盾構(gòu)洞門滲漏水長(zhǎng)效治理監(jiān)理實(shí)踐與創(chuàng)新

米振遠(yuǎn)（中鐵華鐵工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司， 北京 100071）

區(qū)間盾構(gòu)洞門滲漏水在沿海地區(qū)區(qū)間盾構(gòu)施工中是一個(gè)常見(jiàn)的質(zhì)量頑疾。盾構(gòu)洞門作為盾構(gòu)區(qū)間與其他結(jié)構(gòu)的連接部位，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及洞門端頭加固、盾構(gòu)始發(fā)、洞口管片拼裝、盾構(gòu)接收及洞門環(huán)梁澆筑五個(gè)階段。各種結(jié)構(gòu)交叉工序多，細(xì)部處理易有疏漏，常規(guī)的結(jié)構(gòu)防滲漏治理辦法如打鋁管、針頭注環(huán)氧樹(shù)脂堵漏等治理效果差，而且洞門滲水直接滲入行車軌道板結(jié)構(gòu)內(nèi)，收集、抽排較為困難。滲漏水治理效果是現(xiàn)場(chǎng)控制的難點(diǎn)，花費(fèi)成本較高，經(jīng)濟(jì)效益差，如果沒(méi)有可靠的防水、堵漏措施，地下水就會(huì)侵入道床部結(jié)構(gòu)，影響行車安全。區(qū)間盾構(gòu)洞門防滲漏控制需要系統(tǒng)、全面、全過(guò)程控制。以某地鐵項(xiàng)目為例，在處置區(qū)間土壓平衡盾構(gòu)洞門滲漏水治理問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)管控各工序防滲漏措施，補(bǔ)充和細(xì)化了相關(guān)地鐵盾構(gòu)工程防水細(xì)節(jié)控制，針對(duì)性地指導(dǎo)管控施工單位開(kāi)展洞門治理工作，成功解決了盾構(gòu)洞門滲漏水治理問(wèn)題。監(jiān)理的思路和做法，對(duì)今后處置類似問(wèn)題具有一定的借鑒意義。

1 盾構(gòu)洞門滲漏水問(wèn)題及案例情況

1.1 盾構(gòu)洞門滲漏水治理難點(diǎn)及防水要求

盾構(gòu)洞門滲漏水治理是盾構(gòu)區(qū)間滲漏水治理的難點(diǎn)。難點(diǎn)一：常規(guī)的結(jié)構(gòu)防滲漏治理辦法如打鋁管、針頭注環(huán)氧化合物等治理效果差，經(jīng)常出現(xiàn)剛剛治理堵漏完又反復(fù)出現(xiàn)滲漏水情況，堵不勝堵，代價(jià)極大。難點(diǎn)二：洞門連接結(jié)構(gòu)小而多，常規(guī)的堵漏治理頻繁會(huì)影響洞門環(huán)梁結(jié)構(gòu)或管片質(zhì)量，帶來(lái)更大的滲漏。難點(diǎn)三：洞門位置較為敏感滲漏水直接滲入軌道結(jié)構(gòu)內(nèi)，給行車帶來(lái)安全隱患，且該部位抽排集水困難。

區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)防水等級(jí)一般為二級(jí)，頂部不允許滴漏，其他部位不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬，但總濕漬面積不大于總防水面積的2/1 000，任意100 m2防水面積上的濕漬不超過(guò)3處，單個(gè)濕漬的最大面積不大于0.2 m2。隧道工程中漏水的平均滲漏量不大于0.05 L/m2·d，任意100 m2防水面積滲漏量不大于0.15 L/m2·d。

1.2 案例盾構(gòu)區(qū)間洞門情況

某地鐵區(qū)間覆土約8 m～11 m，洞門處地層為④3粉細(xì)砂、⑤1粉質(zhì)黏土、⑧4中粗砂、1-2殘積砂質(zhì)黏性土；到達(dá)端覆土約7.990 m，所處地層為⑤1粉質(zhì)黏土、⑧1粉質(zhì)黏土、⑧3粉細(xì)砂、⑧4中粗砂、⑧5圓礫卵石。

地下水按賦存介質(zhì)可分為四類：賦存于人工填土中的上層滯水，賦存于砂層中的第四系孔隙潛水，賦存于殘積層及全、散體狀強(qiáng)風(fēng)化帶中的風(fēng)化殘積孔隙裂隙水，以及賦存于碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化～中、微風(fēng)化帶的基巖裂隙水。

