1、第 8 期（总第 136 期）聚氨酯高压注浆原理及施工张德峰（福建二建建设集团公司，福建 福州 350002）摘 要 本文就聚氨酯注浆原理及施工工艺，操作流程等作系列概述 。关键词 聚氨酯；高压注浆；止水堵漏；施工0 引言随着高层建筑及地下空间的发展，防水抗渗要求越来越高 。由于商品混凝土材料（混凝土收缩） 、设计 、施工等多方面原因，可能出现结构裂缝，导致局部出现渗漏水，给使用带来极大的不便，也影响整个建筑基础结构的耐久性 。局部裂缝出现虽不影响结构强度，但对混凝土防水 、抗渗漏带来很大的难度，随着时间推移裂缝处还会出现渗漏的情况 。此时对混凝土做防水处理，常规处理方法主要采用： 裂缝处开槽
2、，采用 “堵漏王 ”、“水不漏 ”、堵漏砂浆等刚性材料修补； 环氧树脂灌浆等方法 。上述材料均为刚性材料，随着时间的推移墙板裂缝宽度等可能会变化，刚性材料修补存在一定的弊端，施工工期相对偏长，成功率不高 。“聚氨酯注浆液 ”高压灌注堵漏施工技术能够解决上述问题 。1 聚氨酯注浆原理及特点将化学灌浆材料注入混凝土裂缝（缝宽 0.02mm以上的发丝裂缝）中 。聚氨酯注浆材料进入裂缝的深度与裂缝宽度相关：裂缝越宽，浆液流速越大，进入裂缝就越深，灌浆效果越好 。水溶性聚氨酯初始膨胀率能够达到 100%以上 。当浆液遇到混凝土裂缝中的水就会迅速分散 、乳化 、膨胀 、固结，形成胶凝体以后，第一次膨胀消失
3、，但具有很好的弹性，成为稳定的类似止水橡皮的弹性体 。这样固结的弹性体填充混凝土所有裂缝，将水流完全地堵塞在混凝土结构体之外，以达到止水堵漏的目的 。2 聚氨酯注浆堵漏原理水溶性聚氨酯化学灌浆材料是由过量的多元异氰酸酯和多羟基化合物预先制成含有游离异氰酸基团的低聚的氨基甲酸预聚体 。常用的多异氰酸酯有 TDI、MDI、PAPI 等 3种 。多羟基化合物采用聚醚，它的官能团和分子量可以有好几种 。浆液灌入混凝土裂缝后，与渗漏水相遇发生化学反应，放出二氧化碳，并形成脲的衍生物 。从而达到防渗堵漏的目的 。水溶性聚氨酯化学灌浆材料是一种低黏度，单组份合成高分子聚氨酯材料，形态为液体 。它有遇水产生交
4、联反应，发泡生成多元网状封闭弹性体的特征 。当它被高压注入到混凝土裂缝结构延展直至将所有缝隙（包括肉眼难以觉察的）填满，遇水后（注水）伴随交联反应，释放大量二氧化碳气体，产生二次渗压，高压推力与二次渗压将弹性体压入并充满所有缝隙，达到止漏目的 . 可见水溶性聚氨酯化学灌浆材料是堵漏材料中性能最好的一种，用一般材料不能根治渗漏，使用高压灌浆堵漏技术后一次堵漏成功 。3 聚氨酯注浆施工工艺流程聚氨酯注浆施工适用于在混凝土结构裂缝 、结构孔洞（螺杆洞 、蜂窝等）堵漏，施工缝 、后浇带等渗漏水堵漏施工 。注浆施工工艺流程如下：（ 1）确定防水堵漏方案：堵漏前必须进行现场调查，摸清现场施工情况，分析渗漏
5、水的原因，查清漏水部位 、裂缝 、裂纹或穿孔的宽度 、长度 、深度和贯穿情况，并了解雨天和晴天的漏水情况，测量漏水的流量与流速等，通过充分调查，正确拟定堵漏方案，做好各项准备工作 。（ 2）灌浆孔的设计和布孔：清理漏水部位，当水压较大，涌水量较多时，需集中引水，以便使埋设灌浆嘴及封缝工作能够顺利进行 。灌浆孔的位置，应使孔的底部与漏水裂缝孔隙相交，并选在漏水量最大处 。布孔有骑缝和斜孔两种形式，根据实际情况和需要加以选择，必要时可以两者兼用 。注浆孔眼的位置及数量，则需根据不同漏水情况进行合理安设 。（ 3）钻孔：打孔可视施工条件采用手工和机械方法，一般是手工打孔和机械打孔并用，钻头直径与注浆
