盾構(gòu)施工管片滲漏水原因分析及預(yù)防堵漏措施

蔡孝輝 / 中鐵二十局集團(tuán)第五工程有限公司

盾構(gòu)施工管片滲漏水原因分析及預(yù)防堵漏措施

蔡孝輝 / 中鐵二十局集團(tuán)第五工程有限公司

在盾構(gòu)施工中，各個(gè)工序環(huán)節(jié)做到仔細(xì)、認(rèn)真、科學(xué)、合理，才能保證管片的完好無損，減少因損壞帶來的修補(bǔ)及堵漏工作。本文即結(jié)合具體工程案例分析了盾構(gòu)施工管片滲漏水原因，并詳細(xì)闡述了預(yù)防堵漏措施。

盾構(gòu)；管片；滲漏水；堵漏

一、工程概況

本段松山湖北到大朗盾構(gòu)區(qū)間隧道位于東莞市大朗鎮(zhèn)，右線設(shè)計(jì)起點(diǎn)里程為GDK33+951.219，設(shè)計(jì)終點(diǎn)里程為GDK38+359。根據(jù)工程籌劃，本段采用3臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，盾構(gòu)隧道線路單一，設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)單線單洞斷面，盾構(gòu)管片外徑8500mm，內(nèi)徑7700mm。線路平面最小曲線半徑為2000m，左右線線間距約12.5m～28.5m。隧道最大線路縱坡為24.4‰，最小縱坡為2.0‰，豎曲線半徑為10000m，隧道拱頂埋深為10.5m～43m。為滿足區(qū)間疏散要求，區(qū)間內(nèi)設(shè)置七處聯(lián)絡(luò)通道。

目前本標(biāo)段1號(hào)盾構(gòu)機(jī)已掘進(jìn)658環(huán)，2號(hào)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)417環(huán)。已成型隧道中部分管片出現(xiàn)破損、滲漏現(xiàn)象，為了對(duì)該問題以及后期類似問題進(jìn)行處理，保證成型隧道施工質(zhì)量，需要分析管片滲漏水原因，并制定預(yù)防堵漏措施。

二、盾構(gòu)管片滲漏現(xiàn)象及原因分析

（一）盾構(gòu)管片滲漏現(xiàn)象

盾構(gòu)隧道與聯(lián)絡(luò)通道接縫和洞門均出現(xiàn)不同程度的滲漏，滲漏情況基本可以分為以下幾種：

1.拼接縫滲漏。

拼縫滲漏主要產(chǎn)生于管片之間的拼縫處。有環(huán)向、縱向拼縫間的滲漏。滲漏的表現(xiàn)主要是因止水膠條破損后造成管片壁后水直接侵入隧道，沿環(huán)向或縱向拼縫逐漸向四周擴(kuò)散。

2.螺栓孔位置滲漏。

主要由于防水膠墊不密實(shí)，造成管片壁后水通過螺栓孔間隙滲漏到隧道內(nèi)。其滲漏表現(xiàn)形式為沿螺栓孔位進(jìn)行擴(kuò)散。

3.注漿孔部位滲漏。

由于二次注漿打開注漿孔后，封堵不嚴(yán)密，造成管片壁后水沿注漿孔中的空隙滲入隧道，沿注漿孔擴(kuò)散。

4.管片裂縫滲漏。

滲漏主要沿裂縫的走向進(jìn)行，并于裂縫的收斂處截止?jié)B漏。

5.管片崩邊及掉角處的滲漏。

管片由于安裝過程中，造成崩邊或掉角，致使管片的環(huán)向或縱向拼縫不密實(shí)從而造成拼縫滲漏。

（一）管片滲漏原因分析

1.管片自身原因。

本工程中，管片在制作時(shí)配比、養(yǎng)護(hù)不合理，水灰比過大，出現(xiàn)氣孔和微裂紋，管片自防水不過關(guān)。此外，管片接縫結(jié)構(gòu)存在缺陷，設(shè)計(jì)不合理。

2.施工工藝。

（1）管片運(yùn)輸、拼裝

①⑥管片止水條、傳力墊粘貼施工不滿足設(shè)計(jì)要求，施工質(zhì)量差。

②管片在運(yùn)輸、拼裝中，受擠壓、碰撞而缺邊掉角，致使橡膠止水帶懸空、脫落，無法止水。

③盾構(gòu)與管片姿態(tài)不佳，或拼裝手技術(shù)不過關(guān)，影響管片拼裝質(zhì)量；在管片拼裝過程中，管片縫隙之間有渣土，致使管片間錯(cuò)位、有臺(tái)階差，相鄰止水帶不能吻合壓緊，減少了止水橡膠的有效止水面積。