2 治理主要技術(shù)措施簡(jiǎn)述

2.1 盾構(gòu)洞門滲漏水機(jī)理分析

通過(guò)認(rèn)真查閱設(shè)計(jì)文件及相關(guān)規(guī)范，發(fā)現(xiàn)洞門滲漏水來(lái)源有兩處，一是盾構(gòu)井方向的地下水通過(guò)滲漏洞門鋼環(huán)與端墻交接部位，二是盾構(gòu)區(qū)間方向地下水通過(guò)管片背后空隙滲漏。針對(duì)滲漏水來(lái)源，本著系統(tǒng)性和全面性控制的原則，主要針對(duì)端頭加固、洞門鋼環(huán)與端墻卷材密封盾構(gòu)機(jī)身與洞門鋼環(huán)間的空隙密封、洞口管片環(huán)封質(zhì)量控制、洞門環(huán)梁澆筑空隙填充、缺陷治理環(huán)節(jié)進(jìn)行管控，通過(guò)一系列的細(xì)部控制及環(huán)節(jié)空隙的填充密室確保盾構(gòu)洞門滲漏水的治理效果。

2.2 端頭加固管控措施

端頭加固管控是洞門防滲漏的常規(guī)管控環(huán)節(jié)。按照設(shè)計(jì)文件及相關(guān)規(guī)定對(duì)該環(huán)節(jié)進(jìn)行管控，具體措施為：端頭加固完成28 d后，對(duì)加固土體進(jìn)行垂直和水平鉆芯取樣試驗(yàn)以檢查加固效果，垂直取芯數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%且不小于3根，水平取芯數(shù)量不少于9個(gè)，以其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.8 MPa、滲透系數(shù)≤1.0×10－6cm/s為合格。

2.3 洞門鋼環(huán)與端墻卷材密封管控措施

洞門鋼環(huán)與盾構(gòu)井端墻卷材密封是防止因盾構(gòu)井方向來(lái)水導(dǎo)致洞門滲漏的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是監(jiān)理管控的重點(diǎn)，但該環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)文件中沒(méi)有細(xì)部做法，相關(guān)規(guī)范也缺乏驗(yàn)收控制內(nèi)容。此問(wèn)題在召開(kāi)的監(jiān)理例會(huì)上由監(jiān)理明確提出，以會(huì)議紀(jì)要形式報(bào)建設(shè)單位，引起建設(shè)單位重視，明確提出施工方案中必須增加洞門鋼環(huán)與端墻防水卷材密封的具體措施，保證洞門處不滲漏。

案例做法：（1）洞門鋼環(huán)上靠近防水卷材側(cè)20 cm處加設(shè)止水鋼板，止水鋼板環(huán)向與洞門鋼環(huán)焊接牢固；（2）洞門鋼環(huán)安裝時(shí)，將端墻防水卷材翻至洞門鋼環(huán)止水環(huán)處，并將接茬處粘貼封閉嚴(yán)實(shí)；（3）采用聚硫密封膠對(duì)防水卷材進(jìn)行防水收口處理。

監(jiān)理管控措施：（1）檢查止水鋼板與洞門鋼環(huán)的焊縫密實(shí)情況；（2）檢查防水卷材與洞門鋼環(huán)的搭接長(zhǎng)度是否滿足方案要求；（3）觀察聚硫密封膠與防水卷材進(jìn)行防水收口密實(shí)情況。

2.4 進(jìn)出洞前盾構(gòu)機(jī)身與洞門鋼環(huán)間的空隙密封管控措施

進(jìn)、出洞前盾構(gòu)機(jī)身與洞門鋼環(huán)間的空隙密封是防止因盾構(gòu)方向來(lái)水導(dǎo)致洞門滲漏的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盾構(gòu)機(jī)身與洞門鋼環(huán)間的空隙密封不好，會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)進(jìn)洞初始土壓平衡不能有效建立，不能正常同步注漿及二次注漿，注漿質(zhì)量無(wú)法有效管控。設(shè)計(jì)文件中往往對(duì)該環(huán)節(jié)密封的設(shè)計(jì)無(wú)要求或無(wú)具體要求，相關(guān)規(guī)范也缺乏驗(yàn)收控制內(nèi)容，監(jiān)理在該部位防滲漏水缺陷防治時(shí)管控依據(jù)不充分，此問(wèn)題在召開(kāi)監(jiān)理例會(huì)上由監(jiān)理明確提出，以會(huì)議紀(jì)要形式報(bào)建設(shè)單位，引起建設(shè)單位重視，明確提出施工方案中必須增加進(jìn)洞密封具體措施，保證洞門處不滲漏。

