CN206143827U - 地下工程裂缝修补结构 - Google Patents

Abstract

本方案属于地下或水下结构物的裂缝修补技术领域，公开了一种地下工程裂缝修补结构，其包括沿裂缝方向切割形成的修补槽，该修补槽内填充有快硬水泥，该快硬水泥与裂缝开口之间设置有注浆通道，该注浆通道和裂缝内均填充有低粘度高渗透改性环氧浆材。本方案还公开了上述地下工程裂缝修补结构的施工方法，相比于传统的聚氨酯注浆修补，修补后的地下工程混凝土结构经过长期观察，没有出现二次渗漏，防渗漏效果理想，且所有封闭过的裂缝均没有出现裂缝展开的情况，加固效果也十分可靠。

Description

地下工程裂缝修补结构

技术领域

本发明属于E02D29/00：地下或水下结构物的裂缝修补技术领域。

背景技术

在地下工程混凝土结构中,由于混凝土自身的温度收缩及应力变化，以及施工技术管理不到位，混凝土结构表面会产生出现一些裂缝（含表面裂缝和贯穿裂缝），而且地下工程混凝土结构在施工和控制结构变形中也会留设各种施工缝、变形缝。这些因各种原因产生的裂缝，在地下工程（尤其是地铁工程）的地下水位发生变化或者车站封闭时而产生渗漏水，地铁工程的车站和区间渗漏水会影响后续的装修及机电设备安装，甚至影响后期的运营安全，地下工程的渗漏水是困扰施工的一大世界性难题。

地下工程中常用的堵漏方式是采用发泡型聚氨酯浆材（油溶性和水溶性）对裂缝处进行灌封，施工方式是沿裂缝上方（垂直混凝土面）或斜向（左右交替）打设注浆针头，向裂缝内注入聚氨酯，聚氨酯遇水膨胀，挤满裂缝起到渗漏封堵的效果。其缺点在于①发泡后的聚氨酯随时间会逐步收缩，形成反复渗漏；②聚氨酯浆材极易渗透到混凝土的细微气泡和缝隙中，遇水膨胀使混凝土变得疏松，影响混凝土强度及结构安全；③聚氨酯浆材对结构钢筋也具有一定的腐蚀性，与混凝土间的粘结力也较弱，在修补裂缝的同时不能起到结构加固的作用。

专利文件（专利申请号：CN201310312478.3；公开日：2015.01.21）公开了一种混凝土裂缝堵漏方法，其特征是由至少一层的刚性防水层和至少一层的柔性防水层组合而成，刚性防水层和柔性防水层交替叠加，其具体过程包含1)基层处理：对混凝土裂纹周边的混凝土基层进行预处理； 2)：第一防水层施工在已经处理完工的基层敷设第一防水层，完成后进入下一步，第一防水层是刚性防水层和柔性防水层中的两者之一；3)后续防水层施工：在已经完成的第一防水层上敷设第二防水层，并参照上述方法，直至完成所有的防水层施工，全部完成后进入下一步，所有防水层都是刚性防水层和柔性防水层中的两者之一，而且后一道防水层与前一道防水层的类别不相同；4)养护：指对已经完成的防水层进行养护，使其进一步硬化达到强度。所指的刚性防水层材料为碱激发无机聚合物材料；所指的碱激发无机聚合物材料是指以碱激发胶凝材料为主要粘结剂的材料；所指的碱激发胶凝材料是指以碱激发活性物质和碱性材料混合后经过解聚-缩聚反应过程，生成新的无机聚合物网络结构的胶凝材料；所指的碱激发活性物质是指具有火山灰活性材料、潜在水硬性材料中的至少一种。这种方式的缺点在于：该方法仅对混凝土裂缝的表面有修补作用，对裂缝深处没有填充和加固效果，且在混凝土表面进行柔性防水层和刚性防水层的交替叠加后，修补面会凸出原混凝土面，外形不佳且对地下工程（尤其是地铁车站和区间）后续的装修、机电设备安装、风水电安装等会造成影响，不利于后期的运营和维护。

发明内容

本发明意在提供一种能够对裂缝深处进行填充和加固、防渗漏效果强的地下工程裂缝修补结构。

技术方案：一种地下工程裂缝修补结构，包括沿裂缝方向切割形成的修补槽，该修补槽内填充有快硬水泥，该快硬水泥与裂缝开口之间设置有注浆通道，该注浆通道和裂缝内均填充有低粘度高渗透改性环氧浆材。

