何建国
中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司 610000
内容提要：随着我国经济的不断发展，我国在地铁隧道的建筑方面也得到了巨大发展，但是由于地质条件复杂，在隧道勘察施工过程中会遇到不少问题。本文以西安地铁为研究对象，通过分析得出新型环保型环氧树脂堵漏材料的应用结果。
关键词：西安地铁 隧道 防水堵漏
我国最早于1965年开始建设城市轨道交通，至今全国已有34个城市的轨道交通投入运营，总开通线路达165条，施工新技术、新工艺不断改进完善，但防水质量仍是地铁施工中的突出问题。地下结构防水设计应遵循“以防为主，刚柔结合，多道防线，因地制宜，综合治理”的原则。地铁隧道通常采用钢筋混凝土结构自防水结构体系，主要以结构自防水为主，通过采用措施控制结构混凝土裂缝开展，增加混凝土的密实性和抗渗性能。以变形缝、施工缝等特殊接缝为防水重点，以柔性外包防水层为辅。
在地铁运行过程中，常会发生区间隧道发生渗水现象。隧道渗水容易造成隧道内各类设备生锈， 进而危及区间隧道结构稳定性，不利于列车安全运行。对于任何地下工程而言，防水堵漏都是重点难点。作为与国计民生密切相关的工程，地铁施工质量能否得以保证极为重要。尽管现行地铁隧道施工中，较多施工机械、施工材料与施工工艺不断被引入其中，尤其在防水材料、防水技术等方面都在持续改进，但地铁工程实际投入使用中，仍不具备明显的防水效果，整个地铁工程防水性能并不高，这样防水质量问题成为当前地铁工程中亟待解决的问题。因此，本文对地铁隧道放水工作研究，具有十分重要的意义。
1 工程概况
西安地铁在运营过程中，于2014年8月发现某段道床两侧出现冒水、冒泥的现象。出现冒水冒泥不仅会严重污染机车，还可能掏空道床轨下基础、造成轨道沉降，对于地铁的安全运行造成严重影响。前期勘测，区间隧道变形缝渗漏较严重，主要从侧墙与道床交汇处成股流出，施工缝处呈线形渗漏；而混凝土缺陷处主要表现为成片湿渍，部分孔洞存在涌水现象。对于裂缝及混凝土缺陷造成的渗漏，需对渗水通道进行封堵，在界面处形成粘结，保证隧道防水的完整性。该区间除需堵水外，还应对道床底部进行加固处理。
目前在地下与隧道等工程中使用的堵漏材料一般是水性聚氨酯、丙凝或丙烯酸盐等柔性化学浆材。针对实际地铁隧道堵漏工程应用中出现的一些问题，我们选用了新研制的环保型环氧树脂堵漏材料，对西安地铁进行防水堵漏加固处理，解决反复渗漏的问题。
2 材料作用机理与性能
2.1 作用机理
对于环氧树脂堵漏材料而言，其亲水性和憎水性需达到一定的平衡。本材料研究过程中，将Pluronic多元醇聚醚改性环氧树脂（A组分）和有机硅改性环氧基化合物（B组分）共混应用，Pluronic多元醇聚醚改性环氧树脂表面能大，亲水性强；有机硅改性环氧基化合物表面能小，憎水性强，两者由于表面能的差异具有一定的自分层效果。Pluronic多元醇聚醚改性环氧树脂易在潮湿的混凝土基面润湿铺展，增强了环氧树脂浆材在水中与混凝土基面的粘结性能；而有机硅改性环氧基化合物起挡水作用，能使油性浆材与水分离，防止因水渗透到浆液中而出现的乳化现象，使得浆材能固化成为一个整体，发挥其自身强度高、粘结性能好的特点。
此外，用Pluronic多元醇聚醚改性环氧树脂起到树脂增韧的作用，使材料具有一定的弹性，较好地适应混凝土的收缩变形；而低毒性有机硅改性环氧基化合物，能配合环氧树脂浆材在水中快速固化，性能优异。环保型环氧树脂堵漏技术原理见图1。
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2.2 材料性能
根据地铁隧道堵漏要求，本材料主要测试混合浆液的密度、初始黏度、在水中的初始凝胶时间，固结体的抗压强度、在水下的粘结强度及抗渗压力[1-2]，指标要求与测试结果，见表1。
此外，经检测，环保型环氧树脂堵漏材料（浸提液）对SPF级SD雌性大鼠的急性经口半数致死剂量（LD50）＞5000 mg/（kg·BW），其95%可信限未能测出，认为其毒性为低毒级，用于堵漏工程对环境的影响小。
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3 施工工艺
西安地铁防水堵漏施工工艺流程：排查→埋管→布孔→配浆→注浆→后续处理。
3.1 排查
针对地铁区间渗漏现象，排查区间渗漏点的范围、来水的方向，以及水流的压力等参数。
3.2 埋管
1）分别在断面道床的两侧冒水、冒泥、翻浆部位进行封闭导流，即在边墙与道床交汇处沿线方向，在大面积渗漏范围内凿“V”形槽，上口宽60mm、深60mm。
2）清除槽内的杂物，每隔500～600 mm在槽内埋设Φ8mm铝管，保证预埋管口不受阻。
3）最后在剩余“V”形槽底填塞棉纱，起到临时止水作用，接着及时用快干水泥对槽口进行充分封闭。以此法最终将水引导至预埋铝管内排出。
3.3 布孔
对渗漏段及上、下游各2m范围内道床进行系统布孔，孔距控制在65～70 cm，钻孔深度至道床与隧道仰拱之间，具体根据项目竣工图测算。
3.4 配浆
