盾構隧道二次壓力灌漿堵漏施工技術

尹奇瑞

中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司

1 前言

盾構隧道不可避免地要經過含水量較高的地層，所以必將受到地下水的有害作用。如果沒有可靠的防水、堵漏措施，地下水就會侵入隧道，影響其內部結構與附屬管線，乃至危害到后期的運營維護，降低隧道使用壽命。目前，國內盾構隧道大多采用水泥水玻璃雙液二次注漿或聚氨酯等單一化學材料灌漿進行隧道堵漏，雙液二次注漿消耗人力資源較大，材料用量多，需要占用電機車運輸二次注漿設備及材料，對連續(xù)盾構施工存在較大影響，且不可避免會對隧道周圍土體造成擾動，對周邊環(huán)境影響較大;而單一化學材料灌漿一次成功率低，復漏概率高，堵漏效率及質量得不到保證。因而，采用上述兩種傳統(tǒng)堵漏工藝，在安全、質量、成本、管理、工效等各方面都難以滿足現(xiàn)場施工需要。

有鑒于此，如何提供一種改進的盾構隧道堵漏施工方法，來減少上述弊端已成為各大城市地鐵行業(yè)亟待解決的技術問題。

2 工藝原理

盾構隧道二次壓力灌漿堵漏施工工藝原理：通過觀察管片滲漏位置，在管片上斜向取孔安設止水針頭，使?jié)B漏水治理途徑直達管片滲水患處根部，并不破壞管片原防水設計（管片止水條）。同時，將細布條嵌入管片環(huán)、縱縫，作為防止化學漿液大量流出的臨時防線。然后向滲水通道內注入超細水泥初步填充滲水通道及管片環(huán)、縱縫，利用超細水泥良好的填充性及速凝性構筑密閉壓力系統(tǒng)，同時，超細水泥可作為后續(xù)注入的環(huán)氧樹脂防水層的保護層。待超細水泥初凝后，壓力系統(tǒng)構筑完成，向滲水通道內注入環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂具有較高的黏結強度和內聚強度，耐腐蝕性及耐久性優(yōu)異，能夠在滲水通道內結合超細水泥保護層重新構筑起新的雙重防水層，從而達到長效封堵滲漏部位的良好效果。

3 堵漏所用材料及設備工具

表1 主要材料與設備工具表

4 5 6 7 8 9 1 0 Φ14，350mm配金屬打磨片12mm、14mm、16mm 11 12 13 14鉆頭打磨機套筒三叉扳手抹刀三角灰刀強光手電碎布條普通硅酸鹽水泥白水泥快干水泥901建筑膠水若干1套2把2把2把2支若干若干若干若干若干42.5 15超細水泥若干16環(huán)氧樹脂若干比表面積宜為300cm2/g~550cm2/g，水灰比為1.5金碧源牌HY-20（雙組分），A、B組分重量比為1:1

4 堵漏施工工藝

盾構隧道二次壓力灌漿堵漏施工工藝流程如圖1所示。

圖1 盾構隧道二次壓力灌漿堵漏施工工藝流程圖

具體施工步驟如下。

（1）觀察滲漏點具體位置。管片吊裝孔、螺栓孔及裂縫滲水時，滲漏點一目了然，能夠輕松確定需要堵漏的作業(yè)點；但是管片環(huán)、縱縫滲漏水時，很難在昏暗的隧道環(huán)境中確定滲漏水的具體位置，因此，需要利用強光手電照明，沿管片環(huán)、縱縫仔細查找確定滲漏點位置并做好標記。根據現(xiàn)場施工經驗，管片環(huán)、縱縫實際滲漏部位一般位于管片內弧面濕漬上部環(huán)、縱縫處。

（2）管片環(huán)、縱縫臨時封堵。在封堵管片環(huán)、縱縫處滲漏點前，應使用三角灰刀將布條嵌入管片環(huán)、縱縫以防止灌漿時化學漿液大量溢出。應嵌入布條的范圍為應盡可能地深入管片環(huán)、縱縫并保持連續(xù)。管片吊裝孔、螺栓孔及裂縫滲漏點封堵時，根據實際情況確定是否需用布條封堵就近的管片環(huán)、縱縫。

（3）鉆孔安裝針頭。多數(shù)盾構項目使用的混凝土管片厚度為350mm，止水條位置距離管片內弧面290mm，鋼筋保護層厚度為50mm。為避免鉆孔過程中碰到管片內的鋼筋并能夠準確鉆孔至距止水條內側20mm左右的位置，特別需要注意的是取孔時不得損壞管片原有止水條，故應在距管片環(huán)、縱縫滲漏點棱邊40mm 左右處開孔，并傾斜8°左右鉆至管片止水條內側位置，如圖2所示。采用該方法取孔不僅避開了管片內部配筋，成孔效率高，而且不損壞管片原有防水裝置，同時也可以使治水通道直達病害根部，保障滲漏點治理一次成功率。管片結構尺寸不同的，應根據實際情況確定開孔位置及角度。

