1.預注漿防水

一、預注漿技術

1.地面預灌漿

(1)理念:在開挖地層前，將注漿材料壓入地層，固化硬化后，在工程經(jīng)過的地段形成防水帷幕，以改善注漿地段的地質條件，加快施工速度，保證工程質量。

(2)適用范圍:適用于破碎巖層、斷層破碎帶、流沙層或涌水量大的土層中施工豎井，以及采礦法施工的隧道工程。

(3)特點:施工周期短，施工設備和工藝簡單，效果顯著。地面預注漿施工條件好，操作方便。但鉆機工作量大，在含水層較薄、離地面距離較深的土層使用，成本較高。

2.工作面預注漿

工作面預注漿是從工作面周邊或破碎邊緣設置注漿孔，向地層中注入膠結材料。泥漿膠結硬化后，在隧道或豎井周圍形成防水帷幕，在隧道施工前改善注漿段的施工條件，確保安全和質量。

3.帷幕灌漿

該方法可用于松散不穩(wěn)定含水層中的豎井開挖或挖蓋。帷幕灌漿是在地下水位高或涌水量大的地區(qū)，按特定方向鉆孔，向地層中注漿，形成一定寬度的隔水帷幕，從而切斷地下水流入地下工程的補給通道，達到減少位移和地下水破壞的效果。

二、預注漿施工

1、灌漿過程

灌漿有單液灌漿和雙液灌漿兩個過程。雙液注漿分為雙液單注和雙液雙注。灌漿過程如下:

單液灌漿法是將所有灌漿材料混合均勻，然后使用灌漿泵灌漿系統(tǒng)。該方法適用于凝膠時間大于30分鐘的灌漿；

雙液單注法分別使用兩臺注漿泵或一臺雙缸注漿泵，將兩種漿液按一定比例輸送，然后在孔口混合器中混合，注入巖層。這樣漿料的凝膠時間可以縮短到20 ~ 600 s。

雙液雙注法是將兩種漿液通過不同的管道注入鉆孔，并在鉆孔中混合。這種方法適用于膠凝時間非常短的灌漿。將漿液A和漿液B分別壓入相鄰的兩個灌漿孔中，然后進入巖層或砂粒之間的孔隙中混合形成凝膠。

2、灌漿施工程序

灌漿施工必須以灌漿設計為基礎，根據(jù)灌漿工藝和施工現(xiàn)場具體情況安排施工程序。常見灌漿程序如下所示:

3、灌漿施工操作

(1)鉆孔

一般情況下，設計的灌漿孔分三批鉆:第一批孔的間距可以更大；第二批鉆孔間隔較小，最后鉆檢查孔。開孔時要輕壓、慢壓、大量壓水，防止斜開孔、鉆錯方向。鉆井過程中應做好詳細的鉆井記錄。巖心鉆探時，巖石名稱、鉆具尺寸、鉆進進尺、起止深度、變徑位置、巖石裂隙發(fā)育情況、涌水位置和數(shù)量、最終孔深等。應予以記錄。并注意鉆孔速度、涌水量，從而判斷巖石質量。在斷層破碎帶或軟粘土夾層等不良地層的情況下，可采用干鉆或小水鉆、雙層巖心鉆探等方法獲得準確、詳細的地質資料。當使用多臺鉆機同時鉆孔時，根據(jù)現(xiàn)場條件和灌漿設備能力，協(xié)調鉆孔和灌漿平行作業(yè)。當多臺鉆機同時鉆進時，應合理組織鉆進施工，設計的注漿孔的孔位、方向、角度和開啟時間應依次錯開，以避免注漿時出現(xiàn)串漿，并采取措施防止串漿。

(2)測量涌水量

如果鉆孔過程中出現(xiàn)涌水，應停止機器并測量涌水，以確定灌漿方法。解決涌水問題后，繼續(xù)施工。

(3)設置注漿管

根據(jù)鉆孔的出水位置和巖石質量，確定鉆孔注漿管上止?jié){器的位置。止?jié){塞應位于出水點巖石較完整的地段，以保證止?jié){塞受壓產生橫向變形和封孔。如果止?jié){器位置不當或沒有與鉆孔密封，不僅泥漿會漏出，而且注漿管也會被推出孔外，造成事故。

(4)注水試驗

灌漿前，用灌漿泵注入清水，通過灌漿系統(tǒng)進行注水試驗。主要目的是檢查灌漿塞的灌漿效果；將殘留在孔底或粘在孔壁上的雜質推到灌漿范圍之外，以保證泥漿的密實度和膠結強度；測量鉆孔的吸水率，進一步驗證巖層的透水性，為注漿泵數(shù)量和泵壓的選擇以及漿液配合比的確定提供參考數(shù)據(jù)。注水時要注意。注入量和壓力應該從小到大。水壓時間取決于巖石的破裂條件。裂隙較大的巖石應較短，中小裂隙應較長。