6、嘴（止水针头）直径一致，钻孔角度宜 45，钻孔深度小等于结构厚度的 2/3，钻孔必须穿过裂缝 。但不得将结构打穿（壁后灌浆除外）钻孔与裂缝间距 1/2 结构 厚 度 。钻 孔 间 距2030cm。图 1 为钻孔示意图 。图 1 钻孔示意图施工技术 93 2012 年（ 4）埋嘴：在钻好的孔内安装灌浆嘴（又称之为止水针头），并用专用内六角扳手拧紧，使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙，不漏水 。（ 5）洗缝：用高压清洗机以 6MPa 的压力向灌浆嘴内注入洁净水，观察出水点情况，并将缝内粉尘清洗干净 。（ 6）封缝及压水压气检查：将洗缝时出现渗水的裂缝表面用水泥基防水材料（抗渗 1 号堵漏型）进行封闭处理
7、，目的是在灌化学浆时不跑浆 。封缝后养护数天，待材料有一定强度后再进行压水或压气检查 。（ 7）配制浆液：根据试水前所测定灌浆孔漏水量和试水时所测定的灌入水量，并考虑到灌浆过程中浆液损失来估计需配制的浆液用量，一般配浆量应大于压入颜色水数量 。（ 8）灌浆：使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料 。立面灌浆顺序为由下向上；平面可从一端开始，单孔逐一连续进行 。当相邻孔开始出浆后，保持压力 35min，即可停止本孔灌浆，改注相邻灌浆孔 。（ 9）拆嘴：在吸浆量和预先估计的浆液用量已经相差不多，并且吸浆量逐渐减小到 0.01L/min，压力也比较稳定的情况下，再继续灌注 35min 即可结束灌浆
8、。灌浆完毕，确认不漏即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴 。清理干净已固化的溢漏出的灌浆液 。（ 10）封孔：经检查各孔无渗水现象时，即用水泥砂浆等防水材料将灌浆口补平抹光 。（ 11）防水：用单组份 PA 防水胶将化灌部分涂三遍（底涂 、中涂 、面涂）宽度 1020cm，两端各长出 2030cm。4 施工操作要点及注意事项（ 1）浆液一次配备数量，需以浆液的凝固时间及进浆速度来确定 。（ 2）钻孔前必须先熟悉图纸，了解结构钢筋，安装预埋管线的走向，以免破坏钢筋及管线 。（ 3）灌浆机具 、器具及管子在灌浆前应进行检查，运行正常时方可使用 。（ 4）根据裂缝区域大小，可采用单孔灌浆或分区群孔灌浆 。在一
9、条裂缝上灌浆可由一端到另一端，由下至上 。（ 5）灌浆结束后，应立即拆除管道，并清洗干净 。（ 6）当一枚针头在灌注较长时间后（约 5min），浆液仍未从裂缝内冒出，应停止灌注，间隔一段时间后再进行，如仍未灌满，应检查钻孔是否与埋管线交叉，结构是否有外泄孔洞等情况 。（ 7）灌注时应严密注视灌注机的工作压力表，如超过额定压力（ 50MPa/cm2以上），应停机后再进行，如压力仍居高不下，应检查钻孔是否与裂缝完全交叉 。（ 8）灌浆时，操作泵的人员应时刻注意浆液的灌入量，同时观察压力变化情况 。一般压力突然升高可能由于浆液凝固 、管路堵塞或由于浆液逐渐充填沉降缝，此时立即停止灌浆 。压力稳定上升
