盾构法隧道的嵌缝防水

盾构法隧道的嵌缝防水1、嵌缝概述1.1

嵌缝的的作用一般而言，盾盾构法隧道防防水的原则是是“以防为主、多多道防线、综综合治理”。其防水施施工的内容主主要包括：衬衬砌自防水、衬衬砌外防水涂涂层、衬砌接接缝防水(弹性密封垫垫防水、嵌缝缝防水)、螺栓孔防防水、渗漏处处理(盾尾充填注注浆等)。嵌缝施工作作为一道防水水措施的主要要作用是将接接缝允许渗漏漏量的水引导导至规定位置置，也就是说说它是一种泄泄水方法，而而不是堵水方方法。盾构法隧道道防水的根本本在于衬砌自自防水和衬砌砌接缝的弹性性密封垫防水水。若这两道道防水措施出出现问题，比比如钢筋混凝凝土管片抗渗渗能力不足、拼拼装时管片碎碎裂或是弹性性密封垫放置置不当(如水膨胀橡橡胶提前膨胀胀，接缝夹浆浆)，这时地下下水就会进入入隧道内部。若若渗漏量较小小，在嵌缝范范围内的渗漏漏水会沿着嵌嵌缝槽内沿流流至端部排出出，以保证嵌嵌缝范围内无无水渗出。若若渗漏量较大大超过允许值值，则必须采采取堵止措施施。有的施工单单位以为嵌缝缝能堵止渗漏漏水，其实目目前采用的嵌嵌缝型式虽然然能在潮湿基基面上施工，但但若嵌缝槽有有冒水、滴漏漏现象应先堵堵漏止水，再再行施工。根据国标《地地下工程防水水技术规范》，防防水等级共分分4级，而按市市标《盾构隧隧道防水技术术规程》只有有要求达到一一级防水的工工程，嵌缝防防水才是必选选项目。因此此，除重要的的城市道路隧隧道和地铁隧隧道(也只是防水水等级2级的工程)外，许多盾盾构法隧道衬衬砌并不嵌缝缝或仅在局部部区段嵌缝。1.2

嵌缝设设计简介1.2.1

嵌嵌缝的材料嵌缝作业是是依靠嵌缝材材料的充填和和粘接力达到到密封防水的的目的。一般般要求嵌缝材材料与基面有有良好的粘接接性(以承受衬砌砌外壁的静水水压力)，较好的弹弹性(以适应隧道道变形)，并且它的的材料性能须须保持稳定。嵌缝材料种种类繁多，上上海地铁2号线中，选选用了水膨胀胀腻子加封氯氯丁胶乳水泥泥的方案。当地下水从从接缝渗入时时，腻子遇水水膨胀堵住渗渗水路径。为为防止水膨胀胀腻子膨胀应应力过度，使使用了工字型型的膨胀控制制材料(用高密度聚聚乙烯HDPE制作)。这样不仅仅能控制膨胀胀倍，还能控控制膨胀方向向，同时使腻腻子处于双向向受力状态，减减少了发生剪剪切破坏的可可能性。率槽槽口外封Ω形的氯丁胶胶乳水泥，可可加固工字条条而自身不易易碎裂。1.2.2

嵌嵌缝的范围盾构隧道单单层衬砌全部部嵌缝是极为为少见的。一一般认为，水水是无孔不入入的，由于盾盾构法装配式式衬砌隧道有有无数的管片片接缝，因此此要做到全封封闭防水是很很困难的，防防水层上的任任何瑕疵都会会成为地下水水渗入的途径径。所以就目目前的看法，全全断面的嵌缝缝作业也是没没必要的。上海地铁22号线工程的的嵌缝范围通通常为拱底86°，拱顶43°(这被称作“标准环嵌缝”)。拱底需浇浇捣道床混凝凝土，若有地地下水渗入到到管片与道床床之间，会影影响道床的浇浇筑质量，进进而造成道床床混凝土与拱拱底块间存有有夹水层；而而拱顶有地铁铁列车架空供供电线，对应应的道床面有有轨道，若出出现滴漏水点点，将造成严严重腐蚀。在盾构出洞洞和进洞口((即每条区间间隧道与车站站联结的两端端)各25m(环)、联络旁通通道两侧各5m(环)仍需实行衬衬砌全断面嵌嵌缝(即“整环嵌缝”)。这是为了了适应不均匀匀沉降和温度度变化引起的的变形，保证证该区段隧道道的防水效果果。当环缝处于于变形缝位置置时，应采用用柔性防水材材料(聚氨酯密封封胶)嵌填整条环环缝。钢管片的情情况比较特殊殊。上行线和和下行线两条条区间隧道间间通常要设联联络旁通道，不不过，旁通道道是否设置，各各区间情况各各不相同，故故钢管片部分分的嵌缝也不不一样。若需需要设置旁通通道，则钢管管片的接缝将将被焊死，而而钢管片与钢钢筋混凝土管管片的接缝则则用聚氯酯密密封胶嵌填；；若不再设置置旁通道，则则用细石混凝凝土将钢管片片肋腔填充，钢钢管片的接缝缝用聚氨酯密密封胶嵌填，嵌嵌填范围同标标准环嵌缝。1.2.3

