注漿防水
土木1302 呂靜宇 1306010215（山東青島中國石油大學儲運與建築工程學院 266000）
摘要：注漿防水是因混凝土存在振搗不密實或裂縫等而引起滲漏水的一種解決方法。它是通過將灌漿液採用高壓注漿機注入混凝土中，膨脹進而堵塞細微裂縫的工藝。
關鍵字：注漿防水材料水泥砂漿施工
注漿材料
一）無機類注漿材料
一、水泥漿材
水泥作為注漿材料具有強度高、耐久性好、無毒、材料**廣、**低廉等優點。它是使用最早、應用最廣的注漿材料之一，一般注漿施工優先選用普通水泥。在細裂隙和微孔地層中，其可灌性雖不如化學漿材好，但若採用劈裂灌漿原理，則不少弱透水地層都可用水泥漿進行有效的加固。
因此，水泥漿在國內外灌漿工程中一直是用途最廣和用量最大的漿材。以水泥為主包括新增一定量的外加劑，用水配製成漿液，採用單液方式注入，這樣的漿液稱為單液水泥漿。所謂外加劑，係指水泥的早強劑、速凝早強劑、塑化劑、懸浮劑等。
二、粘土水泥漿
粘土是含水的鋁矽酸鹽，其礦物成分主要為高嶺石、蒙脫石及伊利石。膨潤土是一種水化能力極強、膨脹性大和分散性很高的活性粘土，在國內外工程中被廣泛採用。 根據施工目的和要求的不同，粘土可看作是水泥漿的附加劑如懸浮劑，摻用量較少，主要用來改善水泥漿的穩定性，對其他效能影響甚微；也可當作灌漿材料使用，摻入量有時比水泥量還要多，故單列為一類，稱為水泥粘土類漿液。
作為主材料使用則將對漿液的物理力學性質產生重大的影響。
三、水泥 - 水玻璃類漿液
水泥漿中加入水玻璃有兩個作用，一是作為速凝劑使用，摻量較少，約佔水泥重的 3% ～ 5% ；另一是作為主材料使用，摻量較多，即是將要討論的水泥 - 水玻璃漿液，俗稱 cs 漿液（ c 代表水泥， s 代表水玻璃）。cs漿液克服了水泥漿液凝膠時間長，難以控制，注入地層後易被地下水稀釋，無法保持其原有凝膠化效能的缺陷。 cs 漿液的出現是水泥注漿的大發展，提高了效果，擴大了適用範圍。
這種漿液不僅具備水泥漿的全部優點，而且兼備化學漿液的某些優越性，例如凝膠時間快，可以從幾秒到幾十分鐘內準確控制，結石率高達 95% ～ 98% ，可用於防滲和加固灌漿，在地下水流速較大的地層中，採用這種混合型漿材還可達到快速堵漏的目的。結石體強度高，特別是早期（ 1d 、 3d 、 7d）強度高，抗壓強度增長率快。可灌性也明顯提高，除在基岩裂隙和較大含水層中使用外，還能在中粗砂中灌注。
水泥水玻璃漿材的可灌性介於水泥和水玻璃之間，材料**豐富，**相對較低，對地下水和環境無汙染。
四、矽酸鹽漿材
水玻璃（ na 2 o · n sio 2 ）是水溶性的鹼金屬矽酸鹽。向水玻璃中加入酸、酸性鹽和一些有機化合物都能在體系中產生大量成膠體狀態的矽酸。這是水玻璃凝膠的基本原理。
二）有機類注漿材料
有機類注漿材料又稱為無顆粒快凝注漿材料。有機類注漿材料比水泥等無機類注漿材料具有較好的可灌性，而且能按工程的需要調節漿液的膠凝時間，有的可以瞬間凝膠。故有機類注漿材料適用於有流動水的部位的堵漏或防滲。
化學注漿材料按其材質可進一步分為丙烯醯胺類，甲基丙烯酸酯類，環氧樹脂類以及聚氨酯類等多種。
注漿材料的選用
注漿材料的選擇需具備下列特點：
1）材料應具有綜合力學效能好、耐老化、強度高、粘結力強、填充性好的特性。
2）材料應具有良好的滲透性，可以灌入微細的縫隙中，對潮濕裂縫具有良好的親水性和擴散性、粘結性能好。
3）工藝簡單、易操作；材料環保、固結體無毒性汙染，並且**適中。
注漿防水設計
一）注漿防水的一般規定
1注漿包括預注漿(含高壓噴射注漿)、後注漿(襯砌前圍岩注漿、回填注漿、襯砌內注漿、襯砌後圍岩注漿等)，應根據工程地質及水文地質條件按下列要求選擇注漿方案：
