地下结构动水条件下双液注浆堵漏施工技术

梁少岗，苑庆涛，王 兵，葛小宁，杨松霖，杨 欢

（1.中建八局第二建设有限公司，山东 济南 250022；2.四川省睿景天成建设工程有限公司，四川 成都 611130）

0 引言

相比地上空间而言，目前国内对于地下空间的开发和利用率相对较低。其中，地下结构防水是影响此问题的一个重要原因［1］。防水工程是一个涉及防水设计、防水材料、施工技术、施工过程管理等多方面的系统工程。一直以来施工过程中只重视防水材料的使用，而忽视结构体本身的防水要求，实践证明地下结构防水的根本还是要以结构自防水（刚性防水）为主，防水材料（柔性防水）为辅，可以总结为“刚性为本”且“刚柔结合”［2］。

1 研究区域概况

本项目位于成都平原西部，施工场地平整，交通便利。场地地下水位埋藏较浅，受施工降水及周边场地降水影响，场地地下水位较正常水位有所降低。而勘察期间实测施工场地稳定水位埋深 5.30～8.50 m，相对水位高程为 517.90～518.67 m，平均高程约 518.25 m，如图 1 所示。当本场地施工结束及周边场地停止施工降水后，整个场地地下水位将会恢复到正常水位，目前场地正常水位应在地表以下 3.0 m 左右，历史最高水位建议取 525.55 m［3］。结合成都地区水文地质资料和现有的施工降水设计与施工经验分析可得到，本项目场地中拟建建筑物地下结构在丰水期地下室底板将处于地下水位之中。

图1 地质剖面示意图

2 地下结构防水设计及堵漏难点

本工程 ±0.000 相当于绝对标高 529.350 m，场地抗浮设计水位绝对高程为 537.200 m。地下室顶板防水面积约 6 090 m2，地下室外墙约 7 173 m2，地下室总防水面积约为 3.3 万 m2。

地下室防水普遍为二级，地下室种植顶板、配电间周围外墙和底板防水等级为一级。主体采用防水混凝土加防水卷材设防。

由于施工原因，雨季来临之前底板后浇带未进行封闭，造成后浇带防水卷材被地下水压冲出多个漏洞。由于后浇带位置的特殊性，防水破损位置修补难度较大，故现场采用加强外部降低水位与后浇带位置采用混凝土及时封闭的方法进行处理，但后期降水井停止降水时，地下水位升高，沿后浇带位置呈线状出现多个渗漏点，且大漏点位置较为严重，存在一定水压。

3 注浆施工工艺及注浆液选择与配制

3.1 注浆施工工艺

对于本项目地下室结构出现的渗漏问题，综合分析考虑采用压力注浆堵漏的方法进行处理［4，5］，施工一般工艺如图 2 所示。

图2 施工工艺图

3.2 注浆材料选择

由于底板后浇带位置渗漏点沿后浇带呈线状分布，且渗漏点水流较大，因此，注浆堵漏材料的选择也就成为施工过程中的重要部分，决定整个注浆堵漏施工过程的成败。施工之前首先对市场比较常见的几种堵漏材料如，聚氨酯注浆料、环氧树脂、单液水泥浆、水泥·水玻璃双组份等材料进行对比选择［6］，相关特性统计如表 1 所示。

表1 堵漏材料特性

综上，水泥·水玻璃双组份浆液具有两种浆材的优点：浆液粘度较低，可灌性较好，在水中可以迅速凝固，凝胶时间可在几秒到几十分钟内准确控制，结石率可高达 98 % 以上，结石强度较高，且浆液本身无毒，无污染。因此选择水泥·水玻璃双组份浆液作为注浆封堵首选的材料。

3.3 注浆料配制

根据注浆材料的相关特性以及地下结构渗漏情况，本次施工注浆材料选用水泥·水玻璃双组份浆液进行堵漏施工。为能够有效控制水泥·水玻璃双组份浆液的凝结时间及浆液扩散半径，并取得良好的注浆封堵效果，经查阅相关资料表明，水泥-水玻璃浆液胶凝时间可在几秒至几十分钟内准确控制，其胶凝时间与水泥品种、水泥浆水灰比、水玻璃溶液浓度、水玻璃溶液与水泥浆的体积比等因素有关，如表 2 所示。

表2 不同配比的水玻璃水泥双液凝结时间

根据现场双液注浆料需求量来计算所需水泥浆的体积，并且按水灰比计算出水泥用量。配制水泥浆液时首先往水中加入适量的水泥，使用搅拌器进行多次搅拌，搅拌时长不少于 5 min。同时配制水玻璃浓度 35 Be，模数 2.6 的水玻璃溶液。其中，对于速凝剂应该在配制水泥浆液时，首先加入 3 % 的速凝剂，搅拌均匀后，再加入水泥［7］。