其其它作业内容容对地铁隧道道衬砌内表面面的外露铁件件应作防腐蚀蚀处理。这是是为了防止电电化腐蚀和隧隧道内渗漏水水对铁件的化化学侵蚀。这这部分作业内内容通常与嵌嵌缝作业一并并完成。隧道道下半断面范范围内的手孔孔用细石混凝凝土充填以使使螺栓隔绝空空气。上半断断面范围内的的手孔浇筑困困难比较大，故故采取加封快快凝水泥并套套塑料保护罩罩的方法。另一项对嵌嵌缝作业影响响较大且需要要与嵌缝同时时展开的施工工内容是渗漏漏水治理。((其情况复杂杂又不在本文文论题之内，故故不作展开。)2、嵌缝施工2.1

施工前前的准备工作作2.1.1

施施工工具的准准备首先应准备备一段有足够够长度的橡胶胶管。一端连连接设置在竖竖井边缘的漏漏斗上，另一一端伸至隧道道内，以便将将砂石料由端端头井下到隧隧道口。若没没有橡胶管。也也可用塑料波波纹管代替，不不过塑料管易易断。地铁隧道直直径较大(内径5.5m)，为便于施施工必须制作作活动操作平平台(车架)。除了要考考虑车架的强强度问题和稳稳定向题外，还还要使它尽可可能地简便，便便于人员上下下和手推车通通过。其具体体形式目前仍仍由施工队凭凭经验确定。嵌缝时需加加封Ω形的氯丁胶胶乳水泥，就就得加工特殊殊形状的泥刀刀。泥刀的加加工尺寸必须须精确，并且且制作泥刀的的材料应有足足够强度。2.1.2

渗渗漏水及其它它病害的调查查原则上在嵌嵌缝作业前必必须先进行渗渗漏水治理，而而渗漏水调查查是治理过程程中的首要环环节。

调查的内容容一般侧重于于漏水或漏泥泥的位置和型型式、混凝土土管片的损坏坏情况等。主主要是查清渗渗漏水的原因因和水的渗入入途径，并由由此制定渗漏漏水治理方案案(关于渗漏水水治理和调查查的要求参见见《盾构法隧隧道防水技术术规程》DBJ08—50—96)。盾构法圆环环隧道的渗漏漏水治理效果果很大程度上上取决于堵漏漏作业人员的的经验。而缺缺少严格、正正确的渗漏水水调查也是堵堵漏失败的一一大原因，这这一点必须得得到足够的重重视。2.2

嵌缝作作业2.2.1

作作业步骤与工工艺要求(1)

修补嵌嵌缝槽管片拼拼装时，其角角部和边缘的的嵌缝槽有时时会碎裂，严严重的甚至露露出钢筋。这这样地下水就就会绕过接缝缝的弹性密封封垫通过管片片裂缝直接进进入隧道，同同时造成钢筋筋锈蚀，影响响结构强度。修修补用的材料料有NC混凝土快速速修补剂等。修修补时应将损损坏的管片修修复至原来的的尺寸，尤其其是嵌缝槽的的形状和尺寸寸。(2)

清缝用用钢丝刷除去去嵌缝槽内的的泥沙杂物，用用清水冲洗干干净。若槽壁壁上有积灰，则则水膨胀腻子子与管片基面面间会形成渗渗水路径，使使嵌缝失效。(3)

工字条条安设这里所所指的工字条条已加入水膨膨胀腻子条。2号线的管片有有［R］、［XR］两种，其其嵌缝槽的形形状和尺寸都都不相同。［R］型管管片嵌缝槽内内大外小，故故采用的工字字条是不等边边翼缘的。嵌嵌入时应注意意窄面(17mmm)朝里，宽面(19mmm)朝外，嵌好好后留余深约约10mm。若倒置，会会使水膨胀腻腻子吸水后向向外膨胀，影影响其与管片片基面的粘接接，而且可能能胀裂外封的的氯丁胶乳水水泥。［XR］型管片采采用的工字条条为等边翼缘缘，故不存在在上述问题。在嵌入工字字条时，最好好使用专用填填塞木质工具具，使工字条条能达到预定定深度并紧密密服贴，表面面应平整无歪歪斜和扭曲。嵌嵌入的顺序应应为先环后纵纵。环缝中的的工字条应尽尽量减少接头头，接头外的的工字条应连连接紧密无间间断，环纵缝缝相交处的十十字接头尤其其需要加强。若缝槽过宽宽，应补充水水膨胀腻子，若若缝槽过窄，应应裁去工字条条多余宽度。(4)