有益效果：①通过在裂缝上切割修补槽，修补槽采用GFM高强度修补料进行表面封闭，快硬水泥中含有碳纤维，具有高强度和抗裂性能，可以防止后期因收缩开裂产生的脱落，避免影响混凝土的观感质量和堵漏效果；②地下工程中的混凝土自身抗压强度基本都在35MPa以上，而采用传统的聚氨酯浆材（聚氨酯浆材的抗压强度远远低于35MPa）进行裂缝修补，修补后的结构就像“夹心饼干”一样，两边硬中间软；而低粘度高渗透改性环氧浆材的抗压强度高于45MPa，可以完全确保混凝土的强度且有加固作用；③快硬水泥内预埋注浆通道管，待快硬水泥初凝前抽出形成注浆通道，该注浆通道与裂缝开口连接，向注浆通道内泵入低粘度高渗透改性环氧浆材，可以使得低粘度高渗透改性环氧浆材在压力下渗入裂缝深处，对裂缝深处进行修补，能够对裂缝深处进行填充和加固，且防渗漏效果强，而且低粘度高渗透改性环氧浆材抗压强度高，同时对修补结构起加固作用。综上，发明在混凝土裂缝修补中具有堵漏和加固双重效果，可确保修补一次到位，大大减少对给后期运营造成的影响。

进一步地，所述修补槽为V型槽，裂缝开口位于V型槽的夹角处。由于地下工程（尤其是地铁工程）对混凝土的外观质量要求比较高，选用的V型槽相比于其他槽形，开槽较小，便于后续混凝土表面的修复，不影响混凝土的外观质量。

进一步地，所述快硬水泥内等距埋设有与注浆通道连通的注浆嘴，由于此时V型槽表面封闭，注浆嘴、注浆通道和裂缝形成封闭的注浆环境，可以将低粘度高渗透改性环氧浆材快速均匀地注入注浆通道和裂缝，残留的浆液则固化填充留在注浆嘴内。

进一步地，所述V型槽的槽口宽度为10mm，深度为30mm，夹角度数为18°～20°，V型槽深度设定为30mm原因是：①地下工程的钢筋保护层厚度设计值一般为35mm～40mm，向内切割30mm一般不会损伤结构钢筋；②由于环氧注浆时为压力注浆，修补槽内填充的修补料需要有一定的厚度，否则注浆时容易将表面的修补料顶出来。V型槽的槽口宽度设定为10mm是能够往槽内填充修补料并使修补料能够密实的最小操作宽度。夹角度数是根据V型槽的宽度和深度计算出来的范围。

