需要补强的渗漏水部位，应选用强度较高的注浆材料，如水泥浆，超细水泥浆、环氧树脂、聚氨醋等浆液进行注浆堵漏补强处理，必要时，可在堵漏止水后，对结构进行加固施工。4．注浆堵漏施工（1）注浆孔的设置1）布置注浆孔注浆孔的位置、数量及其埋深，与被注结构的漏水缝隙的分布、特点及其强度、注浆压力、浆液扩散范围等均有密切关系，合理地布孔是获得良好堵水效果的重要因素，其主要原则如下：①注浆孔位置的选择应使注浆孔的底部与漏水缝隙相交，选在漏水量最大的部位，以达到导水性好（出水量大，几乎引出全部漏水）。一般情况下，水平裂缝宜沿缝下向上造斜孔；垂直裂缝宜正对缝隙造直孔。②注浆孔的深度不应穿透结构物，留10〜20cm长度为安全距离。双层结构以穿透内壁为宜。③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。2）埋设注浆嘴一般情况下，埋设的注浆嘴应不少于两个，即设一嘴为排水（气）嘴，另一嘴为注浆嘴。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，用扳手转动螺母，即压紧活动套管和压环，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。楔入式注浆嘴缠麻后（缠麻处的直径应略大于孔直径），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，孔洞直径要比注浆嘴的直径略大3〜4cm。将孔洞内清洗干净，用快凝胶浆把注浆嘴稳固于孔洞内，其埋深应不小于5cm（图17-75）。图17-75埋入式注浆嘴的埋设（2）封闭漏水部位注浆嘴埋设后，除注浆嘴内漏水外，其他凡有漏水现象或有可能漏水的部位（在一定范围内）都要采取封闭措施，以免出现漏浆、跑浆现象。各种形式的渗漏水的封堵方法见“抹面堵漏法”部分。（3）试注试注应在漏水处封闭和埋设注浆嘴后并具有一定的强度时进行。试注时采用颜色水代替浆液，以计算注浆量、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连通情况，以保证注浆正常进行。（4）安装与检查安装并检查注浆机具，以确保在注浆施工中的安全使用。（5）注浆选其中一孔注浆（一般选择在较低处及漏水量较大的注浆嘴），待多孔见浆后，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。注到不再进浆时，停止压浆，立即关闭注浆嘴（为防止浆液回流，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。注浆后，应立即清洗灌浆机具，便于下次再用。丙