弹性聚氨酯浆液在北拒马河暗渠结构缝渗水处理中应用

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1、弹性聚氨酯浆液在北拒马河暗渠结构缝渗水处理中应用　　摘要：北拒马河暗渠工程每隔10～15m设一道结构伸缩缝，缝内设橡胶止水一道。由于施工中存在赶工现象以及施工控制管理不到位等原因，造成部分结构缝存在止水缺陷，当箱涵顶部回填层含水量丰富时（比如雨季），箱涵顶部结构缝内有不同程度的渗滴水现象。本文采用弹性聚氨酯浆液化学灌浆处理，使浆液固化后自成一道弹性防渗体系，弥补预埋止水的缺陷，已达到处理后的施工缝不再出现渗滴水情况，通过对弹性聚氨酯浆液的成功应用，给同类工程提供了参考和借鉴。关键词：暗渠；结构伸缩缝；止水缺陷；渗漏、弹性聚氨酯浆液；化学灌浆中图分类号：S1

2、52.7+2文献标识码：A1、工程概况北拒马河暗渠工程是南水北调中线总干渠进入北京的第一个设计单元工程，本段总干渠长1781.05m。北拒马河暗渠工程由渠首枢纽、暗渠、退水系统三部分组成，为Ⅰ等工程，主要建筑物为Ⅰ级建筑物，设计地震烈度7度。设计流量为50m3/s，加大流量为60m3/s。7北拒马河暗渠工程包括节制闸闸室段、渐变段和渠身段三部分。其中，暗渠渠身段长度1686.05m，渠首底板高程57.00m，纵向坡降i=0.0001645，标准断面为2孔5.6×5.0m（宽×高）方涵。采用C30钢筋砼结构，底板厚0.80m，两边墙和顶板厚0.70m，中隔墩

3、厚0.60m。砼标准段分段长度15.00m，暗渠分别横穿北拒马河中支和北支河道，在BH1+134.793～BH1+404m范围横穿北拒马河北支河道，对横穿河道段在方涵顶部采用砌石对原河床护底。暗渠混凝土箱涵每隔10～15m设一道结构伸缩缝，缝内设橡胶止水一道。2、存在问题及原因分析2008年4月20日北京地区持续普降中雨，在对暗渠方涵内部进行验收检查时发现暗渠多处结构缝出现渗水、滴水现象，其中渗水部位55处，12处滴水严重。暗渠混凝土箱涵每隔10～15m设一道结构伸缩缝，缝内设橡胶止水一道。经分析，从2007年4月份开始，至10月份基本完成了暗渠混凝土施工

4、，在过程中，存在赶工现象以及施工控制不足等原因，造成部分结构缝存在止水缺陷，当箱涵顶部回填层含水量丰富时（比如雨季），箱涵顶部结构缝内有不同程度的渗滴水现象。2、处理方案7根据暗渠方涵内部渗滴水情况，结合以往经验并征求业主、设计和监理意见后制定了处理方案。处理方案主要是通过钻孔向渗水的结构缝灌注弹性聚氨酯浆液，浆液固化后自成一道弹性防渗体系，弥补预埋止水的欠缺。结构缝渗水化学灌浆处理方案示意图见图1。图1：结构缝渗水化学灌浆处理方案示意图3、聚氨酯灌浆材料结构缝的缝宽会随着结构受力及温度等因素的变化而变化，这类缝俗称“活缝”。“活缝”的特点要求选用弹性材料

5、进行防水和封闭处理。根据施工经验，水溶性弹性聚氨酯是活缝渗漏处理的首选材料，具有良好的亲水性，遇水可分散、乳化进而凝固，其固结体是一种弹性体，伸长率达300%。而且遇水膨胀，具有弹性止水和以水止水双重功能，是水工建筑物结构缝渗水处理的首选材料，该材料主要特点如下：（1）具有良好的亲水性，水既是稀释剂，又是固化剂。浆液遇水后先分散乳化，进而凝胶固结；（2）粘度低，可灌性好，可在潮湿或涌水情况下进行灌浆；（3）固结体无毒，可用于饮水工程，并具有较高的力学性能。浆液的主要性能指标见表1：表1聚氨酯浆液主要性能指标项目指标粘度（厘泊）25℃75～1007比重（g/

6、cm3）1.10潮湿面粘结强度（MPa）2.40抗拉强度（MPa）7.80抗渗性能S15遇水膨胀倍数2～50%4、灌浆施工工艺灌浆施工采用不凿槽封缝的“无损灌浆”工艺。灌浆区域限定在过流面和止水之间，利用止水和缝口嵌填的聚硫密封膏限制浆液扩散范围。采用低压限量灌浆工艺（灌浆压力小于0.3MPa），在压力注浆过程中，少量泄渗的浆液遇水快速固化，阻止缝内浆液进一步外渗，保证压力闭浆。总体工艺流程为：寻找渗水点→钻孔→洗孔→灌浆→观察渗点重新分布情况→补孔并重复以上过程→封孔→结束（1）钻孔：采用小孔径（Φ16mm），钻深40cm以上的钻孔设备，自缝一侧约10c

7、m开孔，孔斜和孔深的确定以在过流面与橡胶止水之间相交为原则（大约20cm深），并注意不损坏橡胶止水。（2）洗孔：钻孔完成后，泵压清水冲出孔内粉屑。（3）灌浆：逐孔灌注，当临孔出浆时，封闭原孔，自临孔灌注。终孔结束标准为：灌注区不再渗水(或0.3Mpa压力下不吸浆)。7（4）依据渗点重新分布情况补孔灌浆：若一个循环灌浆结束后，渗点重新分布，需要补孔再灌，直至整个结构缝无渗水点。（5）封孔：灌浆完成并等浆液固化后可拆除灌浆塞，拆除灌浆塞后孔口有6.0cm深未被浆液充填，需进行封孔，封孔材料采用干硬性预缩水泥砂浆，强度M40以上，采用的配比为：水灰比0.32～0

8、.3，灰砂比1：2～1：2.5，拌好后堆放30min后使用。（6）