圖2 管片環(huán)、縱縫滲水點堵漏時鉆孔位置示意圖

在管片吊裝孔滲漏點處鉆孔時，應先在吊裝孔內塞入碎布并壓緊，然后用雙快水泥封堵吊裝孔，再在吊裝孔下方40mm~50mm 處斜向鉆孔至吊裝孔底部。在管片螺栓孔滲漏點處鉆孔時，垂直于管片內弧面直接鉆至管片螺栓處即可。在管片裂縫滲漏點處鉆孔時，應直接在裂縫上垂直鉆孔深入管片。鉆孔時應注意避開管片內部的鋼筋。

鉆孔使用Φ14，長度為350mm的鉆頭，其直徑略大于止水針頭且能夠保證鉆至管片滲水通道處。堵漏需要在管片上鉆取多個孔時，應保持鉆孔間隔在350mm~400mm 左右，鉆孔完成后應立即安裝止水針頭。

（4）管片表面覆蓋塑料薄膜。灌注漿液前，在漏點下部的管片表面覆蓋一層塑料薄膜，防止化學漿液滲出污染下部管片，便于后期清理工作。

（5）壓注超細水泥漿液。將高壓灌注機連接到管片上已安裝好的止水針頭上，準備構筑密閉壓力灌漿系統(tǒng)。配制超細水泥漿液（水灰比1.5），加入高壓灌注機漿罐內開始緩慢壓注漿液，待注漿壓力達到0.2MPa~0.3MPa時停止超細水泥漿液壓注。壓注過程中，水或超細水泥漿液可能從滲水通道內滲出，此時應及時向管片環(huán)、縱縫塞布條封堵并仔細觀察滲漏情況，防止壓力過大破壞密閉壓力灌漿系統(tǒng)。超細水泥具有良好的填充性及速凝性，初凝后具有一定強度，能夠較好地填充滲水通道及管片環(huán)、縱縫，待超細水泥初凝后，密閉壓力灌漿系統(tǒng)構筑完成。

（6）壓注環(huán)氧樹脂。完成壓注超細水泥1小時后，使用另一臺高壓灌注機開始壓注環(huán)氧樹脂，壓注過程應緩慢進行并密切關注灌漿壓力，并觀察是否存在漿液滲漏情況。壓力達到0.4MPa~0.5MPa時閉管待凝，8~12小時后檢查管片是否滲漏，如管片仍存在滲漏情況時，繼續(xù)注漿，必要時另外再開孔繼續(xù)灌漿。環(huán)氧樹脂具有較高的黏結強度和內聚強度，耐腐蝕性及耐久性優(yōu)異，能夠在滲水通道內結合超細水泥保護層共同構筑起新的雙重防水層。

（7）拆除止水針頭并修補針孔。滲漏點封堵完成，待環(huán)氧樹脂凝固后（8~12小時）可以拆除止水針頭。拆除時應注意是否有環(huán)氧樹脂滲出，若有滲出，應重新裝上止水針頭待凝。止水針頭拆除后，用管片修補料封堵針孔，確保管片結構的質量和外觀要求。

（8）清理施工區(qū)域。堵漏施工完成后應及時清理施工區(qū)域，在管片環(huán)、縱縫中取出嵌入布條，并清除管片下部的覆蓋的塑料薄膜，最后用灰鏟或打磨機清理管片表面及環(huán)、縱縫內殘留的超細水泥漿液及環(huán)氧樹脂漿液。

5 注意事項

（1）在灌漿作業(yè)施工時，施工人員必須帶好橡膠手套、口罩、防護眼鏡等，防止超細水泥漿液或化學漿液傷人。灌漿壓力要時刻注意，保證注漿壓力符合要求，防止由于壓力過大而壓暴管路傷人。

（2）一般情況下，滲漏點在盾構機一、二號臺車前完成封堵，并在堵漏點至末節(jié)臺車前仔細檢查堵漏效果。若出現(xiàn)復漏情況應在末節(jié)臺車上重復注漿，避免漏點拖出末節(jié)臺車增加堵漏難度。

（3）修補管片表面遺留針孔應使用經試驗確定的配比配制管片修補料，確保管片結構的質量和外觀要求。管片修補材料是由混合水泥、建筑膠水和水混合配制而成，其中混合水泥是由普通水泥與白水泥按照重量比1：2.5的比例混合而成，混合水泥與水的比例為2：1；建筑膠水添加量為混合水泥重量的5%。

6 結束語

目前，上海軌道交通五號線南延伸3標、蘇州軌道交通三號線18 標、上海軌道交通十五號線7 標等項目已成功運用了該堵漏工藝，高效、高標準地完成了盾構隧道的堵漏施工，漏點封堵100%完成，無復漏。該工藝操作便捷，可以隨漏隨堵，堵漏效果穩(wěn)定，保證了成型隧道質量，利于隧道內文明施工管控，且速度快、效率高，節(jié)能環(huán)保，綜合效益較好。