10、，但仍在一定压力（ 4050MPa/cm2）是正常的 。有时出现压力下降情况，这可能是由于孔隙被冲开，浆液大量进入沉降缝深部所致，此时可持续灌浆 。随着大量浆液进入缝隙，压力会逐渐上升并稳定 。压力降低的另一个原因是由于封缝或管道接头漏浆造成的，需及时停止灌浆，进行处理 。有时由于泵压力增大，将浆液压入沉降缝深处，使大量浆液流失，这时可调节浆液固结时间，使之缩短凝结时间或采用间歇灌浆的方法来减少浆液损失 。（ 9）拆嘴：灌浆完毕 24h，确认不漏即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴 。（ 10）清理干净已固化的溢漏出残留表面的灌浆液 。在干燥环境下施工时，可利用材料本身的特性，喷水后材料膨胀便于清理 。
11、5 安全文明施工及环保措施（ 1）灌浆所用的设备 、管路和料桶必须分别标识 。（ 2）输浆管必须有足够的强度，装拆方便 。（ 3）所有操作人员必须穿戴必要的劳动保护用品（如手套 、护目镜等） 。避免注浆料直接接触皮肤，如沾染应立即用大量清水冲洗，误触眼睛应立即送医 。施工时必须注意通风及远离火源 。上下脚手架必须正确佩戴安全帽及安全带，应有自动卡紧保险装置，脚手架必须牢固 、稳定 。（ 4）对混凝土面进行凿除时，风镐下方严禁站人，以防落物击伤 。（ 5）光线暗处，应采取照明措施，作业区内电线及配电箱要整理好，不准杂乱 。（ 6）为防止地面人员和物体坠落空洞内，楼板预留孔四周必须设置围栏围护 。
12、（ 7）注浆机具使用完必须马上使用清洁剂清洁干净，如清洗不彻底容易造成卸料阀门堵塞，机具故障 。高压管使用超过 3 个月或久放不用，可能老化，耐压性降低，应及时更换新管 。6 裂缝注浆质量检查验收要求（ 1）堵漏前必须进行现场调查，了解现场施工情况，分析渗漏水的原因，查清漏水部位 、裂缝的宽度 、长度 、深度和贯穿情况，并了解雨天和晴天的漏水情况，测量漏水的流量与流速等，通过充分调查，正确拟定堵漏方案，做好各项准备工作 。 （下转第 113 页）施工技术94 第 8 期（总第 136 期）（ 2）严格把好材料质量关，使用的灌浆材料必须有质量检验合格证书方可施工，材料 、机械必须符合相关标准，绝
13、不使用伪劣产品 。（ 3）严格遵守操作规程和技术规范，施工中不偷工减料 。（ 4）坚持检查验收制度，坚持自检 、互检和专检 。7 结语化学注浆堵漏是混凝土缺陷修复的一种有效的施工方法，在水利水电 、隧洞 、市政 、工业与民用建筑等领域应用广泛 。要达到成功堵漏，首先施工过程中不要盲目打眼 、盲目灌浆 、盲目堵漏，应对众多堵漏材料和防水材料的技术性能充分了解，重视研究防水技术；施工时必须通过剔凿找清漏水点 、漏水线，有针对性地进行堵漏；对漏水点 、漏水线堵漏采取刚柔结合 、膨胀增强结合，外刚内柔的原则 ,即内部必须选用在水中能灌浆 、能膨胀 、能渗透的注浆堵漏材料，外部封堵采用瞬间堵漏剂；防水堵
