给排水构筑物压力注浆堵漏技术

2022-09-12

给排水构筑物多为薄壁多筋混凝土结构, 壁厚300mm～500mm, 池内设计水深3.8～9.0m, 池壁抗渗强度等级为P6～P8。构筑物大多平面尺寸较大, 不得已采用分段施工, 且主体施工周期较长, 可能会跨雨季、高温季节、冬季施工, 尽管采取补偿收缩混凝土施工技术, 也不可避免的在满水试验或使用过程中发生渗漏现象, 为不影响使用功能和结构耐久性, 需要进行堵漏处理。

1 现象描述和原因分析

构筑物混凝土池壁渗漏可简要归纳为三种情况:

1.1 点状渗漏

现象描述:多为对拉螺栓处, 少数为池壁混凝土孔洞缺陷。

原因分析:混凝土过早拆模对拉螺栓松动, 或止水片有缺陷, 没有满焊, 或浇筑混凝土时振捣不密实造成渗流孔道, 引起点状渗漏。

1.2 线状渗漏

现象描述:水平方向多为冷缝、水平施工缝, 竖直方向多为结构裂缝, 或池壁后浇带竖向线状渗漏。

原因分析:水平施工缝、后浇带处理不到位或浇筑过程产生冷缝, 竖直方向因为池壁混凝土浇筑初期水化产生温度梯度、水位、干湿变化、季节温差等各种因素造成混凝土收缩裂缝, 发生渗漏。

1.3 片状渗漏

现象描述:混凝土表面出现较大面积的湿渍。

原因分析:多为混凝土和易性不好, 振捣不到位或者局部钢筋、埋件密集造成混凝土没有振捣密实, 发生成片的渗漏。

在以上三种情况, 除竖向结构裂缝外, 其他情况根据现有施工技术可以尽量避免或减少, 出现频率不是很高。但竖向结构裂缝比较难于控制, 因为施工配合比的误差, 混凝土的补偿收缩性能不可能达到理论计算的恰当程度, 加上施工养护不当或季节温差、使用条件变化等因素, 超过20m长度的矩形池体几乎都会产生可见的竖向裂缝, 但细小裂缝不一定会发生渗漏。

图片说明:从左至右3个针头:1、使用前状态;2、解体状态;3、注浆时状态, 前端橡胶圈压紧呈鼓状, 起密封作用。

2 处理方案比选

关于结构之渗漏已有各法广为使用。然而处理负水面之渗漏问题时, 一般都以传统式工法, 仅是在壁体之出水点处打凿开来, 再以负水面之防水材料来涂抹、粘贴或填补, 此种方法所处理之处, 往往只能达到表面或局部之止水防漏效果, 而无法达到深层的填补与止漏效果, 不久又会产生二次漏水, 甚至三次漏水、四次漏水。这是因为渗漏通道仍然存在, 只是出口暂时封闭, 处理材料同砼接着性较差, 则将无法完全达到止水。或者暂时止住某处渗漏点, 别处又出现新的渗漏, 渗漏通道不明, 不能治标, 更不能治本。

鉴于给排水构筑物需要的结构防水的耐久性和供水水质的安全性, 目前多采用压力灌注聚氨脂防水材料的方法进行处理。

3 施工机具和材料

3.1 施工机具

3.1.1 可抽吸式高压注浆机

SL-999型注浆机, 是一部使用在结构灌注的专业机种, 重量约7kg。有超高压力不需气压源, 高压注浆机可以70MPa的压力将药剂送至0.02mm以上的细微裂缝。

