淺談地鐵盾構(gòu)隧道的防水技術(shù)

王金輝

摘要：盾構(gòu)施工是地鐵隧道技術(shù)的重要組成部分，盾構(gòu)機作為重要的建筑機械，具有很強的承載能力;千斤頂提供推力，使盾構(gòu)機向前移動，進行 切土和出渣工作，有序進行管片和襯砌的相關(guān)工作。在盾構(gòu)施工過程中，由于地質(zhì)條件和施工局限性等原因，盾構(gòu)隧道滲水現(xiàn)象不可避免，會影響隧道內(nèi)下道工序的正常施工，如機電設(shè)備安裝、消防、通訊、控制系統(tǒng)等，將影響地鐵正常運營。盾構(gòu)施工過程中的防水質(zhì)量，關(guān)系到整個成型隧道的質(zhì)量， 因此，盾構(gòu)防水施工為重中之重。

關(guān)鍵詞：地鐵工程;盾構(gòu)隧道;防水技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通壓力也在不斷增大，因此各城市大力 發(fā)展地下交通勢在必行。造成地鐵盾構(gòu)隧道產(chǎn)生滲漏水的因素很多，概括而言，有內(nèi)因和外因兩大類。其中，外因主要指作用在隧道周圍的孔隙水 壓力;內(nèi)因則是使隧道結(jié)構(gòu)形成滲水通道的各種原因，主要包括隧道接縫 防水性能的劣化、隧道結(jié)構(gòu)的過大變形和隧道施工質(zhì)量的影響。

1地鐵盾構(gòu)隧道防水設(shè)計原則

盾構(gòu)法施工的隧道，其防水應(yīng)采取" 以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道設(shè)防、因地制宜、綜合治理 " 的原則，采取與其相適應(yīng)的防水措施。

盾構(gòu)隧道防水應(yīng)以管片結(jié)構(gòu)自防水為根本，采取措施控制管片結(jié)構(gòu)混 凝土密實性，提高混凝土的抗?jié)B性能，一般采用預(yù)制管片 C50P10 混凝土管片;襯砌管片外弧側(cè)面沿管片四周設(shè)置一道封閉的防水彈性密封墊、內(nèi) 弧側(cè)在預(yù)留的嵌縫槽內(nèi)進行嵌縫密封，對每一個螺栓孔、注漿孔設(shè)置緩膨 脹型遇水橡膠密封圈，每個管片螺栓都要達到設(shè)計要求有足夠的防腐蝕性， 同時在具有腐蝕性或不良地質(zhì)區(qū)域盾構(gòu)隧道迎水面管片設(shè)置防水、防腐涂層進行加強防水。

2控制施工參數(shù)，加強拼裝質(zhì)量

盾構(gòu)機是在開挖過程中保持周圍土壤穩(wěn)定性以避免倒塌的主要施工機械，具有隧道開挖和排渣功能。在施工過程中，盾構(gòu)機械可以在內(nèi)部完成管片組裝，形成完整的襯砌結(jié)構(gòu)，同時保證周圍的土壤處于穩(wěn)定狀態(tài)，進 而在安全的環(huán)境中成功完成隧道的施工。盾構(gòu)法的基本目標是盡可能降低對周圍土體、巖體擾動的程度，以最快的速度完成地鐵隧道的施工，同時形成地鐵隧道的主體結(jié)構(gòu)，維護周圍現(xiàn)有建筑物、公路、鐵路等的安全穩(wěn)定性。

盾構(gòu)機盾尾與管片的姿態(tài)不好.影響到管片的拼裝質(zhì)量.造成管片間錯位.相鄰管片止水帶不能正常吻合壓緊.從而引起漏水;掘進過程中推力不均勻造成管片受力不均勻而產(chǎn)生裂紋、貫穿性斷裂等而滲漏水;在掘進困難時推力過大也會造成管片產(chǎn)生裂紋而滲漏水;由于盾尾間隙不均勻.管片選型不當(dāng).造成間隙過小.使得在掘進過程中造成管片外壁被損壞導(dǎo)致止水條漏水。由于掘進行程不足或拼裝不當(dāng).導(dǎo)致封頂塊插人困難時止水條破壞而漏水;千斤頂撐靴在頂至管片時擺放不正.使得止水帶損壞而漏水.管片損壞、崩缺漏水。

3盾構(gòu)隧道滲漏原因分析

目前，盾構(gòu)隧道管片滲漏水位置主要集中在環(huán)向、縱向的拼縫，滲漏主要原因為：當(dāng)盾尾與隧道管片間隙過小，管片拼裝困難，可能引起管片錯臺，甚至管片發(fā)生碎裂;當(dāng)盾尾與隧道管片間隙過大，盾尾易出現(xiàn)漏漿， 當(dāng)管片接縫處有泥沙時，會降低管片接縫止水效果;管片壓緊程度嚴重影響管片防水性能，當(dāng)管片螺栓擰緊或者管片拼裝壓緊未達到設(shè)計及規(guī)范要 求時，止水帶達不到止水效果;凝結(jié)的漿液是盾構(gòu)管片的第一道防水屏障， 當(dāng)同步注漿量不足，或者二次補漿不及時，易出現(xiàn)管片發(fā)生滲漏水。因此， 盾構(gòu)隧道在小曲線半徑、較大縱向坡推進時，管片拼裝易出現(xiàn)較大錯臺或 接縫張開量偏大，以致相鄰兩管片間密封墊錯開，造成管片滲漏水。

