摘要：在很多工程項(xiàng)目建設(shè)中會(huì)常出現(xiàn)公路橋梁和隧道漏滲問題，常見的滲漏主要是各種不同的裂縫，如不及時(shí)修復(fù)會(huì)造成建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷，穩(wěn)固率下降存在安全隱患，危及施工員工及相關(guān)裝置。特別是公路橋梁隧道等建筑工程滲漏的問題一直都是建造過程中必須解決的問題，但治理難度大程序復(fù)雜一直難以解決。為此，本文以注漿材料為基礎(chǔ)，研究其治理工程滲漏的可行性方法。提出采用丙烯酸鹽注漿材料注漿修復(fù)，優(yōu)化其性能及功效。本試驗(yàn)根據(jù)場(chǎng)地模擬施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情形，驗(yàn)證材料的堵漏耐久性和適應(yīng)可靠性。結(jié)果表明：丙烯酸鹽注漿材料施工作業(yè)方便，對(duì)相關(guān)原材料影響小，堵漏耐久性強(qiáng)并在低溫環(huán)境展現(xiàn)良好性能。

關(guān)鍵詞：公路橋梁隧道；滲漏水；注漿材料；堵漏性能試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TQ636；U444文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2025）01-0016-04

Mechanism and performance analysis of grouting bonding material for bridge and tunnel leakage repair

DUAN Guozhong

（Yunling Construction Co.，Ltd.of YCIC Group，Kunming 650200，China）

Abstract：In the construction of many engineering projects，the leakage of highway bridges and tunnels often oc-curs.The common leakage is mainly due to various cracks.If it is not repaired in time，it will cause damage to the internal structure of the building，reduce the stability rate，and have potential safety hazards，endangering the con-struction staff and related devices.In particular，the problem of leakage in construction projects such as highway bridges and tunnels has always been a problem that must be solved in the construction process，but the treatment is difficult and the procedure is complex，which has always been difficult to solve.Therefore，based on the grouting ma-terial，this paper studies the feasible method of treating engineering leakage.Acrylate grouting material was pro-posed to be used for grouting repair to optimize its performance and efficacy.In this test，the durability and adapt-ability of the material were verified according to the simulated construction site application situation of the site.The results show that the acrylate grouting material is easy to operate，has little impact on the relevant raw materials，has strong plugging durability and shows good performance in low temperature environment.

Key words：highway bridges and tunnels；water leakage；grouting materials；plugging adhesion performance

隨著時(shí)代的變遷，政策變化使城市迅速發(fā)展擴(kuò)建，但是土地可利用面積越來越少，促使地下的工程建筑加快了進(jìn)程，地下城或地下商場(chǎng)都逐步出現(xiàn)在各個(gè)城市中[1]。但是這些在建工程中都或多或少出現(xiàn)不同程度的滲漏水現(xiàn)象，有的甚至不到工程結(jié)束就已經(jīng)出現(xiàn)滲漏水，這些問題都嚴(yán)重影響了地下工程建設(shè)進(jìn)程，阻礙了城市發(fā)展[2]。由于導(dǎo)致地下建設(shè)工程滲漏水的原因十分復(fù)雜，例如施工環(huán)境惡劣、建筑條件被限制、執(zhí)行時(shí)質(zhì)量以及強(qiáng)度監(jiān)管差、建筑設(shè)計(jì)差、材料質(zhì)量得不到保證、施工不到位等問題影響。為了降低地下建筑滲漏水帶來的后續(xù)問題，必須要在設(shè)計(jì)過程就考慮，施工過程也要確保施工質(zhì)量以及應(yīng)用的材料都滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，還要將防范和治理的過程都結(jié)合起來，通過提升處理工程滲漏水問題來達(dá)到防止問題產(chǎn)生。在防治工程滲漏水中，通過材料來進(jìn)行填補(bǔ)是比較多且高效的一種方法。將缺口填補(bǔ)的過程是：將注漿材料利用壓力的作用到達(dá)滲漏水的管道里然后再利用材料的自我凝固的特性堵住缺口，待材料固定后滲漏水缺口部位就被填補(bǔ)完畢，破損的部分得到修補(bǔ)，結(jié)構(gòu)填充完畢，完整性被恢復(fù)。修補(bǔ)漿液按照其成分可以分為有機(jī)和無機(jī)兩種[3]，這兩種皆屬于高分子材料，其中無機(jī)材料有粘土、水泥、漿砂、水玻璃等，有機(jī)材料分為樹脂類、甲酯以及目前市面上通用的丙烯酸鹽類漿液[4]。