(5)灌漿

使用水泥-水玻璃漿液時，一般采用先單液后雙液，從漿液到稠漿的交替方法。先用水泥漿泵將鉆孔內的水壓返至間隙，再用水玻璃泵進行雙液灌漿。灌漿初期，孔內有大量吸漿。采用水泥-水玻璃雙液注漿，縮短凝結時間，控制擴散范圍，減少材料消耗，提高堵水效果。灌漿后期可采用單液水泥漿，保證了充填堵漏裂縫的效果。

對于裂縫不太發(fā)育的巖層，可以單獨使用水泥漿，但水泥漿不能太薄。水灰比宜為2: 1 ~ 1: 1，灌漿壓力稍高，以使石子脫水。當灌漿量和灌漿壓力達到設計效果時，可以停止灌漿，注入一定量的清水，然后拆除灌漿管，用水沖洗各種機器進行維護。

三、預注漿異?，F(xiàn)象的處理

當灌漿壓力突然上升時，應停止硅酸鈉灌漿泵，僅注入清水或水泥漿。泵壓恢復正常后，可再次進行雙液灌漿；如果壓力調整不當造成管道坍塌，只能用一臺泵進行間歇式小泵灌漿，待管道修復后再進行雙液灌漿。如果泥漿量大，長期壓力不上升，出現(xiàn)跑漿，應調整泥漿濃度和配合比，縮短凝膠時間，并進行小泵低壓灌漿，使泥漿在巖石裂隙中停留更長時間，形成凝膠。有時可以停止注射，但停止時間不能超過漿液的凝膠時間。需要長時間停泵時，先停水玻璃泵，再停水泥泵，使泥漿沖出管道，防止管道堵塞。

第四，檢查灌漿效果

注漿結束后，為檢驗注漿堵水效果，在毛洞范圍內鉆3 ~ 5個檢查孔，取巖芯，測量滲漏水量。當硬巖鉆孔中的漏失量在一處達到0.4L/(min.m)或大于12 L/min時，應進行額外的灌漿鉆孔，然后進行灌漿，直至達到小于上述指標。

2.后灌漿防水

一、后注漿的類型和特點

1、堵水灌漿

隧道開挖后，雖然圍巖已經(jīng)預注漿，但由于開挖、爆破等振動效應，部分部位仍可能漏水。雖然水量不大，但如果不處理，會影響襯砌質量，繼續(xù)施工。

后注漿通常采用風鉆鉆孔和手動泵注漿的方法。鉆孔直徑一般為42毫米，孔深約為2米，然后用直徑為25毫米的鋼管用止?jié){器進行灌漿。由于設備小，移動方便，不需要電源，適合地下工程施工。

2.回填灌漿

回填灌漿適用于以下情況:有超挖但未回填密實的豎井，因長期滲流攜帶大量泥沙，空孔形成于井壁、石材或磚砌豎井后，灰縫不密實，滲漏嚴重；若井壁下沉后用泥漿減阻，還需回填灌漿，以代替泥漿，加固井壁，恢復土體對沉井井壁的固力；隧道和隧道的超挖孔隙、塊石回填的松散孔隙、破碎圍巖坍塌的松散孔隙，或松散回填、坍塌、長期滲水攜帶大量泥沙形成空孔，均應回填灌漿。

3.固結泥漿

如果圍巖裂隙發(fā)育，滲水、涌水嚴重，回填灌漿不能解決問題，可進行固結灌漿。固結灌漿是在巖石中鉆孔3 ~ 3.5m后注入泥漿，固結圍巖中的小裂縫，減少漏水。

二、后注漿材料的選擇可參考下表2.1

表2.1后注漿材料的選擇

后灌漿類型灌漿材料的適用范圍

超細水泥、水泥-水玻璃、丙烯酸、聚氨酯丙烯酸灌漿等堵水灌漿材料，膠凝時間調整方便，粘度低，適用于爆破振動引起的細微裂縫的滲漏和混凝土收縮裂縫、溫度裂縫、腐蝕裂縫等的滲漏

