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超深顶管井穿墙套管渗漏水处理方案-鸿飞西安堵漏君分享

来源:鸿飞堵漏君作者:鸿飞西安堵漏公司 
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   超深覆土顶管井在日常运行中由于受地下水压过高、穿墙套管承压变形过大及施工中顶管出洞封堵不彻底等因素影响,常常碰到顶管穿墙套管渗漏的问题,因此,要处理好深覆土顶管井穿墙套管渗漏问题,宜采用多层防水、综合处理的治漏工艺,以下结合工程实例,具体介绍该项治漏方法。

        一、渗漏发生具体原因

        在整个顶管工程中,管道出洞时的封堵工艺是非常关键的施工环节,因为,该环节施工质量的优劣直接影响到以后顶管井在使用过程中穿墙套管是否会出现漏水现象,以及漏水现象的严重程度。上海市青草沙水源地管道工程超深覆土顶管井施工过程中,采用在进出洞口位置外侧采用双排ф850搭接250的水泥搅拌桩作为顶管出洞止水挡土、在穿墙套管与顶管机头接触面上密封橡胶圈、在穿墙套管止水法兰盘处预留注浆孔注浆的方式封堵出洞时随时可能会涌入的地下水。

        在实际施工中,顶管机头顺利出洞,穿墙套管未出现渗漏水情况。然而,在该项工程竣工运营一年多后,有部分井室穿墙套管开始有不同程度的渗漏水现象。经过测量漏水井室渗漏量和渗漏压,分析相关数据、资料,发现漏水原因具体如下:

        管道不均匀沉降、侵蚀及各种挤压力作用造成水泥搅拌桩内部行成细微缝隙,地下水渐渐渗入,聚流到井室外壁处。

        由于在安装穿墙套管后,未预压套管,直接浇筑混凝土墙壁。致使在井室竣工运行一段时间后,穿墙套管与混凝土墙壁产生形变差,在套管与墙壁间形成小裂缝,行成渗漏通道。

        穿墙套管与顶管管道间止水橡胶圈因较长时间腐蚀、老化、穿墙套管与顶管管道间位移差以及地下水压力作用,使橡胶圈周围产生缝隙,形成渗漏通道。

        原注浆在不断渗入的地下水作用开始逐渐流失,地下水通过水泥桩—混凝土墙壁裂缝及水泥桩—套管与顶管间橡胶圈缝隙—注浆缝隙两条通道渗漏至井室内。

        二、止水堵漏方法选择

        考虑在超深覆土井室中,无论刚性防水材料、柔性防水材料还是刚柔结合多层防水材料都会由于地下水的高压渗透而被破坏,造成防水失败。所以,针对两条渗漏通道,均采用刚(柔)性和蠕变性防水层相结合的方法止水堵漏。蠕变性材料是一种有机高分子配合材料,其不仅具有防水功能,更具有在常温状态且无外加作用影响下较强的自愈能力——即当由于环境温度、周围应力作用下自身形状发生改变时,能迅速做出相应变形以保持原有形状,并能通过渗入、填充、粘结裂缝,使周围所接触物体的应力重新恢复平衡状态。因此,当刚性、柔性防水层受水压作用开始发生破坏、产生微小孔缝时,蠕变性材料会及时向受损部位迁移变动,填补、修复微小破损部位,使其被损程度不会继续扩大,同时,所修复部位所受应力被蠕变性防水材料分担,地下水压无法再次破坏,原防水层重新恢复防水功能。特别当运营时间逐年日增、管道设备、设施状态趋于稳定时,蠕变性材料与刚(柔)性防水层充分结合,一起发挥稳定防水作用。

        三、治漏方法具体介绍

        1、混凝土墙壁裂缝处理方法:

        1)根据地下水位高压力大的特点,首先疏引漏水,对漏水处沿套管周围凿开基面,宽度和深度根据实际情况而定,一般应以最大损坏程度的墙片尺寸为凿除标准。

        2)开凿完成后,清除表面松动砂浆并清扫干净,按开凿宽深度裁一条遇水膨胀止水胶带,绕管线一周,在接口处朝下端连接一根塑料引水管对准漏点,使漏水从管内排出。因为遇水膨胀橡胶是以亲水性的聚氨脂材料、膨润土等遇水膨胀材料与橡胶混炼而制得的具有遇水膨胀功能的一种特殊材料,它具有优良的弹性,延伸性和膨胀止水性能,还具有外形可再塑性。当它浸泡在水中时,由于膨胀材料吸水体积膨胀,致使橡胶体积增大,由于氢键的作用,使水分子牢牢地被拉住,即使在机械压缩作用下,这些水也不会被挤出。经过一段时间的疏通引水,因为胶带在水浸润下已达到膨胀状态,最主要的漏点已基本封住。但周围局部缝隙仍有渗水,对这些轻微渗漏处和橡胶圈整体喷涂速凝水泥砂浆,厚度1—2mm。