1）在工程開挖前預計湧水量大的地段、軟弱地層，宜採用預注漿；
2）開挖後有大股湧水或大面積滲漏水時，應採用襯砌前圍岩注漿；
3）襯砌後滲漏水嚴重的地段或充填壁後的空隙地段宜進行回填注漿；
4）襯砌後或回填注漿後仍有滲漏水時要，宜採用襯砌內注漿或襯砌後圍岩注漿。
2注漿施工前應進行調查，蒐集下列有關資料：
1）工程地質縱橫剖面圖及工程地質、水文地質資料，如圍岩孔隙率、滲透係數、節理裂隙發育情況、湧水量、水壓和軟土地層顆粒級配、土壤標準貫入試驗值及其物理力學指標等；
2）工程開挖中工作面的岩性、岩層產狀、節理裂隙發育程度及超、欠挖值等；
3）工程襯砌型別防水等級等；
4）工程滲漏水的地點、位置、滲漏形式、水量大小、水質、水壓等。
3注漿實施前應符合下列規定：
1）預注漿前先做止漿牆(墊)，其在注漿時應達到設計強度；
2）回填注漿應在襯砌混凝土達到設計強度的70%後進行；
3）襯砌後圍岩注漿應在回填注漿固結體強度達到70%後進行。
4在岩溶發育地區，注漿防水應從勘測、選料、布孔、注漿施工等方面作出專業設計。
5在注漿施工期間及工程結束後，應對水源取樣檢查，如有汙染，應及時採取相應措施。
二）注漿防水的設計要點
1)預注漿鑽孔，應根據岩層裂隙狀態、地下水情況、裝置能力、漿液有效擴散半徑、鑽孔偏斜率和對注漿效果的要求等，綜合分析後確定注漿孔數、布孔方式及鑽孔角度。
2)預注漿的段長，應根據工程地質、水文地質條件、鑽孔裝置及工期要求確定，宜為10～50m但掘進時必須保留止水巖墊牆的厚度。注漿孔底距開挖輪廓的邊緣，宜為毛洞高度地(直徑的0.5～1倍，特殊工程可按計算和試驗確定。
3)高壓噴射注漿孔間距應根據地質情況及施工工藝確定，宜為0.4～2.0m
4)高壓噴射注漿帷幕宜插入不透水層其深度應按下式計算： d=（h-ba）/2a
式中d--帷幕插入深度(m)，h--作用水頭。a--接觸面允許坡降取5～6，b--帷幕厚度(m)
5)襯砌前圍岩注漿的布孔，應符合下列規定：
1)在軟弱地層或水量較大處布孔。
2)大面積滲漏，布孔宜密，鑽孔宜淺。
3)裂隙滲漏，布孔宜疏，鑽孔宜深。
4)大股湧水，布孔應在水流上游，且從湧水點四周由遠到近布設。
6)回填注漿孔的孔徑，不宜小於40mm間距宜為2～5m，可按梅花形排列；檢查注漿孔宜深入岩壁100～200mm。
7)襯砌後圍岩注漿鑽孔深入圍岩不應小於lm，孔徑不宜小於40mm，孔距可根據滲漏水的情況確定。
8)岩石地層預注漿或襯砌後圍岩注漿的壓力，應比靜水壓力大0.5～1.5mpa，回填注漿及襯砌內注漿的壓力應小於0.5mpa
9)襯砌內注漿鑽孔應根據襯砌滲漏水情況布置孔深宜為襯砌厚度的1／3～2／3
三） 常用注漿法的機理特點和適用工程
靜壓注漿法也稱壓力灌漿法。其實質是借助於壓力(主要是液壓、氣壓)或電化學原理，通過注漿管把能凝結固化的漿液注入地層中。漿液以填充、滲透或擠密等方式，趕走土顆粒間或岩石裂隙中的水分和空氣後佔據其位置。
經一定時間後，漿液凝結充塞孔隙或裂縫，將原來鬆散的顆粒膠結成乙個結構強度大、防滲效能好的乙個整體。
靜壓注漿法加固處理地基時漿液擴散範圍大，對砂礫石、砂卵石地層注漿效果好，注漿固結體強度較高，注漿漿液全部進入地層中，漿液利用率高。但是，注漿漿液的可控性較差，不能定向定位，易出現串漿及跑漿現象，漿液易流失到加固區域以外的地方。主要適應於中粗砂及砂礫石，破碎岩石與卵礫石，軟粘土和溼陷性黃土。
高壓旋噴注漿法始創於日本，它是在化學注漿法的基礎上，採用高壓水射流切割技術而發展起來的。高壓噴射注漿就是利用鑽機鑽孔，把帶有噴嘴的注漿管插至土層的預定位置後，以高壓裝置使漿液成為20mpa以上的高壓射流，從噴嘴中噴射出來衝擊破壞土體。部分細小的土料隨著漿液冒出水面，其餘土粒在噴射流的衝擊力，離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，並按一定的漿土比例有規律地重新排列。