水泥砂漿也可用作回填灌漿材料，粘土砂漿可用于填充大孔隙。粘土漿可用于大面積回填灌漿。漏水大的部位可采用水泥砂漿和水玻璃雙漿

固結灌漿材料水泥-水玻璃雙液灌漿材料水泥砂漿、水泥粘土對巖石裂隙發(fā)育、大量漏水的地區(qū)可采用水泥-水玻璃雙液灌漿。水泥漿的配比和水灰比分別為3: 1 ~ 2: 1和1: 1。水泥漿與硅酸鈉的體積比為1: 1和1:0.8；凝膠時間為5-10分鐘；在巖石裂隙不發(fā)育、漏水較少的地區(qū)，可采用水泥砂漿進行注漿。水泥漿的水灰比為6: 1、4: 1、3: 1、0.8: 1等。摻有速凝劑的水泥粘土也可用于土層中隧道的固結灌漿。

三、后注漿施工

1、回填灌漿施工步驟

(1)布置灌漿孔

由于回填灌漿壓力小，采用的漿液粘度較大，需要密集布孔。豎井一般采用圓形結構，井壁受力比較均勻，灌漿孔的布置對結構影響不大。因此，根據(jù)井壁后圍巖的破壞情況，空孔的位置和大小以及漏水的位置和大小，可以采用不均勻布孔。

(2)埋設注漿管

注漿管主要由內管、外管、注漿閥、回漿閥和止?jié){塞組成，如圖9.2所示。

(3)灌漿設備及工藝流程

回填灌漿設備包括攪拌機、灌漿泵、灌漿管、橡膠軟管、操作臺等。灌漿過程如圖9.3所示:

(4)灌漿壓力

回填灌漿壓力不宜過高，只要能克服管道阻力和回填石層阻力，由于壓力過高，容易造成襯砌變形，引發(fā)工程事故。一般采用注漿泵注漿時，最大注漿壓力不應超過0.6兆帕..

(5)灌漿施工要點

灌漿前，清理灌漿孔，安裝灌漿管，保證其暢通，必要時進行水壓試驗；

灌漿必須連續(xù)進行，否則會造成防水砂漿沉淀，堵塞管道，影響灌漿效果；灌漿應由低到高，由無水處到有水處依次進行，避免水泥漿被水稀釋離析，容易達到填筑壓實的效果；灌漿過程中，必須嚴格控制灌漿壓力，防止因跑漿和結構裂縫擴大而危及結構的工程事故。土層為壓實土層時，應掌握在襯砌外形成防水層或密實結構的注漿規(guī)律，采用低壓緩注的方式逐漸增大注漿壓力；在灌漿過程中，如果發(fā)現(xiàn)施工縫、混凝土裂縫、砌體接縫或磚縫有少量水泥漿，可使用速凝砂漿勾縫堵漏，然后繼續(xù)灌漿。當漏漿或漏漿嚴重時，應關閉泵并停止加壓。兩三天后，待灌漿形成一定的壓實效果后，即可進行第二次灌漿。水泥砂漿抹面和防水應在石制豎井、斜井或隧道灌漿前進行，以避免灌漿時到處漏漿；當在某個注漿管內注漿時，應打開所有相鄰的管道，讓墻外的地下水流出相鄰的管道，并應密切監(jiān)測。當泥漿流出管道時，應立即停止灌漿。當注漿壓力穩(wěn)定上升，達到設計壓力，穩(wěn)定一段時間后，即可停止注漿，進行封孔作業(yè)；停泵后立即關閉孔板閥封孔，然后拆除并清洗管道。砂漿初凝后，拆開灌漿管，用高強水泥砂漿填滿灌漿孔。

3.襯砌裂縫灌漿

一、施工條件

灌漿用環(huán)氧樹脂的適宜施工溫度為15 ~ 25℃。原因是低溫固化非常慢，性能不好。低于5℃時幾乎靜止，淤漿聚合溫度低。在25℃以上運行時，應采取冷卻措施，因為聚氨酯和丙烯酸灌漿隨著溫度的升高而增厚，使用壽命相應縮短。然而，膠凝時間可以通過調節(jié)促進劑的量來調節(jié)。

二、施工步驟

灌漿施工應在結構基本穩(wěn)定，混凝土達到設計強度后進行。

1、施工準備

(1)清潔灌漿位置

用小錘子、鋼絲刷或砂紙清除混凝土表面和裂縫附近的浮塵、油污、碎屑、浮渣和鐵銹，注意防止清潔時裂縫被堵塞。因為樹脂怕接觸水，裂縫要用棉線蘸丙酮或二甲苯擦洗，但一般不用水洗。如果確實需要用水沖洗，必須待水完全干燥后才能進行下一道工序。嚴格禁止酸洗或其他腐蝕性化學品。