        3)待砂浆凝结后,按照传统工艺方法,应是沿开凿面刷涂柔性防水涂料,最后再刷涂刚性防水层。但在分析青草沙井室实际情况后,我们认为按照传统涂刷柔性防水材料工艺很可能起不到长期止水的效果,因为青草沙井室内管口承受地下水压力都在0.5MPa以上,最大承压更是达到1.02MPa。在此较高压力长期挤压、冲蚀下,原喷涂的速凝水泥砂浆很容易流失,形成新的渗漏孔隙,而覆盖于砂浆层上的柔性涂料防水由于基本没有抗应力的性质,所以,当砂浆层流失、破坏后,也会在水压、流浆双重作用下,随之破坏,从而刚性防水层成为唯一防水。一旦在管道沉降、套管形变等应力作用下,刚性层产生微小缝隙,则使地下水就能长驱直入,完全破坏整个防水层。故在综合考虑后,在砂浆防水材料上,选择喷涂蠕变性防水材料,厚度2—4mm。

        4)最后在表面涂刷刚性防水层,采用五层进行抹面,每层厚度小于5mm,以保证防水质量。当刚性防水层达到强度后,及时拨出引水管,立即将准备好的速凝胶泥迅速填入排水孔内,待凝结后,再喷涂蠕变性防水材料,再用1:2水泥砂浆抹平洞口。由于蠕变性材料的特性,当刚性防水层有微小破损时,蠕变性材料又能很好的填补破损缝隙,并在长期蠕变作用下,使各防水层逐渐成为连接紧密的整体防水层,达到长期防水的效果。

        2、顶管间橡胶圈缝隙—注浆缝隙处理方法:

        套管与管道间漏水主要原因是原套管内橡胶圈老化及地下水挤压橡胶圈、砂浆,形成缝隙,造成漏水。针对渗漏形成机理,我们仍旧按照采取各层防水相结合、并以蠕性防水为关键层的策略选用相应材料,考虑到套管与顶管管道间均是金属接触面,在套管与管道相对微小位移和较高地下水压不断强力渗透共同作用下,与金属的接触面容易被挤压出漏水缝隙。我们选用橡胶圈止水带、双组分聚氨酯、蠕变性材料、JS防水涂料和水泥基聚合物水泥五层防水相结合的整体止水结构。这样,既能通过橡胶圈止水带补偿套管和管道相对微小位移所造成的缝隙、又能发挥多道防水功能,同时,在蠕变性材料的作用下,使双组分聚氨酯和JS防水涂料粘结成为整体,更好的发挥一体防水效果。具体方法如下:

        1)首先,用遇水膨胀橡胶圈止水带填充套管和管道之间的缝隙。要求填充密实,厚度40~50mm,橡胶圈止水带在套管的空隙中再次成型为和管间空隙尺寸一样的形状。且当套管与管道间渗漏水在流至橡胶圈止水带时,被橡胶圈吸收,体积增大,阻止了地下水的进一步渗入,形成第一道防水。

        2)第一道防水施工完毕,随即涂刷双组分聚氨酯防水涂料。要求直接涂刷到遇水膨胀橡胶止水条上,并在套管和管道上涂刷的长度为70~100mm,厚度不少于1mm,形成第二道防水。

        3)在聚氨酯上依次喷涂、刷涂蠕变性防水材料和JS防水涂料,厚度均不小于4mm,形成第三、第四道防水。

        4)最后,用JS防水涂料的液料部分拌合水泥,形成水泥基聚合物水泥。将水泥基聚合物水泥分层依次填入套管和管道的空隙中,填满压实,且厚度不小于20 mm。

        [结论]渗漏处理过程中,耐久性和抗变形是工艺的关键,而抗变性是耐久性的前提保证,由于使用了蠕变性防水材料作为多道防水的关键层,使防水层在地下水压、穿墙套管与墙壁形变差和管体位移作用下的抗变性大大的提高,较好的解决了在传统防水工艺作用下,深覆土顶管井穿墙套管屡治屡漏的问题。且多道防水的结合,既发挥出各自的特性,又通过共同作用,提高了整体防水效能,达到了较为长久、稳定的良好防水效果。