4 注浆施工过程及控制要点

对于注浆施工过程的主要步骤如图 3 所示，注浆施工过程中的预处理、钻孔埋管、压力注浆是整个流程中的关键步骤，也关系到整个注浆过程的成败。

图3 堵漏注浆施工流程

4.1 预处理

由于地下结构后浇带渗漏点沿后浇带方向呈线性组团状分布，渗漏点小而多。对于这种情况现场采用“先大点引流，后小点封堵”的办法，首先对渗漏点组团中选择一个较大渗漏点进行钻孔埋管，埋管管材选用φ20PVC 管，埋深不小于 2～4 cm，漏出地面不超过 5 cm。

4.2 选点定位

对于预处理完成的工作面进行清理，选择已埋设φ20PVC 管的周围埋设带有开关的金属管道，选点定位过程应首先对整个注浆区域进行划分，沿后浇带设置间距不大于 2 m 的注浆金属管，对于渗漏严重的区域可以渗漏点为中心呈梅花型布置，注浆定位点间距不大于 2 m。

4.3 钻孔埋管

通过钻机对较大渗漏点进行剔凿开孔，并对剔凿的混凝土块进行清理，埋设带有开关的金属管道，埋设过程中使开关处于打开状态，找准漏水部位插入金属管道，使水能从金属管道流出，整个过程中需要两个人配合完成。埋管完成后对埋管周围采用“堵漏王”进行封堵，所有埋管工作完成后对其他较小渗漏点同样采用“堵漏王”进行封堵［8］。封堵完成后使金属管道开关保持打开状态，对预处理阶段埋设的φ20PVC 采用“堵漏王”进行封堵。整个封堵完成后不应立即进行压力注浆，应至少 10 h 后“堵漏王”达到强度后进行。

4.4 注浆机具连接

整个注浆过程中使用的注浆设备及器具包括手持式钻机、搅拌机、注浆压力泵及其相关配套管线等。其中，注浆选用双液双缸注浆机，实现浆液配制和输送。通过活塞往复一次，可实现两种液体的吸排，通过压力系统使浆液进入结构裂隙和孔隙中。整个设备通过液压驱动，泵送压力高，安全可靠［9］。

4.5 压力注浆

工序中如何控制水泥·水玻璃双组份浆液的配合比，使凝结时间既能满足堵漏施工需要，又能使凝结体强度及耐久性均达到要求，是整个施工过程中最关键的工作。选取水玻璃浓度 35 Be，模数 2.6，并且加入 3 % 的速凝剂，按照水泥与水玻璃质量比为 1∶1，水泥浆水灰比 1∶1 进行配制。采用双组份注浆设备进行注浆，初压控制到 0.5～1.0 MPa，终压控制为 2.5 MPa［10，11］，将水泥浆液和水玻璃浆液加入到注浆泵的混合容器内，混合均匀，注入到结构裂隙及孔隙中去。凝胶时间控制在 60 s 左右，达不到要求时应当对浆液配比进行适当调整。

4.6 检查清理

注浆完成后，对整个注浆堵漏施工现场进行清理，便于注浆堵漏区域的养护。

5 效果检查与评价

在注浆堵漏施工完成后，采用散水养护的方法对整个注浆堵漏区域进行养护，连续养护达到至少 7 d 以上时，可停止基坑周边降水井降水，使地下室结构周边水位基本恢复到正常水位，通过对原先标记渗漏点进行检查，渗漏点均未发现有继续渗漏现象。并且沿后浇带位置底板未出现其他新的渗漏点［12］。

水泥·水玻璃双液注浆法是一种比较实用的注浆堵漏技术，能够根据渗漏点状况配制不同比重的注浆液，通过压力注浆设备将浆液注入地下结构裂隙和孔隙之中，相比化学注浆而言，采用水泥·水玻璃双组份注浆液能够很好地与底板混凝土结构相结合，堵漏效果、耐久性更好，并且对周围环境无污染。

6 结语

通过上述工程的施工实例证明，对于地下混凝土结构中呈线性组团状分布，渗漏点小而多的渗漏点，水泥-水玻璃双组份浆液注浆技术因其价格低廉、可操作性强、良好的堵漏补强效果，正日益得到广泛应用，并且无需开槽，对原混凝土结构面损害较小，同材质注浆料的耐久性更好［13］。工程上的成功应用充分证明了其良好的堵漏适用性，可以对高水位地区地下混凝土结构裂缝注浆堵漏提供一些参考。Q