地铁盾构隧道防水堵漏技术浅析

1、地铁盾构隧道防水堵漏技术浅析【摘要】分析地铁工程渗漏水的诱因 , 以西安市轨道 交通二号线【张家堡尤家庄区间】提出的防渗堵漏的技术 措施 ,已及在实际施工中取得的效果， 总结地铁盾构法施工防 水堵漏的技术方法。【关键词】地铁施工盾构法防水施工方法1、概述 本文以西安市轨道交通二号线【张家堡尤家庄区间】 为案例，总结分析地铁盾构法施工中防水堵漏技术。该区间 位于北郊渭河二级阶地，区间属中等富水区，潜水含水层主 要为冲积砂、 砾石层及新黄土， 厚约 30m，地下水位 12 14m 新黄土的渗透系数为 510m/d ；砂砾石渗透系数可达 20 50m/d，为强透水含水层。2、渗漏水的诱因 引起地铁盾

2、构施工中渗漏水的原因主要是防水材质不 良或违反操作规程造成的 ,如 : 管片在制作时养护不合理 表面出现气孔和龟缩裂缝 ; 管片在运输、拼装中受挤压、碰 撞, 缺边掉角 ; 水膨胀橡胶粘贴不牢 , 或下坡时过早浸水 使膨胀止水效果降低 ; 管片拼装质量差 , 螺栓未拧紧 , 接 缝张开过大 ; 手孔、螺栓孔、 注浆孔等薄弱部位未加防水 垫片 , 封孔施工质量差。3、防水措施为防止地铁内部渗漏 , 给隧道的运营管理和维修带来 问题 , 施工时应严格按设计及有关规范进行 , 对防水有关的 材料、机具、工艺进行严格控制和把关。除应对管片自身防 水和管片接缝防水进行重点处理外 , 还应对螺栓孔和注浆孔

3、 等局部位置进行特殊处理。3.1 管片结构自防水管片自身防水是隧道防水的重要 环节 ,管片砼采用高抗渗高强度 C50 等级的混凝土， 抗渗等级 为 S12 。为达到管片砼的自防水，应在管片的生产主抓三个 方面：砼密实度、抗裂性能和制作精度。从提高管片的制作 精度、完善制作工艺、合理选用原材料和制作机具及合理科 学的设计配比并在生产过程中及时优化配比等方面加以控 制。按照国家质量标准选用原材料 , 进行进场检验；选用 科学合理的防水混凝土配合比，务使砼自身的收缩及空隙率 降至最低，并加强对振捣质量的管理。管片生产的制作精 度,关键在于生产管片的高精度钢模的制作和日常保养维护。 选择高精度模板、使

4、钢模刚度足以控制施工过程中的各种变 形，钢模进入管片厂后应由施工单位组织市政质检站、 业主、 监理、对钢模生产的三环管片进行试拼装。 经共同验收后 , 方 可进行试生产。 试生产 100 环后,验收合格后方可进行批量生 产。管片投入正常生产后 ,每套钢模生产 100 环后 , 都必须进 行三环拼装检验 , 对钢模精度进行评估 , 及时对钢模维护。制作工艺和方法标准化、规范化，加强生产过程中质量监 督和计量装置检验校核。为确保管片的抗渗性能 , 除对管片 混凝土进行抗渗检测外 ,还必须按国家强制性规范要求的管 片抗渗检漏频率 , 对单块管片进行抗渗检测。管片出厂前 必须通过各道验收程序，各道生产

5、工序的检查、抗渗试验、 抗压抗渗报告和三环水平拼装验收等，并进行外观质量检验 和制作精度检验 ,验收合格后在管片内弧面加盖验收合格章 和生产日期。不合格的产品应作处理或报废。还应加强对管 片抽检频率，以保证抽检的覆盖率和准确性。加强管片堆 放、运输中的管理检查，防止管片产生附加应力而开裂或在 运输中碰掉边角，确保管片完好。对运输到现场的管片进行 验收，确认没有缺角掉边及不满足养护周期等问题，并分类 堆放。3.2 管片外防水涂层管片外防水涂层需根据管片材质 而定 , 凡有较深裂纹的管片一般都要增加外防水涂层。对钢 筋混凝土管片而言 , 一般要求 :涂层应能在盾尾密封钢丝 刷与钢板的挤压摩擦下仍保

6、持完好；当管片弧面的裂缝宽 度达 0.3mm 时, 仍能抗 0.6MPa 的水压 ,长期不渗漏； 涂层 应具有防迷流的功能 , 其体积电阻率、表面电阻率要高； 涂层应具有良好的抗化学腐蚀、抗微生物侵蚀能力和足够的 耐久性；涂层要有良好的施工季节适应性 , 施工简便 , 成 本低廉。但应指出 , 若管片制作质量高并采用抗侵蚀水泥 ,可 以不做外防水层。3.3 管片接缝防水为防止管片的接缝部位漏水， 满足构 造防水要求，在管片外侧设置弹性密封垫，构成接缝的主要 防水措施。密封垫采用多孔型三元乙丙弹性橡胶止水条并在 表面采用复合遇水膨胀橡胶，其原理是：在千斤顶推力和螺 栓拧紧力的作用下，管片间的弹性

