隧道渗漏封堵材料性能及封堵效果分析

作者：李平; 孙新飞; 白银; 范成文; 闵凡路

来源：中国公路学报, 2022, 35(01): 38-48.

DOI：10.19721/j.cnki.1001-7372.2022.01.004

• 隧道工程
• 渗漏
• 封堵材料
• 流变特性
• 水化硬化特征
• 封堵效果

地下隧道由于埋深大、水压高，存在渗漏破坏的风险，会造成经济损失和生态环境危害。因此在高水压条件下对渗漏部位如何进行快速有效封堵越来越受关注。通过以快硬硫铝酸盐水泥、5044N可再分散乳胶粉(5044N)、丙烯酸酯共聚乳液(丙乳)作为封堵原材料，从封堵材料超早期性能角度对封堵效果进行探讨，并就聚合物种类和聚灰比对超早期性能及渗漏封堵效果的影响进行了分析。研究结果表明：5044N改性封堵材料初凝及终凝时间分别缩短14%和19%,而丙乳则延缓封堵材料的凝结时间；5044N改性封堵材料的黏度突变点提前40～120 s,可以采用封堵材料黏度突变点表征初凝时间，封堵材料黏度变化规律符合指数函数形式。将封堵材料的水化硬化过程分为平台期、突变期和稳定期，突变期的封堵材料已经形成固体骨架，根据波速突变点来表征终凝时间，5044N改性封堵材料波速突变点提前248 s,固相物质生成速率提高了55%～60%。聚灰比对封堵材料超早期性能的影响具有峰值特征，5044N在聚灰比为0.03时表现较好。使用扫描电子显微镜(SEM)对封堵材料凝块做出细观结构分析，发现5044N与水泥水化形成大量C—S—H凝胶包裹钙矾石，可有效填补孔隙，增加密实度。渗漏封堵试验中，利用出水口水流流速量化封堵效果，封堵效果随着黏度增长而提高，5044N改性封堵材料可提前2 min发挥封堵作用。

• 单位
  岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室; 河海大学; 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室; 南京水利科学研究院