浆液须在注浆作业开始前进行制备，根据现场温度及湿度，确定防水堵漏材料体积配比 A组分∶B组分=（5~7）∶1。
3.5 注浆
采用高压注浆泵进行手动注浆。从上游的道床孔位开始注浆， 每个孔位注浆至相邻孔内溢出浆或压力超过2MPa为止；对已溢出浆液的铝管用钳子夹扁、弯曲进行封闭。
3.6 后续处理
注浆结束，待48小时后，对道床凿槽位置进行磨平、填孔处理。
4 施工探讨
对于防水堵漏材料而言，解决堵漏施工后新旧界面的粘结问题至关重要。采用 Pluronic多元醇聚醚改性环氧树脂，在降低环氧树脂黏度的同时，提高了其亲水性，在用于有水环境时，因浆液固化前有一定的吸水膨胀效果以抵消部分浆液固化导致的体积收缩，由此增加了对潮湿基面的粘结力。实验表明，未用Pluronic多元醇聚醚改性的环氧树脂堵漏材料，其体积收缩率为4%～6%；而改性后材料的体积收缩率仅为1%，环氧树脂固结体体积基本无变化。此外，采用Pluronic多元醇聚醚改性环氧树脂后，增加了材料的柔性，浆材固化后，固结体具有一定的弹性，断裂伸长率达到25%，能够很好地适应混凝土的收缩变形；而普通环氧树脂灌浆材料的固结体断裂伸长率仅为2%～3%。另外，环保型环氧树脂堵漏材料的水下粘结强度可达到2.0MPa以上，抗压强度超过70MPa，抗渗压力可达到1.0 MPa以上，固结后基本无伸缩，与混凝土粘结牢固、密实，保证了较长时间的堵漏效果。
5施工计划安排
5.1人员计划安排
为确保质量，渗漏点治理施工均由经过专业培训的技术工人进行，作业人员按有关操作规程、规范及有关工艺要求施工。详见下表：
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5.2材料、机具使用计划
5.2.1材料准备
⑴注浆堵漏材料采用超细水泥（纳米水泥）+微膨胀剂与水拌制纯水泥浆，水灰比为0.5，加适量微膨胀剂，具体配比根据现场实际情况及裂缝大小确定，其他材料包括水不漏（堵漏王等）、香蕉水溶剂、注浆针头等，数量满足现场施工需要即可。
⑵注浆堵漏材料包装、贮存、保管应符合规定要求。
⑶注浆堵漏材料必须具备出厂合格证及相关资料说明。
5.2.2设备、机具配置
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6质量保证措施
⑴保证堵漏施工材料满足施工需要，材料进场应有明确标志，合格证。
⑵钻孔施工、开钻前，根据渗水的实际情况，布好孔位，钻孔定位要准确。
⑶注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制。专人操作，当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止灌浆，让浆液往里渗透一会后再加压，至直每处漏水点里面不密实处灌满浆液为止。注浆时如出现跑浆现象，应采用堵漏王速凝水泥封堵跑浆部位后再继续注浆，确保注浆堵漏质量。超细水泥浆配比应在理论配比基础上根据现场实际情况进行调整，如漏水大小、混凝土裂缝大小等进行适当配比调整。
7安全文明施工
施工时首先根据西安市轨道交通集团要求，严格遵守规章制度，保证现场所有设备安全，同时严格要求现场作业人员，遵守施工规章制度：
⑴现场严禁吸烟。
⑵注浆人员要必须穿好工作服，戴好手套和防护眼镜。
⑶注浆作业必须严格控制压力，并保持各连接部件状况良好，严禁高压喷浆伤人。
⑷、注浆设备每次用完后必须及时清洗。
⑸电锤、注浆机及高压管路必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路、压力表完好后，方准施工。
⑹每次灌浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度。
⑺安装高压管路和注浆机各部件时，各丝扣的连接必须拧紧，确保连接完好。
⑻注浆时不得随意停电，必要时必须事先通知，待注浆完成并清洗完注浆机后方可停电。
⑼注浆现场操作人员必须佩戴安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。
⑽施工时做到活完料尽场地清，剩余料具、下脚料、垃圾杂物、包装容器等及时回收。
8需配合其他事项
为保证施工进度计划能顺利进行，需运营分公司提供协助的相关事项：需工电一部指导施工单位拆除、恢复出入口及车站站厅部分装修波斯板。
9结语
西安地铁隧道共计62256m，其中渗漏分别达75处和107处，渗漏面积分别为4‰和1.7‰。采用环保型环氧树脂堵漏材料对两条线的渗漏处进行堵漏处理，目前已完成约70%，取得了较好的堵漏效果。很好地解决了新旧界面的粘结问题，堵漏效果较佳，同时通过观测，道床也未发生沉降。
新型环保型环氧树脂材料固化快速、粘结力强、耐久性好，适于地铁隧道中混凝土及施工缝缺陷、道床与隧道底板空隙等的治理，且其可灌性好，便于操作，能够满足地铁停运时短时间内的作业要求。随着城市轨道交通的发展和地下空间的开发利用，这种新型的堵漏灌浆材料将具有广阔的市场前景。
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