7、橡胶止水条的缝隙被压缩 完全密闭以起到防水的作用。为提高接缝的防水效果应注意 以下几个方面： 加强施工控制 ,保证管片居中安装、 铺设顺畅、 密封垫各部位受力均匀；施工时加强施工监测工作，减少隧 道轴线的偏差和纠偏力度（一次纠偏不超过4mm ），避免因盾构推进产生过大的横向分力而导致管片破损和错台；提高 拼装质量，为防止成环管片在水压作用下 , 环纵缝张开漏水 拼装时严格紧固环纵向螺栓；提升背后压浆质量，减少管片 沉降；避免密封垫或软木传力衬垫淋雨、 受潮而失效或损坏； 遇水膨胀橡胶条发生了预膨胀 , 则必须更换密封垫。3.4 螺栓孔及注浆孔防水螺栓孔防水 : 采用遇水膨胀橡 胶密封圈作为螺栓

8、孔密封圈 , 利用压密和膨胀双重作用加强 防水 ,而且材料到期可以更换。 对衬砌螺栓作热侵锌或锌基铬 酸盐涂层处理。注浆孔防水：原则上应避免过管片吊装孔注浆，以杜 绝吊装孔漏水这一问题。由于管片接缝漏水或土体加固要通 过吊装孔进行二次注浆时，要做好收尾工作：等双液浆凝固后拆除活动端头部分，清理干净吊装孔，填入腻子型膨胀止 水密封材料，再用防水砂浆封固孔口并盖上螺旋盖，预防漏 水；当吊装孔和注浆孔组合使用时 , 应在吊装孔的管片外侧 留 50 毫米的素砼 , 需要衬砌背后二次注浆时 , 将吊装孔素 砼破开使用，并设置一道水膨胀螺孔密封圈加强防水。3.5 管片与地层间隙防水盾构推进后 , 盾尾空隙

9、应在围岩坍落前及时注浆填充 , 防止地面下沉 ,且有利于隧道衬砌的防水。 注浆选择具有初始 粘度低、微膨胀、 后期强度高等特点的浆液， 优化注浆参数、 注浆工艺，以形成稳定的管片外围防水层 , 将管片包围 , 形 成保护圈。本区间施工时就采取同步注浆和二次补强注浆的 双重措施3、6，进、出洞出防水盾构进出洞时， 由于推力小 , 管片弹性密封垫难以压紧 施工中应采取管片拉紧措施 , 并加强二次注浆防水。在洞门 和区间隧道管片、洞门和车站刚性接头中设置水膨胀橡胶止 水条或止水带 , 变形缝设置加厚的复合型弹性密封垫。3.7 嵌缝密封防水 嵌缝作业应在盾构千斤顶顶力影响范围外进行，综合 考虑隧道稳定

10、性，掘进等作业的影响，安排在工作面后 100 米左右范围内进行。本区间隧道嵌缝除变形缝、盾构进出洞 各 25 环以及联络通道两侧各 8 10m 处要求作整环嵌缝， 其 余仅在拱顶 45 度、拱底 90 度范围内进行嵌缝。嵌缝材料采 用低模量聚氨脂嵌缝膏、氯丁胶乳水泥砂浆，嵌缝材料与混 凝土结合面用界面处理剂进行处理。3.8 渗漏修补工作工程施工完成后 ,应对所有的渗漏处进行修补 ,具体施 工方法为 :涂抹处理： 若裂缝为 0.15mm 以下湿裂缝或微渗裂 缝时 , 用无机水性高渗透密封剂涂刷封闭处理; 若裂缝为0.20mm 以上的干裂缝时 , 采用聚氨酯、聚硫材料涂抹封闭 或采用聚合物水泥 （

11、 氯丁胶乳、氯偏乳液、丙烯酸酯乳液 ） 涂抹或砌抹封闭。注浆处理 因外荷变化可能发展到 0.20mm 以上的渗 漏缝或裂缝虽在 0.20mm 以下 , 但漏水较多时 , 采用注浆处 理 , 注浆材料为聚氨酯 （水溶性、油溶性 ） 、丙凝或硅酸钠。 聚氨酯用于处理大量漏水 ; 丙凝用于处理微细漏缝 ; 硅酸钠 用于处理大的裂缝与间隙 ; 注浆后用嵌缝加强 , 嵌缝材料 可选用氯丁腻子膏、聚硫密封胶、聚氨酯密封胶或胶乳水泥 等。嵌缝时先对嵌缝槽 （ 宽 310mm, 深 2030mm） 清理并 涂冷底子 , 然后用嵌缝枪填或手工封嵌 ; 嵌缝槽口浇捣混凝 土或封塞聚合物快硬水泥 ; 对结构有影响的 0.20mm 以上 的干裂缝或微湿裂缝应注浆补强 , 补强注浆材料采用环氧 糠醛丙酮注浆材料或甲凝注浆材料。4结语在实际施工中按照上述防水堵漏方案 ,做到了有