1丙烯酸鹽注漿材料堵漏作用機(jī)理

丙烯酸鹽注漿材料是一種混合物，有主劑和一些可以促進(jìn)固化的試劑組成。丙烯酸鹽注漿材料作為一種液體材料，流動(dòng)性較強(qiáng)，有相對(duì)較低的黏度，因此在進(jìn)行裂縫填充時(shí)會(huì)比較充分[5-8]。丙烯酸鹽注漿材料在固化過程（如圖1所示）中主劑會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)逐漸成為聚合物，這些聚合物具有一定的吸水性并發(fā)生一定的膨脹從而更好的填充縫隙來達(dá)到滲漏水的防治[9]。

2注漿材料耐久性試驗(yàn)研究

2.1影響材料耐久性因素

由于填補(bǔ)處環(huán)境復(fù)雜，填補(bǔ)材料到達(dá)缺漏處將直接與巖土層、地下水以及防水料和混凝土直接接觸，不但導(dǎo)致環(huán)境的化學(xué)性改變還會(huì)受到物理作用，這就導(dǎo)致了薄弱環(huán)節(jié)再次接受挑戰(zhàn)，一但材料失效將直接導(dǎo)致建筑失敗，所以填補(bǔ)材料的長(zhǎng)久耐用性是解決工程滲漏問題的關(guān)鍵因素[10]。

2.1.1環(huán)境因素

使材料出現(xiàn)老化問題的原因不但有物理化學(xué)因素，一些生物的危害也是不容小覷的，海水氣體微生物，地下水的變化都是影響材料老化的因素[11]。由于地層里具有豐富的水資源，就會(huì)有壓力滲透的威脅，填補(bǔ)材料利用的破損部位就是建設(shè)結(jié)構(gòu)的不安全部位，當(dāng)這個(gè)部位受到外界壓力，填補(bǔ)材料就是第一時(shí)間被壓迫，所以建設(shè)填補(bǔ)時(shí)關(guān)于地質(zhì)問題還要進(jìn)一步研究，比如土質(zhì)液化或不均勻沉降問題是否會(huì)出現(xiàn)？一些施工環(huán)境還存在震動(dòng)的壓力，材料是否會(huì)受其影響也是需要考慮的問題[12]。

2.1.2材料因素

注漿材料自身的特質(zhì)就是考驗(yàn)填補(bǔ)效果的基礎(chǔ)，耐久性好的材料，其制作原料、制造工藝以及有價(jià)值成分總量都是十分重要的[13]。經(jīng)過試驗(yàn)推斷注漿材料的質(zhì)量還與使用過程的環(huán)境條件有關(guān)，在使用途中排除材料本身結(jié)構(gòu)的內(nèi)在因素，還要考慮環(huán)境因素，本文試驗(yàn)主要是針對(duì)室內(nèi)探究注漿液填補(bǔ)耐久性展開探索。

2.1.3物理力學(xué)因素

注漿液在固化之后還要考慮的物理問題主要包括固定后的形態(tài)以及承受的各方壓力，環(huán)境的不同也決定了注漿材料對(duì)應(yīng)的特殊性能[14]。有些材料在內(nèi)部含水過多時(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的高變形能力，但是內(nèi)部水量過低時(shí)對(duì)應(yīng)的變形能力就會(huì)下降，對(duì)填補(bǔ)結(jié)構(gòu)的效果也會(huì)大打折扣[15]。當(dāng)建筑破損地方的裂口增大的時(shí)候，填補(bǔ)材料很容易被拉扯破損，在建筑類的研究顯示，填補(bǔ)材料也會(huì)受到冰凍融化、干濕交替等一系列的過程影響，在這一過程里，填補(bǔ)材料的性能會(huì)出現(xiàn)很大的變化，材料也會(huì)越來越差。除此之外還有很多外界影響會(huì)導(dǎo)致材料劣化，例如施工振動(dòng)，地下水循環(huán)，缺口的裂縫以及天氣變化等，都會(huì)對(duì)材料的長(zhǎng)久性產(chǎn)生一定的影響[16]。