漿液凝固後，便在土中形成乙個固結體與樁間土一起構成復合地基，從而提高地基承載力，減少地基的變形，達到地基加固的目的。主要適用於處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
當土中含有較多的大粒徑塊石、堅硬粘性土、大量植物根莖或有過多的有機質時，應根據現場試驗結果確定其適用程度。對地下水流速過大，漿液無法在注漿管周圍凝固的情況，對無填充物的巖熔地段，永凍土以及對水泥有嚴重腐蝕的地基，均不宜採用高壓噴射注漿法。
適用範圍較廣。由於固結體的質量明顯提高，它既可用於工程新建之前，又可用於竣工後的託換工程，可以不損壞建築物的上部結構，且能使已有建築物在施工時使用功能正常。施工簡便。
施工時只需在土層中鑽乙個孔徑為50mm或300mm的小孔，便可在土中噴射成直徑為0.4~4.0m的固結體，因而施工時能貼近已有建築物，成型靈活，既可在鑽孔的全長形成柱型固結體，也可僅作其中一段。
可控制固結體形狀。在施工中可調整旋噴速度和提公升速度、增減噴射壓力或更換噴嘴孔徑改變流量，使固結體形成工程設計所需要的形狀。可垂直、傾斜和水平噴射。
通常是在地面上進行垂直噴射注漿，但在隧道、礦山井巷工程、地下鐵道等建設中，亦可採用傾斜和水平噴射注漿。
注漿防水施工
一）注漿防水的施工要求
預注漿鑽孔誤差應符合下列要求:
1)注漿孔深小於10m時，孔位最大允許偏差為100mm，鑽孔偏斜率最大允許偏差為1％。
2)注漿孔深小於10m時，孔位最大允許偏差為50mm，鑽孔偏斜率最大允許偏差為0.5％。
3)岩石地層或襯砌內注漿前應將鑽孔沖洗乾淨。
4)注漿前，應進行壓水試驗，測定注漿孔吸水率和地層吸漿速度。
5)回填注漿時對岩石破碎、滲漏水量較大的地段，宜在襯砌與圍岩間採用定量、重複注漿法分段設定隔水牆。追加注漿鑽注漿
回填注漿、補砌後圍岩注漿施工順序，應符合下列要求：
1）沿工程軸線由低到高，由下往上，從少水處到多水處。
2）在多水地段，應先兩頭，後中間。
3）對豎井應由上往下分段注漿，在本段內應從下往上注漿。
注漿過程中應加強臨測，當發生圍岩或襯砌變形、堵塞排水系統、串漿、危及地面建築物等異常情況時，可採取下列措施：
1）降低注漿壓力或採用間歇注漿，直到停注漿。
2）改變注漿材料或縮短漿液凝膠時間。
3)調整注漿實施方案。
高壓噴射注漿的工藝引數應根據試驗確定，也可按表選用，並在施工中進行修正。
單孔注漿結束的條件，應符合下列規定：
1)預注漿各孔段均達到設計終壓並穩定l0min，且進漿速度為開始進漿速度的1／4或注漿量達到設計注漿量的80％。
2)襯砌後回填注漿及圍岩注漿達到設計終壓。
3)其他各類注漿，滿足設計要求。
9)預注漿和襯砌後圍岩注漿結束前，應在分析資料的基礎上，採取鑽孔取芯法對注漿效果進行檢查，必要時進行壓(抽)水試驗。當檢查孔的吸水量大於1.0l／minm時，必須進行補充注漿注漿結束後應將注漿孔及檢查孔封填密實。
施工流程如圖：
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一 編制依據 1 本屋面頂板現場勘察的具體情況 發現頂板及衛生間出現區域性滲水 2 工程防水技術規範 gb50108 2001 3 防水工程驗收規範 gb50208 2002 4 國家現行有關規定。二 施工主要應用材料 1 pu灌漿材料簡介 該產品外觀為淺黃色至琥珀色透明液體，它是由聚氨酯預聚物與多...