④管片螺栓未擰緊，或未加防水密封橡膠墊圈，造成螺栓孔處滲漏水。

⑤推進(jìn)過程中，千斤頂與管片接觸位置受力不均勻或者推力過大，導(dǎo)致管片產(chǎn)生裂縫，外部水源沿管片裂縫進(jìn)入隧道。

（2）螺栓孔密封墊防水

管片螺栓孔一般由塑料套管預(yù)留，直徑比螺栓直徑大5mm，防水一般采用遇水膨脹橡膠墊圈。掘進(jìn)完成后，采用螺栓手孔封堵。如螺栓孔遇水膨脹橡膠條施工時(shí)遺漏，則易引起螺栓孔處滲漏水。

三、盾構(gòu)施工管片滲漏水預(yù)防堵漏措施

（一）管片滲漏預(yù)防措施

1.提高管片的拼裝質(zhì)量，拼裝時(shí)保證管片的整圓度，保證止水條的正常工況。

2.及時(shí)修補(bǔ)破損的管片。對(duì)于由于推進(jìn)或是拼裝過程中被擠壞的管片，應(yīng)立即用“堵漏王”、快凝水泥等修補(bǔ)材料修補(bǔ)，避免影響止水帶工作和裂縫的產(chǎn)生。

3.控制傳力墊的厚度，較厚傳力墊位置的止水條上應(yīng)加貼一道薄層遇水膨脹橡膠止水條。

4.嚴(yán)格按照規(guī)程清理止水槽、粘貼管片止水條。

5.管片螺栓應(yīng)擰緊，并及時(shí)復(fù)緊，避免螺栓松弛影響止水帶的可靠性。

6.打穿的吊裝孔、注漿孔應(yīng)及時(shí)注滿水泥漿、并用快凝水泥封堵。

（二）防水堵漏工藝

1.管片點(diǎn)狀滲漏：采用壓力注漿法，灌注改性環(huán)氧樹脂漿液，環(huán)氧樹脂膠泥縫外封閉處理。

工藝流程：處理施工基面→建立壓力灌漿系統(tǒng)→灌注改性環(huán)氧漿液→鏟除灌漿系統(tǒng)凸出平面部分→建立改性環(huán)氧膠泥密封層→清潔處理基面→驗(yàn)收。

2.管片接縫滲漏：采用壓力注漿法，灌注超細(xì)水泥漿及改性環(huán)氧樹脂漿液，環(huán)氧樹脂膠泥縫外封閉處理。

工藝流程：清洗縫口→處理施工基面→建立壓力灌漿系統(tǒng)→壓注超細(xì)水泥漿→清除灌漿系統(tǒng)凸出平面部分→建造改性環(huán)氧膠泥密封層→清潔處理基面→驗(yàn)收。

3.管片裂縫滲漏：采用壓力注漿法，灌注改性環(huán)氧樹脂漿液，環(huán)氧樹脂膠泥砼外封閉處理。

工藝流程：化學(xué)處理施工基面→鉆孔、埋咀→筑造高強(qiáng)壓力灌漿系統(tǒng)→止縫封閉→壓力灌注改性環(huán)氧樹脂漿液→鏟除灌漿凸出平面部分→砼面化學(xué)處理→建造性環(huán)氧膠泥密封層→修復(fù)飾面→場(chǎng)地清潔→檢查驗(yàn)收。

（三）堵漏施工方法

1.管片環(huán)縫及縱縫滲漏處理。

①用鋼絲刷清出環(huán)縫及縱縫縫隙內(nèi)的浮泥、泥垢；②查清滲漏的部位，在滲漏部位兩端鉆終止孔，孔徑0.6cm,孔深至管片密封墊位置；③壓入環(huán)氧樹脂乳液防水膠泥，封終止孔；④對(duì)拼縫按35cm的距離布注漿孔，并插入8mm的鋁管，鋁管埋入深度20cm，采用氯丁膠乳膠泥封縫埋管；⑤注入改性環(huán)氧化學(xué)灌漿液，依次注漿，注漿壓力0.4～0.5MPa，達(dá)到壓力后閉管待凝；⑥閉管待凝8～12h后進(jìn)行檢查孔口管，如孔口管不飽滿時(shí)，進(jìn)行二次或多次重復(fù)注漿，以確保注漿質(zhì)量；⑦待凝結(jié)后拆除鋁管做縫面修飾處理，以確保管片結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和外觀要求。