4地鐵盾構(gòu)隧道的防水技術(shù)及管理措施

4.1洞門防水

隧道洞門主要指盾構(gòu)區(qū)間隧道與車站或風(fēng)井、豎井的連接部位。這些部位拐角多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是防水工作的難點。洞門結(jié)構(gòu)防水在剛性接頭中設(shè)置柔性填縫材料，豎向施工縫及水平施工縫均設(shè)置遇水膨脹橡膠止水條等防水裝置。防水混凝土在施工時充分考慮收縮應(yīng)力和變形開裂，做好預(yù)防工作，避免產(chǎn)生微小裂縫引起滲漏。控制好涂緩膨脹劑的時間與劑量， 切實發(fā)揮止水作用。止水條的粘貼基面光滑平整，沒有臺階。

4.2螺栓及吊裝孔防水

吊裝孔兼作注漿孔時，注漿結(jié)束后清除孔內(nèi)殘留物，填人彈性密封材 料，并用密封塞封堵孔口;螺栓孔采用密封圈加墊片安裝。密封圈和密封 塞采用遇水膨脹橡膠制作。螺栓孔處理。螺栓孔采用可更換的遇水膨脹橡膠密封圈作為螺栓孔密封圈，外加鐵墊圈和螺帽安裝，利用壓密與膨脹雙 重作用加強防水。螺栓孔防水處理方法方法一：將全部螺栓用混凝土澆實封填于手孔中。方法二：對局部漏水的地方，可采用竹麻堵塞螺栓與螺栓 孔的間隙，然后加工環(huán)形鋼套筒嵌人螺栓孔，外面再安裝防水膨脹圈以及 墊片與螺帽。方法三：涂防銹漆，加封水泥或套塑料罩。吊裝孔處理吊裝 孔兼作注漿孔時，注漿結(jié)束后清除孔內(nèi)殘留物，填人彈性密封材料，并用專用捫頭封堵孔口，密封圈和捫頭采用遇水膨脹橡膠制作。螺栓孔采用遇水膨脹橡膠圈作為螺栓孔密封圈，利用壓密與膨脹雙重作用加強防水。

4.3襯砌外注漿防水

根據(jù)盾構(gòu)施工的工況特點，施工過程中采用盾構(gòu)機同步注漿以及二次注漿填充空隙。同步注漿與二次注漿形成隧道的一道外圍防水層，作為隧道的第一道防水層。壁后同步注漿對隧道的上浮、地面沉降、防水等能起到很大的作用，但注漿遇到地下沉壓水或其他分水流時，壁后漿液可能會 被稀釋和帶走。故在漿液攪拌時宜加人水泥、石灰等材料（厚漿），使?jié){液盡早凝固成實體。

4.4手孔封堵

隧道上半環(huán)范圍內(nèi)的手孔采用內(nèi)部充滿硫鋁酸鹽早強（微膨脹）水泥 的塑料保護罩套于螺栓上。采用硫酸鹽早強水泥，填人塑料保護罩，填至 離杯口 15mm 左右，然后套在手孔內(nèi)螺帽上，并于管片緊密結(jié)合。隧道下半環(huán)采用硫鋁酸鹽早強（微膨脹）水泥充填手孔，且可拌人適量的普通硅酸鹽水泥以延長固結(jié)時間。道床混凝土范圍內(nèi)的管片嵌縫槽以快硬水泥嵌填?？煊菜嗫箟簭姸葢?yīng)≥ 10MP_（10h 以內(nèi)）。嵌填前，采用界面處理劑涂刷于嵌縫槽基面。

4.5隧道出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)場整治

現(xiàn)場堵漏整治施工順序如下：在漏水口 2 環(huán)至 4 環(huán)管片注漿孔處預(yù)埋注漿接頭閥，用快速凝水泥封堵空隙.封堵要密實，確保注漿時不漏漿。先從 4 環(huán)處開始注漿，由遠到近，其他兩個備用;打開球閥，用長鉆頭打穿注漿孔，待鉆孔有水流出后，快速抽出鉆頭，關(guān)閉球閥;安裝注漿三通接頭，連接注漿管，開始試壓注漿，邊注漿邊觀察注漿壓力;注漿施工嚴格按照工藝流程圖;注漿系統(tǒng)采用 sHB 型柱塞式雙缸雙液灰漿泵，兩個活塞分別注水泥漿和水玻璃或同時注水泥漿。

5結(jié)束語

綜上所述，滲漏水病害主要是指地下水或地表水在隧道施工過程中以及后續(xù)地鐵隧道運營過程中直接或間接地以滲、漏、涌等形式進人隧道內(nèi)部所產(chǎn)生的危害。對含水量較高或者水位高于盾構(gòu)隧道以上的區(qū)間，因受其施工工藝、地質(zhì)條件等因素的影響，滲漏水病害在盾構(gòu)施工過程中和運營監(jiān)護中非常常見，滲漏水病害非常突出，因此，在盾構(gòu)施工過程中對隧道容易漏水部位的防水施工尤為重要，盾構(gòu)掘進參數(shù)控制、拼裝質(zhì)量以及洞門防水、螺栓及吊裝孔防水、襯砌外注漿防水、手孔封堵等部位施工質(zhì)量為重中之重，因此在盾構(gòu)隧道施工過程中應(yīng)對盾構(gòu)防水施工嚴格控制。

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