3.1.2 电钻机

一般手持式电钻即可, 根据砼池壁厚度配置长短适宜的钻头。

3.2 使用材料

本文以水溶性材料为例进行介绍, 若采用疏水性聚氨酯材料, 耐久性和止水效果更优。

3.2.1 TZS水溶性聚氨脂灌浆材料, 该材料有以下特点和性能

(1) TZS水溶性聚氨脂堵漏剂系由甲苯二异氰酸脂 (TDL) 和水溶性聚醚进行聚合反应生成的高分子化合物, 为单液型注浆材料, 不需要再加入其他保进剂、固化剂。不需计量混合, 保证了操作的可靠性。 (2) TZS水溶性聚氨脂堵漏剂与水有良发的混溶性, 而且对水质的适应性很强, 浆液遇水后会自动分散、乳化, 立即进行聚合反应。 (3) 聚合后的固结体具有良好的延伸性、弹性和抗渗性, 在水中永久保持原形, 并且有耐低温性。 (4) 浆液遇水后发泡膨胀, 发泡固结体膨胀率为3.5倍。 (5) 浆液中的少量游离异氰酸根 (-NCO) 会与水聚合反应, 所以聚合体在水中的浸泡液对人体无害, 对水质无污染。 (6) 性能指标 (执行标准:Q/PSAE-02-98《水溶性聚氨脂堵漏剂》) (表1) 。

3.2.2 止水针头

为灌注用耐高压针头, 中空结构。端部为油嘴结构, 接高压注浆机输液管, 中部可旋紧使橡胶套成鼓形, 与针孔内壁压紧密封, 防止灌浆材料外溢。外形如图1示。

4 处理方法及施工工艺

4.1 处理方法

采用可抽吸式高压注浆机, 将TZS水溶性聚氨脂堵漏剂经由针头送至池壁中, 使药剂经微小缝隙向四周扩散。药剂与水快速反应膨胀硬化后在其缝隙砼体表面形成一层防水膜, 将缝隙永久封住。高压注浆机根据机型不同最高可将可以7MPa以上的压力将药剂送至0.02mm以上的细微裂缝。

4.2 工艺流程

清理砼表面→钻孔埋设止水针头→灌注TZS液→清除残余物→检查恢复。

(1) 池内壁注水至设计水位, 清理干净渗漏部位, 便于施工和观察。 (2) 在渗漏点下部成倾斜35度、45度角钻孔至池壁1/2厚度, 将长度为85mm的针头埋设好并加以旋紧固定, 钻孔一定清理干净。针对点状或片状、蜂窝状渗漏, 在漏点或蜂巢范围处, 每隔25cm～30cm钻一孔, 深度为结构体厚度之一半为宜, 再埋设止水针头。 (3) 使用高压注浆机将药剂注入孔内, 待砼结构表面有药剂渗出后, 说明药剂已布满渗漏通道, 或同时观察注浆机压力表, 若保持一定压力不下降, 说明孔隙已被一定压力的浆液充满, 堵漏完成, 然后再灌注其他裂缝。 (4) 灌注完成24h后, 将针头取出, 将洞口封堵好, 将漏出的药剂清理干净。

5 处理效果

对于满水试验和使用过程中池体出现的点、线、面状渗漏均可有效封堵止水。如果渗漏通道空隙较大, 渗水严重, 可以采用速凝的堵漏王将表面渗漏的明水封住, 然后再注浆, 最后把凸出砼表面的堵漏王凝结块清除。

带水处理完毕后, 3～5天发现, 渗漏点、线和面湿渍在数天内缩小至变干, 以后该处再无出现二次渗漏现象。说明处理效果明显, 且对外观无影响, 达到了预期目的。

与传统的渗漏处理方法比较, 采用TZS水溶性聚氨脂堵漏剂压力注浆堵漏法具有以下优越之处:设备重量轻, 操作简单可靠, 带水作业可直观检查堵漏效果, 直到不再渗漏;混凝土表面破创小, 处理后几乎不留痕迹, 不影响混凝土结构外观;成本低, 无毒无害, 耐化学介质及耐盐水性能优越;可封堵大压力水, 硬化后形成高强度固结体, 与砼粘结性好, 将水拒之于砼结构体之外, 达到一劳永逸之效果。