案例做法：零環(huán)拆除后及盾構(gòu)（始發(fā)）接收后，快速清除鋼環(huán)內(nèi)的渣土，立即用3 mm～5 mm圓弧形鋼板將洞門鋼環(huán)與端墻上的預(yù)埋件焊接，作為封堵鋼圈，其作用主要是封堵洞門鋼環(huán)與管片外壁的間隙。該方法一方面能快速穩(wěn)定管片，另一方面焊接鋼板起到較好的止水效果，牢固連接管片與洞門鋼環(huán)。注漿過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)洞門焊接弧形鋼板有滲漏水情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊，保證密封效果；在封堵安裝固定帶有橡膠密封層的止水折頁(yè)板時(shí)，用壓板螺栓固定牢靠；最后在密封止水折頁(yè)板上、中、下部位加裝6個(gè)注漿管，為防止現(xiàn)場(chǎng)對(duì)預(yù)留注漿管進(jìn)行注漿時(shí)不能有效地將水排開(kāi)，提前對(duì)預(yù)留注漿管設(shè)置止回閥，在預(yù)留注漿管最高處設(shè)置排氣閥。

監(jiān)理管控措施：（1）檢查封堵鋼圈與洞門鋼環(huán)焊接密封情況；（2）檢查止水橡膠板及壓板螺栓固定間距及螺栓的擰固力；（3）觀察橡膠密封層的止水折頁(yè)板與盾構(gòu)機(jī)機(jī)身密封情況，可通過(guò)折頁(yè)壓板后鋼絲繩調(diào)整密封空隙；（4）檢查閘閥密閉功能及注漿管數(shù)量的要求。

2.5 洞口管片背后環(huán)封質(zhì)量管控措施

在進(jìn)、出洞前盾構(gòu)機(jī)身與洞門鋼環(huán)間的空隙密封管控好的前提下，洞口管片環(huán)封控制是切斷盾構(gòu)方向來(lái)水通道的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

案例做法：在盾構(gòu)管片的預(yù)留注漿孔位置上采用特殊的注漿閘閥通過(guò)螺紋與管片進(jìn)行連接，安裝注漿球，安裝時(shí)閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)，待連通注漿管路后且準(zhǔn)備壓漿時(shí)打開(kāi)閘閥，進(jìn)行注漿。注漿主要采用水泥漿，水泥采用新鮮無(wú)結(jié)塊強(qiáng)度等級(jí)為42.5普通硅酸鹽袋裝水泥，水泥漿的水灰比為0.8∶1～1∶1；注漿壓力為0.3 MPa～0.5 MPa。在注水泥漿效果不好時(shí)可選擇水泥-水玻璃雙液漿。以吊裝孔流出漿液為準(zhǔn)，當(dāng)所有打開(kāi)的吊裝孔都有漿液流出或注漿壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，即完成注漿。沖洗管路，清理場(chǎng)地。待漿液有一定的強(qiáng)度后，拆除注漿閘閥，并用上緊注漿孔堵頭，將注漿設(shè)備移動(dòng)到下一注漿區(qū)域。水泥-水玻璃雙液漿配比，見(jiàn)表1。

表 1 雙液漿配比及漿液主要性質(zhì)表

監(jiān)理管控措施：（1）檢查洞口環(huán)封注漿量及壓力是否滿足方案及規(guī)范要求，觀察環(huán)封完管片滲漏情況；（2）檢查止水砂漿、配合比、規(guī)格及性能是否滿足設(shè)計(jì)文件要求；（3）檢查管片的環(huán)向及縱向螺栓是否全部穿進(jìn)并擰緊，外露鐵件防腐處理是否符合設(shè)計(jì)文件要求；（4）檢查臨時(shí)開(kāi)設(shè)的管片注漿孔是否按設(shè)計(jì)文件進(jìn)行防水處理，檢查數(shù)量，要逐孔檢查；（5）檢查洞門止水板處注漿管補(bǔ)充注漿，檢查注漿量及注漿壓力是否滿足方案及規(guī)范要求，同時(shí)觀察補(bǔ)充注漿結(jié)束的管片滲漏情況。

2.6 洞門環(huán)梁澆筑空隙填充管控措施

洞門環(huán)梁混凝土空隙填充是洞門滲漏水的重要環(huán)節(jié)。洞門環(huán)梁混凝土空隙是盾構(gòu)區(qū)間前后結(jié)構(gòu)來(lái)水的通道，由于洞門環(huán)梁澆筑屬密閉有限空間澆筑，這種工法缺陷導(dǎo)致環(huán)梁頂部混凝土充填不滿和不密實(shí)，需要在洞門環(huán)梁處預(yù)留注漿管注漿補(bǔ)充填充。