14、漏只有从工程内部进行，方案合理 ,操作正确，才能获得良好效果 。（上接第 94 页）（ 1）在塔吊附近设立拼装平台，塔吊其中最大点可在附近安装连接钢板及高强螺栓，螺栓终拧后，焊接钢板与钢柱连接立缝，再焊接水平焊缝 。（ 2）将位置较远的钢梁分段吊至拼装平台，分段拼装 、焊接 。（ 3）制定钢梁分类分段统计表，钢梁安装计划表 。由于本工程结构转换层构造复杂，钢骨混凝土主梁自重大，其中 KZL-4 梁线荷载 67.5kN/m， KZL-8 梁线荷载达 82kN/m；而转换层下的首层梁板截面尺寸小，设计承载力低，满足不了大梁下模板支承设计荷载的要求 。项目部及设计院技术人员经过讨论认为：柱 、梁内型
15、钢必须先按设计图安装到位，转换层首先形成整体钢结构，型钢梁经过连接后已具备足够的承载能力，能够承受钢构自重和部分施工荷载，因此将型钢梁做好连接安装将大大减少转换层下首层梁板的承载能力 。项目部制定的大梁模板施工要点如下：（ 1）梁模板必须待梁钢筋就位绑扎完成后才能安装，模板应先安装梁底模 。梁中部的穿墙螺栓由于钢梁腹板阻挡无法后穿，待钢筋绑扎后与梁内腰筋（由设计孔位穿过腹板）搭接焊连接，单面焊接焊缝长度不少于 10d，梁两侧同腰筋焊接的穿墙螺栓必须对称设置 。侧模的穿墙螺栓孔位也应现场定位钻孔，以免造成误差偏大 、安装困难 。（ 2）为严格控制梁的截面尺寸和轴线位移，在梁中部和上部各设置一道模
16、板限位筋， 18 限位筋断面切割整齐，外端作防腐处理 。中部限位筋焊接在钢梁腹板上，上口限位筋靠紧上翼缘板两侧以点焊固定 。限位筋安装时必须按翼缘板上表弹出的中心线为控制线，不得以腹板或翼缘板边缘为标准量度，以纠正型钢梁制作安装过程中产生的误差 。（ 3）转换层下层模板支撑系统中，立杆下垫工字钢且内嵌方木，将立杆对下层梁板的点荷载转换为线荷载 。每个钢构大梁皆设立剪刀撑，立杆间距减小至 0.8m，并设立满堂扫地杆 。（ 4）模板加固应严格按方案进行，模板主次龙骨的间距满足设计要求 。所有支撑扣件和螺栓螺帽必须紧固到位，并逐根逐个进行检查 。顶板模板的铺设必须待大梁模板支设全部结束并经检查合格后
17、进行 。（ 5）混凝土浇筑时对型钢柱留置水平施工缝，施工缝留至大梁梁底，待柱内混凝土初凝后进行梁板浇筑 。（ 6）转换层大梁梁底模板必须待混凝土强度达到 100设计强度并经设计确认后方可拆除 。项目部总工根据已经完善的转换层施工方案编制技术交底 。在现场分班组进行技术交底，将施工顺序和施工方法教授给各施工人员，交底人和接受交底人现场签字 。并安排施工员及质检员进行现场监督，并对施工方法操作技巧进行指导 。5 质量验收对策实施后，施工人员操作技能得到提高，质量意识得到加强，积极性大大提高，质量管理水平大大提高，分部工程全部验收合格，实物工程观感显著改善，得到了甲方和监理的一致好评，不仅提前完成了
18、转换层施工，并且有效地解决了型钢转换层施工难题，减少了工程返工现象，为项目部节约了人工费，机械费约十万余元 。另外本工程还获得了当年郑州市的优质结构工程奖 。该方案经实践检验证明技术先进 、措施可行 、施工简便 、经济合理，值得同类工程施工借鉴 。参考文献1 GB 50204- 2002,混凝土结构工程施工质量验收规范2 周原 ,张根俞 .型钢混凝土梁式转换结构的施工技术探讨 .江苏建筑 ,2008,(3)3 戴国亮 ,蒋永生 ,傅传国 ,梁书亭 .高层型钢混凝土底部大空间转换层结构性能研究 .土木工程学报 ,2003,(4)作者简介 : 蔡普雨 ,男 ,1986 年出生 ,主要从事施工技术与管理工作 。监理与管理 113