2.管片崩塊處滲漏水修補(bǔ)施工。

①清除蹦塊和松動(dòng)的混凝土碎屑，查找滲漏位置并進(jìn)行鉆孔；②鉆孔后埋入8mm鋁管，鋁管埋入深度20cm，采用氯丁膠乳封孔埋管；③采用改性環(huán)氧灌漿液進(jìn)行注漿，注漿壓力0.4～0.5MPa，達(dá)到壓力后閉管待凝；④待凝8～12h后進(jìn)行檢查孔口泡管，不飽滿的進(jìn)行二次或多次注漿，至到泡管漿液飽滿；⑤待凝3～7d后拆管，清除嵌填凸出的封閉水泥，用環(huán)氧膠泥填補(bǔ)混凝土至基面。對(duì)基面進(jìn)行處理，以確保管片外觀符合要求。

3.螺栓孔及吊裝孔滲漏修補(bǔ)施工。

①卸松螺栓孔的螺帽；②清除螺栓孔中的浮泥、泥垢、銹跡；③用氯丁膠乳封閉一端出口，并從另一端出口插入小鋁管（8mm）用氯丁膠乳封閉；④在相應(yīng)的拼縫對(duì)應(yīng)螺栓兩邊，鉆終止孔，孔徑12mm，孔深到管片密封墊；⑤采用改性環(huán)氧化學(xué)灌漿液進(jìn)行注漿，注漿壓力0.3～0.4MPa；⑥待凝8～12h后進(jìn)行檢查孔口泡管，不飽滿的進(jìn)行二次或多次注漿，至到泡管漿液飽滿；⑦待凝5～7d后拆管，清除嵌填凸出的封閉水泥，用環(huán)氧膠泥填補(bǔ)混凝土至基面，涂上氯丁膠乳，安裝對(duì)接螺檢帽，更換膠圈（采用氯化聚乙烯橡膠墊）；⑧對(duì)螺栓孔位置的管片進(jìn)行修復(fù)，以確保管片結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和外觀要求；⑨對(duì)吊裝孔采用速凝水泥進(jìn)行封堵，封堵完后擰上逆料螺堵，將管片殘留的水泥漿清理干凈。

4.盾構(gòu)隧道接口滲漏修補(bǔ)施工。

①仔細(xì)觀察接口施工縫及裂縫滲漏水位置，并用符號(hào)作上標(biāo)記，然后沿滲水縫鑿成約 6cm 深和 5cm 寬的 V 型灌漿槽縫；②對(duì)縫隙內(nèi)表面松散的污泥清理干凈，再用鋼絲刷將基面沖洗干凈，直至板裂縫全部裸露，待下一道工序施工；③在已清理干凈的 V型槽內(nèi)布置灌漿咀，每延米布 3個(gè)，灌漿咀直徑為 8mm 鋁管，然后用速凝微膨脹水泥用力封堵于灌漿槽上；④利用預(yù)埋好的灌漿咀接上灌漿機(jī)，將改性環(huán)氧化學(xué)灌漿材料徐徐注入灌漿機(jī)的容器中，慢慢手動(dòng)加壓，注漿壓力控制在0.4MPa內(nèi)，注漿完成后，迅速將灌漿管繞成 S 狀扎住，以防漿液流出。豎縫灌漿應(yīng)從下而上進(jìn)行灌注，中間不允許間斷；⑤灌漿24h 后方可拔出漿灌漿咀，用速凝性水泥找平復(fù)原，以保證接縫的外觀。

四、結(jié)語

綜上，盾構(gòu)法施工隧道的防水，必須采取“以防為主，多道防線，綜合治理，標(biāo)本兼治”的原則。所謂“綜合治理”，即不但要從管片拼裝質(zhì)量著手，還要控制盾構(gòu)掘進(jìn)的姿態(tài)以及后期滲漏水治理等多個(gè)方面。

[1]王義強(qiáng).盾構(gòu)隧道滲漏水原因分析及處理[J].城市建筑.2013(06).

[2]毋海軍.盾構(gòu)隧道管片修補(bǔ)及堵漏施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2012(14).