进一步地，所述V型槽的两端分别沿其同侧裂缝长度方向外延50cm，确保裂缝两端形成的细微裂缝也能得以封堵。

本发明还提供一种地下工程裂缝修补结构的施工方法，包括如下步骤：

①标记裂缝：现场查看地下工程混凝土上的裂缝情况，并标记裂缝长度、方向；

②切割修补槽：沿裂缝方向切割修补槽，修补槽的两端分别沿其同侧裂缝长度方向外延50cm；

③预埋注浆通道管：在修补槽槽底内敷设注浆通道管，使得注浆通道管管壁与裂缝开口处紧贴；

④填料：将快硬水泥填入修补槽内，将快硬水泥表面与混凝土表面找平；

⑤抽管：待快硬水泥初凝前，将注浆通道管抽出，使快硬水泥内形成与裂缝相通的注浆通道；

⑥布置注浆嘴：快硬水泥终凝后，快硬水泥上沿裂缝方向埋设若干伸入注浆通道内的注浆嘴；

⑦注浆：注浆时从最低位置的注浆嘴开始自下向上依次压注低粘度高渗透改性环氧浆材；

⑧拆除：待凝3～5天后切除注浆嘴外露部。

有益效果：步骤①中先对裂缝进行标记，确定切割的长度和方向；步骤②中切割形成修补槽，为后续的填充做准备，且修补槽的两端分别沿其同侧裂缝长度方向外延50cm，确保裂缝两端形成的细微裂缝也能得以封堵；步骤③中预埋注浆通道管，在填料时起隔离作用，便于步骤⑤抽管后形成注浆通道；步骤④中快硬水泥中含有碳纤维，具有高强度和抗裂性能，可以避免后期因收缩开裂产生脱落影响混凝土的观感质量和堵漏效果，快硬水泥表面与混凝土表面找平（即修补面会与原混凝土面齐平），外形更佳且便于地下工程后续的装修、机电设备安装、风水电安装等；步骤⑥中布置注浆嘴，使得注浆嘴与注浆通道相通，便于后期的压力注浆；步骤⑦中采用由下至上的方式进行注浆，保证低粘度高渗透改性环氧浆材能够充分的渗入裂缝中。低粘度高渗透改性环氧浆材具有很高的抗压强度，与混凝土表面的粘结强度也较高，且在有水的环境中能够形成固化，可有效控制裂缝发展，起到渗漏水封堵和结构补强的效果，避免反复堵漏给后期运营带来的影响。

该方案在修补槽内及裂缝处压注了低粘度高渗透改性环氧浆材，这种浆材具有很高的抗压强度（高于45MPa），与混凝土表面的粘结强度也较高，且在有水的环境中能够形成固化，可有效控制裂缝发展，起到渗漏水封堵和结构补强的效果，避免反复堵漏给后期运营带来的影响。

进一步地，所述步骤②中修补槽为V型槽，裂缝开口位于V型槽的夹角处，V型槽宽度较小，槽内采用快硬水泥进行封堵，对混凝土自身的强度和观感质量影响较小，该修补料在后期也不会形成开裂和脱落。

进一步地，所述步骤⑥中注浆嘴等距分布在快硬水泥上，相邻注浆嘴间距为500mm～800mm，注浆更加均匀；裂缝两端各有一个注浆嘴，保证裂缝两端注浆充分，注浆嘴与快硬水泥密封连接，避免注浆时浆液外溢，确保注浆压力满足要求。

进一步地，所述步骤③中注浆通道管为圆柱形，截面直径为5mm；由于V型槽槽口宽度为10mm，槽内放置的注浆通道管需小于10mm，市场上截面直径为5mm的细管较为通用且容易购买，更加经济适用。

进一步地，所述步骤②切割V型槽后，对V型槽内的灰尘进行清理，以免灰尘进入裂缝后影响低粘度高渗透改性环氧浆材的灌注效果。

附图说明

图1为本发明实施例地下工程裂缝修补结构的俯视示意图；

图2为图1中沿A-A线的截面示意图；

图3为图2中B部分的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：混凝土1、裂缝2、V型槽3、快硬水泥4、注浆通道5、低粘度高渗透改性环氧浆材6、注浆嘴7。

实施例

一种地下工程裂缝修补结构的施工方法，最终制成如如附图1、图2和图3所示的地下工程裂缝修补结构，包括沿裂缝2方向切割形成的V型槽3，该V型槽3填充有快硬水泥4，V型槽3的夹角处形成与裂缝2连通的注浆通道5，该注浆通道5和裂缝2内填充有低粘度高渗透改性环氧浆材6。V型槽3的槽口宽度为10mm，深度为30mm，夹角角度为18°～20°。该施工方法包括如下步骤：

1、标记裂缝

工人首先现场查看地下工程的混凝土1上的裂缝2的实际情况，在裂缝2的一侧沿裂缝2方向用水笔画线，在肉眼可见的裂缝2两端各用水笔画一条短横线，将裂缝2的长度、方向清晰的标识在混凝土1上，便于进行切割V型槽3。

2、切割V型槽

工人手持角磨机沿裂缝2方向移动，角磨机上薄片砂轮高速旋转将裂缝2开口扩宽，然后再沿扩宽后的裂缝2开口左右各进行一斜边切割，形成深度为30mm、槽口宽度不超过10mm、夹角为18°～20°的V型槽3。V型槽3的两端分别沿其同侧裂缝2长度方向外延50cm，以确保细微裂缝2也能得以封堵。

待V型槽3切割完成后，用清水和风机将V型槽3内的灰尘清理干净，以免灰尘进入裂缝2后影响低粘度高渗透改性环氧浆材6的灌注效果。由于地下工程对于混凝土1的外观效果要求比较高，采用该V型槽3的切割方法有利于后期的表面修复，使封闭后的裂缝2位置与原有的混凝土1颜色基本一致，确保地下工程外观的整体观感。