案例做法：（1）環(huán)梁施工縫澆筑混凝土前，應(yīng)將其表面鑿毛并清理干凈，涂刷混凝土界面處理劑或15 kg/m2水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料；（2）施工縫中部設(shè)置兩道止水條，并預(yù)埋一道可重復(fù)注漿管；（3）在鋼環(huán)內(nèi)靠近端墻處埋設(shè)注漿管，分別布置在上部180°范圍，內(nèi)沿環(huán)向角度60°引出鋼制注漿管，注漿管共設(shè)置3個(gè)；（4）遇水膨脹止水條洞門環(huán)梁混凝土澆筑有限空間作業(yè)振搗不密實(shí)，在對(duì)洞門環(huán)梁澆筑前對(duì)施工人員進(jìn)行詳細(xì)交底，將施工過(guò)程及注意事項(xiàng)明確，嚴(yán)格按照要求對(duì)洞門環(huán)梁澆筑進(jìn)行振搗，使混凝土振搗密實(shí)，避免在澆筑施工完成后出現(xiàn)裂縫及滲漏水；（5）在澆筑洞門環(huán)梁后可采用后置注漿管進(jìn)行補(bǔ)充注漿，保證防水效果，減少后期滲漏水。

監(jiān)理管控措施：（1）檢查所有的防水材料性能、試驗(yàn)數(shù)據(jù)，防水材料的進(jìn)場(chǎng)抽樣檢驗(yàn)、復(fù)驗(yàn)等均應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定、規(guī)范的要求；（2）檢查混凝土表面鑿毛質(zhì)量，雜物清理干凈，檢查止水條埋設(shè)固定情況；（3）檢查可重復(fù)注漿管固定和注漿口的保護(hù)情況；（4）檢查澆筑混凝土質(zhì)量規(guī)格、配合比及工作性能等是否滿足設(shè)計(jì)文件和方案的要求；（5）檢查澆筑混凝土后注漿量和注漿壓力，細(xì)致觀察洞口混凝土滲漏情況。

2.7 缺陷治理管控措施

缺陷治理管控是治理洞門滲漏水的常規(guī)預(yù)防環(huán)節(jié)，也是控制洞門滲漏水的最終措施。

案例做法：（1）裂縫堵水注漿選用改性環(huán)氧樹(shù)脂注漿材料；（2）沿裂縫兩側(cè)交錯(cuò)打設(shè)注漿小鋁管注漿，小鋁管間距30 cm～50 cm；（3）注漿壓力0.1 MPa左右；（4）封縫處理。

監(jiān)理管控措施：（1）檢查防水材料性能和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，所有防水材料的進(jìn)場(chǎng)抽樣檢驗(yàn)、復(fù)驗(yàn)等均應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定、規(guī)范的要求；（2）缺陷治理必須由具有經(jīng)資格審查合格的專業(yè)防水施工隊(duì)進(jìn)行，檢查施工單位是否提前組織注漿堵漏施工人員進(jìn)行交底以及明確在注漿堵漏過(guò)程中小鋁管埋設(shè)深度、角度及注漿壓力范圍，盡量避免二次堵漏；（3）檢查堵漏注漿小鋁管埋設(shè)深度和角度是否滿足方案要求；（4）檢查注漿壓力是否滿足方案要求，觀察注漿是否溢出裂縫；（5）觀察封縫后混凝土表面是否有濕漬和其他外觀缺陷。

3 技術(shù)管控措施應(yīng)用效果驗(yàn)證

通過(guò)實(shí)施系統(tǒng)性各階段防水措施后，監(jiān)理在監(jiān)4條盾構(gòu)區(qū)間8條盾構(gòu)隧道、16個(gè)洞門，其中15個(gè)洞門滴水不漏，1個(gè)洞門有濕漬2處，濕漬面積加起來(lái)不足0.1 m2，取得了較好成效。

綜上，盾構(gòu)洞門滲漏水長(zhǎng)效治理的關(guān)鍵細(xì)節(jié)控制為洞門鋼環(huán)與端墻防水卷材密封、進(jìn)出洞盾構(gòu)機(jī)身與洞門鋼環(huán)的密封、洞門管片背后環(huán)封控空及環(huán)梁澆筑時(shí)鋼環(huán)空隙填充四個(gè)細(xì)部控制。

盾構(gòu)洞門滲漏水治理有關(guān)規(guī)定如GB 50108—2008《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》、GB 50446—2017《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》、GB/T 50299—2018《地下鐵道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》、DBJ/T 13—313—2019《福建省城市軌道交通工程滲漏水治理技術(shù)規(guī)程》等，對(duì)洞門鋼環(huán)與端墻防水卷材密封、進(jìn)出洞前盾構(gòu)機(jī)身與洞門鋼環(huán)間的空隙密封、洞口管片背后環(huán)封控制、環(huán)梁澆筑空隙填充管等項(xiàng)目沒(méi)有相關(guān)驗(yàn)收內(nèi)容，一般設(shè)計(jì)文件上也無(wú)相關(guān)做法要求。監(jiān)理項(xiàng)目部通過(guò)系統(tǒng)性、階段性管控，為盾構(gòu)洞門滲漏水治理的細(xì)部做法做了積極的探索與實(shí)踐，確保了地鐵工程的工程質(zhì)量，同時(shí)從經(jīng)濟(jì)效益上避免了后續(xù)多次堵漏，省時(shí)省力，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。