2.1.4施工管理因素

在將注漿材料配比以及施工的過程中都會(huì)產(chǎn)生一定的變化影響施工效果，例如配合的比例，施工的用料多少，注入漿體的力度以及效果，凝固的狀態(tài)位置，補(bǔ)漿的時(shí)間等因素都會(huì)在某些程度上影響滲漏修復(fù)的效果[17]。

2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

丙烯酸鹽作為一種優(yōu)良的注漿材料，其特點(diǎn)十分顯著，在接觸水的情況下會(huì)膨脹，而失去水時(shí)又會(huì)收縮，這就影響了其作為注漿材料的堵漏性能，但這2種情況的變化都是相對(duì)比較慢的[18]。為了測(cè)試在干燥和濕潤(rùn)條件下丙烯酸鹽的表現(xiàn)情況，采取人為干預(yù)的方法對(duì)吸水和失水的速度進(jìn)行控制，主要通過較高的環(huán)境溫度下進(jìn)行脫水以及水浸的方式進(jìn)行吸水，通過在吸水和失水的循環(huán)過程中研究丙烯酸鹽的膨脹效率，從而測(cè)試該材料在干燥和濕潤(rùn)條件下所存在的材料老化問題[19]。試驗(yàn)分為2項(xiàng)內(nèi)容，第一，主要是重復(fù)進(jìn)行吸水和失水的過程；第二，則是對(duì)吸水脹大的體積進(jìn)行記錄。失水過程通過熱烘箱來提供干燥、高溫的環(huán)境，使丙烯酸鹽可以快速進(jìn)行脫水。吸水過程則是通過在水中長(zhǎng)時(shí)間浸泡的方式來完成。試驗(yàn)以控制變量為原則，調(diào)節(jié)注漿液的配比，使得材料的初始狀態(tài)保持一致。經(jīng)過試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置了7個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)條件（見表1）。在進(jìn)行吸水和失水的循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，具體的操作過程是：先將材料在水中進(jìn)行1 d的浸泡，水要將材料完全淹沒，同時(shí)要避免陽光的直射。失水過程主要在烘箱中完成，試樣在放入烘箱后開始加熱，并且烘箱的升溫速率不能太快，防止因?yàn)樵嚇邮軣岵痪鶆驅(qū)е卤砻媸軗p影響試驗(yàn)結(jié)果。在烘箱中經(jīng)過1 d的失水后，將試樣取出進(jìn)行降溫，完成一次吸水失水的循環(huán)，之后將經(jīng)過吸水失水循環(huán)后的試件在清水中進(jìn)行浸泡并對(duì)其膨脹體積進(jìn)行測(cè)量。

2.3試驗(yàn)結(jié)果與分析

對(duì)經(jīng)歷吸水、脫水過程的丙烯酸鹽試樣，在吸水后的體積膨脹情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)（見表2）：經(jīng)歷不同次數(shù)吸水、失水過程的試樣，其吸水膨脹的表現(xiàn)差距很大。當(dāng)吸水、脫水的次數(shù)少于10次時(shí)，試樣在吸水的過程可以看作三個(gè)階段，第一階段是緩慢吸水脹大的階段，這個(gè)時(shí)期是隨著處理試樣吸水、失水次數(shù)的增加而變短的。第二階段是試樣的膨脹率達(dá)到100%時(shí)，膨脹的速率會(huì)逐漸的加快，這一過程受試樣吸水、失水的影響和第一階段類似。第三階段是當(dāng)試樣的膨脹率達(dá)到300%時(shí)，膨脹的速率會(huì)緩慢降低并最終保持不變。而當(dāng)試樣的吸水、失水處理過程超過10次時(shí)，試樣的體積膨脹則主要分為兩個(gè)時(shí)期，第一個(gè)時(shí)期便會(huì)以一個(gè)較快的膨脹速率增長(zhǎng)。第二個(gè)時(shí)期膨脹速率會(huì)逐漸放緩并且趨于穩(wěn)定。分析試樣達(dá)到穩(wěn)定的膨脹率所經(jīng)歷的時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)，試樣經(jīng)歷吸水、失水的次數(shù)越多，試樣在初始階段的吸水產(chǎn)生體積膨脹的越明顯，膨脹速率趨于穩(wěn)定的時(shí)間越短。并且隨著試樣吸水、脫水處理次數(shù)的增加，丙烯酸鹽試樣的膨脹率逐漸增加，當(dāng)隨著次數(shù)的增加，膨脹率增加值會(huì)逐步降低。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)：丙烯酸鹽試樣在經(jīng)歷吸水、失水過程的處理后，其膨脹性能會(huì)得到較高的提升，并且隨著處理次數(shù)的增加其膨脹的速率也會(huì)增強(qiáng)，有利于提高其堵漏性能，應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的滲水現(xiàn)象。