(2)設置注漿管

合攏前，鋪設注漿管，注漿管沿裂縫鋪設，間距不小于混凝土厚度。

(3)密封裂縫

為了保證灌漿質量，裂縫外必須形成封閉體，因此裂縫表面應封閉。表面密封應在裂縫處應用環(huán)氧樹脂灌漿的一側進行。如果裂紋穿透裂紋，另一側的裂紋面必須密封。用環(huán)氧樹脂漿和涂有一布兩層的玻璃網(wǎng)布密封。粘貼前，應將混凝土的氣泡或不平部分填平，然后用棕色刷子蘸取薄環(huán)氧樹脂漿，刷在混凝土表面。停留5 ~ 10分鐘后，將玻璃布粘貼在接縫處，然后再將薄環(huán)氧樹脂漿刷在布上。貼布時要防止空鼓包、打褶、拒貼。玻璃布的寬度一般為4 ~ 6厘米，裂縫必須在布的中心。如果玻璃布必須重疊，接縫長度不應小于2㎝。密封性是灌漿成敗的關鍵。如果密封不嚴密，一旦施工過程中出現(xiàn)漏漿，不僅需要停止工作進行臨時封堵，浪費時間，而且再次灌漿時容易形成局部缺漿，影響效果。

(4)氣體試驗

玻璃布粘貼后2 ~ 3天可進行氣體試驗。方法是在封閉層上刷肥皂水，用空壓力泵通過灌漿噴嘴向裂縫內注入空氣體。如果煤氣泄漏，肥皂水會起泡，泄漏處必須用油灰修補。氣體試驗壓力一般在0.3兆帕以下，灌漿時應做好詳細記錄，以便分析判斷。氣體試驗主要有三個目的:檢查封閉層有無漏氣，用壓縮空氣體吹掉殘留在裂縫中的積塵；檢查裂縫的貫穿情況，確保灌漿順利完成。

2.灌漿施工技術

根據(jù)氣體試驗記錄，確定裂紋內部形狀特征，制定注入方案。灌漿一般應遵循自下而上或由一端向另一端逐步進行的原則，以避免混入泥漿中的空氣體對泥漿密實度的影響。灌漿壓力根據(jù)裂縫寬度、深度和泥漿粘度而變化，較厚的接縫應使用較小的壓力，并根據(jù)具體情況靈活調整。

表面封閉系統(tǒng)需要一定的養(yǎng)護時間，達到足夠強度后才能進行灌漿。

灌漿可分為單液灌漿和雙液灌漿兩種方法。單液灌漿通常采用氣動頂進法，雙液灌漿通常采用兩臺計量齒輪泵分別對A、B兩種組分加壓混合后壓入裂縫。單液灌漿時，先將泥漿倒入罐內，擰緊罐的密封蓋，然后通風加壓，使泥漿通過與灌漿噴嘴連接的塞子進入間隙。一旦水泥漿從相鄰的灌漿噴嘴流出，立即停止灌漿，拆除塞子，用木塞堵住水泥漿入口，將水泥漿剛剛出現(xiàn)的出口改為水泥漿入口，并以同樣的方式依次繼續(xù)加壓灌注，直到整個裂縫充滿水泥漿。由于灌漿縫收縮，垂直縫上端往往不飽滿，可采取二次灌漿進行彌補。

灌漿過程中，如發(fā)生漏漿，應使用速凝材料立即堵漏止?jié){。

3、收尾工作

當裂縫完全填滿后，注入的材料會被固化足夠長的時間，以確保其不會從裂縫中溢出，然后進入最后階段。最后階段的主要工作包括清除灑在混凝土表面的灌漿材料和密封材料、適當打磨裂縫表面、切割暴露的灌漿噴嘴、修復坑、完成現(xiàn)場試驗、填充取芯孔等。

三.施工質量要點

灌漿噴嘴應卡住并埋在淺裂縫中。如有必要，應沿著裂縫切割“V”形凹槽，并用水泥砂漿密封。深裂縫應鉆在裂縫的接縫處或斜向裂縫的深部，灌漿管應埋在孔內。間距應根據(jù)裂縫的寬度確定，但每個裂縫應至少有一個進漿孔和一個排氣孔；灌漿噴嘴和灌漿管應位于裂縫的交匯處、寬闊處和貫穿處；采用低壓低速注漿，化學注漿壓力為0.2 ~ 0.4 MPa，水泥漿注漿壓力為0.4 ~ 0.8 MPa灌漿后，當縫內水泥漿初凝無流出時，可拆除灌漿噴嘴，并使密封變平；灌漿材料和配合比、孔徑和孔距、灌漿控制壓力和灌漿量必須符合設計規(guī)范要求；檢查接縫密封的密封效果。檢驗方法為按裂縫數(shù)量的10%抽查，1處裂縫，不少于3處裂縫。