3、预埋注浆通道管：

完成V型槽3切割后，在V型槽3槽底处敷设截面直径为5mm的圆柱形的注浆通道管，该注浆通道管长度长度略长于V型槽3，便于后续将注浆通道管长度整体抽出。

4、填料

与预埋注浆通道管的同时，将拌制好的快硬水泥4填入V型槽3内，填料时注浆通道管在快硬水泥4的重力下压紧在 V型槽3槽底，修补人员用手压紧小刮板，用小刮板将填料沿原有的混凝土1表面刮平。

5、抽管

待快硬水泥4初凝前，将注浆通道管抽出，使快硬水泥4内部形成一条与裂缝2相通的注浆通道5，以满足后续低粘度高渗透改性环氧浆材6在整条裂缝2内扩散的需要。

6、布置注浆嘴

待快硬水泥4终凝后，沿裂缝2方向等距布置注浆嘴7，相邻注浆嘴7间距为500mm～800mm，且确保裂缝2两端各有一个注浆嘴7。

该注浆嘴7为直径8mm的铝管，具体布置方式为：先用电钻在快硬水泥4上钻出安装孔，将铝管沿安装孔插入V型槽3内，铝管的内端与V型槽3槽底接触，铝管的外端露出快硬水泥4表面，铝管的外端连接一根长度为100mm且透明的塑料软管。铝管与安装孔的缝隙用快硬水泥4进行封堵。

7、注浆

注浆时从最低位置的注浆嘴7开始自下向上依次压注低粘度高渗透改性环氧浆材6，第一次注浆压力为0.3～0.4MPa，达到压力后闭管待凝（闭管是指采用手持热塑封口机将塑料软管封口）。闭管待凝8～12小时后观察塑料软管内的浆液（即低粘度高渗透改性环氧浆材6），若此时塑料软管的浆液饱满，则停止注浆；若孔口管浆液不饱满，说明浆液有消耗，裂缝2未被完全填充，将注浆压力升至0.5MPa进行二次或多次重复注浆，直至塑料软管的浆液饱满，则停止注浆，这样可以确保注浆质量。

8、拆除

注浆后待凝3～5天后切割掉注浆嘴7（即铝管）露出快硬水泥4表面的外端。

本实施例中选用的低粘度高渗透改性环氧浆材6的性能指标如表1所示。

表1 低粘度高渗透改性环氧浆材性能指标

比重（g/cm3）	抗压强度(MPa)	抗折强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	粘度(25℃,mpa.s)	凝固时间（h）
						1.10	>45	>10	>10	<50	3-24

试验设计：在地下工程上选取三组裂缝2，第一组裂缝2数量为两条，长度均为2.6m；第二组裂缝2数量为两条，长度均为3.2 m；第三组裂缝2数量为两条，长度均为3.6m。每组内的两条裂缝2分别采用本实施例所述方法和传统的聚氨酯注浆方法进行修补，修补完成后跟踪观察裂缝2的渗漏情况和发展情况，观察结果如表2所示：

表2 本方实施例和聚氨酯注浆进行裂缝修补后的效果对比情况表

试验结果证明：经过长期观察，本实施例对低下工程裂缝2的修补效果相比于传统的聚氨酯注浆修补，没有出现二次渗漏，防渗漏效果理想；且所有修补过的裂缝2均没有出现继续发展的情况，加固效果也十分可靠；同时修补后的表面也与原有混凝土1表面颜色基本一致，无明显色差。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.地下工程裂缝修补结构，其特征在于，包括沿裂缝方向切割形成的修补槽，该修补槽内填充有快硬水泥，该快硬水泥与裂缝开口之间设置有注浆通道，该注浆通道和裂缝内均填充有低粘度高渗透改性环氧浆材。

2.根据权利要求1所述的地下工程裂缝修补结构，其特征在于：所述修补槽为V型槽，裂缝开口位于V型槽的夹角处。

3.根据权利要求2所述的地下工程裂缝修补结构，其特征在于：所述快硬水泥内等距埋设有与注浆通道连通的注浆嘴，注浆嘴内填充有低粘度高渗透改性环氧浆材。

4.根据权利要求3所述的地下工程裂缝修补结构，其特征在于：所述V型槽的槽口宽度为10mm，深度为30mm，夹角度数为18°～20°。

5.根据权利要求4所述的地下工程裂缝修补结构，其特征在于：所述V型槽的两端分别沿其同侧裂缝长度方向外延50cm。