3低溫對(duì)丙烯酸鹽注漿材料的影響

我國(guó)國(guó)土面積廣闊，一些地區(qū)會(huì)出現(xiàn)極低的溫度，由此帶來的公路、橋梁、隧道的滲水問題變得比較嚴(yán)重，因此選用注漿材料對(duì)滲水問題進(jìn)行修復(fù)時(shí)需要考察其抗低溫的性能。研究丙稀酸鹽作為注漿材料在低溫下的耐久性發(fā)現(xiàn)：注漿材料在進(jìn)入到混凝土等結(jié)構(gòu)內(nèi)部后會(huì)同周圍環(huán)境的介質(zhì)發(fā)生熱量的傳遞。在溫度較低的地區(qū)，進(jìn)行施工后會(huì)有水的殘存，使得與外界發(fā)生熱交換頻繁的區(qū)域發(fā)生凍傷的危險(xiǎn)。在外界溫度發(fā)生變化時(shí)，不可避免的會(huì)經(jīng)歷反復(fù)的冰凍和融化的過程。這一過程對(duì)注漿材料的影響則主要是通過其內(nèi)部水分子的會(huì)發(fā)生不同物相之間的轉(zhuǎn)變，從而改變材料的韌性和強(qiáng)度等。絕大多數(shù)的建筑材料在經(jīng)歷冰凍和融化過程后，其建筑特性會(huì)大打折扣。如果注漿材料中的水含量較高時(shí)，冰凍過程會(huì)增大水相的體積，造成的結(jié)果是壓迫周圍分子使其發(fā)生變形，并且水相冰凍后有繼續(xù)從周圍吸收水分子并再一步冰凍的趨勢(shì)。高分子材料在低溫下會(huì)出現(xiàn)的拉伸性能變差、發(fā)硬等情況，通過測(cè)定材料的抗壓性能可以在一定程度上評(píng)價(jià)注漿改良材料的性能，而丙稀酸鹽注漿材料使用時(shí)確實(shí)可以增加抗物理壓力的強(qiáng)度，提高其防水性。但在低溫下丙稀酸鹽的結(jié)構(gòu)是否會(huì)發(fā)生變化并不明確。

4結(jié)語

現(xiàn)代社會(huì)的建筑結(jié)構(gòu)漏水現(xiàn)象較為常見，特別是在一些公路、橋梁和隧道等建筑。如果漏水嚴(yán)重則會(huì)降低建筑的壽命，而且會(huì)有極大的安全隱患。丙稀酸鹽注漿材料作為一種優(yōu)秀的注漿堵漏材料，可作用的場(chǎng)景廣泛，如裂縫、缺陷等，其可操作性強(qiáng)，施工難度小，因此應(yīng)用十分廣泛。丙稀酸鹽的堵漏的施工作業(yè)時(shí)間相對(duì)較短，并且在堵漏后對(duì)相關(guān)輔助原材料的影響較小。對(duì)于丙稀酸鹽注漿材料在固化后由于水分揮發(fā)帶來的體積收縮則可以通過加入加固劑進(jìn)行緩解。

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（責(zé)任編輯：張玉平）