9105油溶性聚氨酯灌浆材料在地铁隧道施工的应用

9105油溶性聚氨酯灌浆材料在地铁隧道施工的应用
 
许淼1,杨勇2,陈伟明2
(1.杭州国电大坝安全工程有限公司,浙江 杭州,310030;
2.上海隧道工程有限公司盾构分公司防水室,上海市,200023)
 
 
摘要:地铁盾构施工易发生漏水、漏沙等突发状况,需进行及时处理,本文介绍9105油溶性聚氨酯化学灌浆材料在上海地铁施工中的止水封堵施工工艺及应用。
关键词:地铁盾构施工;止水封堵;施工工艺; 9105油溶性化学灌浆材料
 
    油溶性聚氨酯化灌材料是一种既能快速止水、又能补强加固的多功能材料。相比国外的同类材料,在国内所生产的油溶性化学灌浆材料诸多具有刺激性气味,一定程度的影响了施工人员的身体健康。杭州国电大坝安全工程有限公司自主成功研发了固份含量高、闪点高的无溶剂型油溶性聚氨酯化学灌浆材料,解决了国内同类材料的刺激性味道严重,污染环境的问题。
由于地铁隧道施工是在一个相对封闭的环境中进行,依据有关科学施工、科学管理的要求,对隧道作业环境有较高的要求(见图1)。目前隧道施工提倡使用环保类施工材料,以减少对施工人员的人身伤害。而9105油溶性化学灌浆材料,和国内同类材料相比,既能有效的发挥其各项功能,又没有强烈的刺激性气味,在密闭的隧道施工环境下,对施工人员的身体健康影响大大降低,在上海轨道交通隧道施工中,该产品已经得到了广泛应用。
1 材料性能
    HK-9105单组份油溶性聚氨酯化学灌浆材料,是一种能快速防渗堵漏、补强加固的产品。可用于大流量涌水的封堵,岩石和混凝土裂隙的充填和加固,以及土壤稳定。主要特点如下:
    (1)固化快,遇水后迅速反应、发泡、固化;
    (2)反应时间可通过催化剂的用量进行调节,一般可控制在数十秒至数分钟内固化;
    (3)强度高,密闭条件下成型时,4小时可达20MPa的抗压强度;
    (4)膨胀倍数大,自由发泡时,一般可达20倍以上;
    (5)浆液为单组份,使用方便;
    (6)浆液气味小,利于在隧道、矿井、廊道等通风不良的场所施工。
 
表1 9105油溶性聚氨酯化学灌浆材料主要性能指标
HK-9105  A组份
外观
棕色透明液体
比重(g/cm3, 25℃)
1.15±0.05
粘度(mPa·s, 25℃)
200±60
起始发泡时间
数秒至几十秒(根据催化剂的用量调节)
遇水发泡倍数
>20
HK-9105  B组份(催化剂)
外观
透明液体
比重(g/cm3, 25℃)
0.95±0.05
粘度(mPa·s, 25℃)
≤20
2 盾构化学灌浆施工工艺及要点
    盾构在推进过程中,随着盾构机的推进,可能会出现盾构尾部不同位置的漏沙、漏水等情况,而在管片拼装时,如出现管片一角的碎裂情况,也会出现漏水、漏泥沙的情况,此时就需要选用一种能迅速进行止水且具有一定强度的材料进行封堵处理,经工程实践对比选择油溶性聚氨酯材料能满足施工需要,已广泛用于此类情况的治理。
2.1 注浆主要设备、工具
表2  施工设备一览表
序号
名称
数量
备注
1
电动注浆泵
1
2
高压注浆管路
1
3
前端配套接头等
1
4
电箱
1
2.2 浆液配比
    主剂-HK-9105(A组份):辅剂-HK-9105(B组份)=10:1
2.3 注浆操作流程
    施工前准备→依据漏点,确定注浆部位→在隧道管片注浆预留孔安装、变丝接头及球阀(见图2) →击穿管片注浆预留孔保护层,快速关闭球阀→在球阀尾部安装变径接头,并接通注浆管路及注浆泵→打开球阀,配制化学灌浆浆液,进行注浆→观测化学灌浆浆液发泡情况,并适时调整。
2.4 注浆要点
    (1)注浆过程中,应及时观测注浆压力,防止高压注浆管爆裂;
    (2)注浆过程中,应及时观测化学灌浆浆液发泡情况,并适时调整配比;
    (3)注浆施工人员配备好相关防护用品,防止伤害。
 
 
3 应用实例
3.1 上海轨道交通7号线12B标段
    浦江南浦站~浦江耀华站~长清路站~耀华路站区间隧道工程是上海轨道交通7号线工程12B标段的一个重要组成部分。该工程将采用六台土压平衡盾构机分别进行三个区间隧道的施工。其中浦江南浦站~浦江耀华站区间、浦江耀华站~长清路站区间、长清路站~耀华路站区间将分别投入两台盾构机。上海轨道交通7号线B标段区间隧道自浦江南浦站南端头井开始,穿越黄浦江至浦东后,沿耀华支路至耀华路,最后到耀华路站西端头井结束。隧道内径Æ5500mm,隧道外径Æ6200mm,隧道总长度7190.399m。
在盾构推进过程中,07年1月隧道进洞井圈突然出现漏水、漏沙,采用9105油溶性化学灌浆材料及时进行封堵,注入材料275Kg,有效的止住了漏水及漏沙,在后续的盾构推进过程中,又几次出现进洞井圈漏沙、漏水,因管片一角碎裂而漏水、漏沙等突发情况,同样采用9105油溶性化学灌浆材料,进行封堵处理,取得了良好效果,确保了隧道正常施工。
3.2 上海轨道交通9号线
    上海轨道交通9号线是上海市轨道交通网络中构成路网主要骨架的4条市路线之一。9号线由枫泾经松江、穿越徐家汇、花木两个城市副中心至外高桥。远景规划延伸至崇明。是横贯城市西南至东北方向的一条主干线,也是服务与世博会的一条主要轨道交通线。9号线二期工程为宜山路站(不含)至东靖路站,接外高桥停车场,线路全长为26.219km,共设15座车站,设一座主变电所,1座停车场。二期工程的初期工程由宜山路站至民生路站,全长14.2km,设10座车站,1座主变电所。
在盾构推进过程中,几次出现盾构尾部底部、侧部位置漏水、漏沙的情况,采用9105油溶性化学灌浆材料,进行封堵处理,取得了良好效果。
4 结语
    采用9105油溶性聚氨酯化灌材料在盾构推进过程中对漏水、漏沙情况进行快速止水封堵是合适的,经上海隧道工程有限公司盾构分公司防水室在上海轨道交通7号线12B标段、上海轨道交通9号线的使用,取得了良好的效果。
 
参考文献
杜志龙、林忠华、程平元、包银鸿;油溶性聚氨酯化学灌浆材料的环保化研究;绿色化学灌浆技术;2006.8
 
作者简介:许淼(1979-),男,浙江杭州人,杭州国电大坝安全工程有限公司,工程师,从事防水补强加固工程施工。
 

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