涂刷界界面处理剂。这这里采用YJ—302双组份界面面处理剂。以以甲组：乙组组：水泥=1：3：3的配合比例例入容器拌匀匀。涂刷范围围是缝槽内壁壁、纵缝两侧侧各15mm范围和环缝缝两侧各16mm范围内。每每次拌和的界界面剂应在2小时内用完完。涂刷界面面剂是为了使使氯丁胶乳水水泥与管片牢牢固结合不脱脱落且无缝隙隙。(5)

加封氯氯丁胶乳水泥泥。氯丁胶乳乳水泥的配合合比为氯丁胶胶乳：水泥

=

0..4：1。在界面剂剂干燥前，将将配好的氯丁丁胶乳水泥封封填入嵌缝槽槽压密，并继继续用Ω形封口，以以增加保护层层厚度。拱底底凡被道床混混凝土掩埋的的嵌缝槽口可可不必突出。(6)

变形缝缝。若环缝处处在变形缝位位置，那么清清缝后要用密密封胶嵌填。先先将聚乙烯泡泡沫条(一般为圆形)填入缝槽，然然后涂刷底油油，最后嵌注注高模量聚氨氨酯密封胶。施施工前要求基基面干燥，这这一点与普通通嵌缝不同。施施工后要求表表面平整美观观。2.2.2

施施工中的问题题(1)

关于工工字条与嵌缝缝槽在实际工程程中，嵌缝槽槽的尺寸常与与设计不符。造造成尺寸不符符的一般有以以下情况：①纵缝接缝一一般设置有传传力衬垫，而而环缝接缝中中常粘贴纠偏偏楔子以控制制隧道轴线，这这都会造成缝缝槽过宽；②嵌缝槽被损损坏后未能按按正确尺寸修修补，造成缝缝槽过宽或过过窄；③还有一种情情况比较特殊殊，就是［XXR］型管片和和［R］型管片混混排。这两种种管片的嵌缝缝槽在轨床转转折处不一致致，混排会造造成在该位置置的嵌缝槽宽宽度极小，这这对嵌缝产生生了很大的影影响。与之相对的的是，工字条条的加工尺寸寸一般比较精精确。因此，施施工中常出现现工字条无法法适应嵌缝槽槽的情况，使使工字条的防防水功能无从从发挥。若缝槽较宽宽，应补充水水膨胀腻子。但但实际上施工工队会觉得这这很麻烦、一一旦工期较紧紧、往往不按按规定的要求求做。若缝槽槽太窄，一般般只能强行嵌嵌入(在现场要对对工字条的翼翼缘宽度进行行精确裁割几几乎是不可能能的)。这往往造造成工字条被被击断或是翘翘曲不服贴，有有时工字条中中的水膨胀腻腻子条会被挤挤出，完全失失去防水能力力。对于轨床床转折极窄的的一段嵌缝槽槽现场施工中中全部用水膨膨胀腻子填实实，但这一位位置仍然是嵌嵌缝防水的薄薄弱环节。(2)

关于ΩΩ形氯丁胶乳乳水泥保护层层(简称“Ω线条”)隧道内一般般湿度较大，Ω线条的养护护往往被忽视视。事实上，处处在较好通风风位置的Ω线条常会开开裂。另外。氯氯丁胶乳用量量太少以及为为了提高抗渗渗效果而采用用快凝水泥都都会造成Ω线条的开裂裂。若拱顶Ω线条碎裂脱脱落，后果将将十分严重。由由此看来，已已完成的Ω线条应注重重养护，令其其表面保持湿湿润。若Ω线条开裂不不太严重，还还没有水迹出出现，可以用用氯丁胶乳拌拌合少量水泥泥涂刷，促其其自愈；若开开裂严重，则则只能将其凿凿去重新施工工。Ω线条与管片基基面的粘接必必须紧密而不不留缝隙，否否则，地下水水会从这些缝缝隙渗出。拱拱底块上的嵌嵌缝在被道床床混凝土掩埋埋的部分，氯氯丁胶乳水泥泥仅填平嵌缝缝槽而不突出出。这样。因因水泥层厚度度不足，常常常无法阻止地地下水渗出，而而不得不对其其加厚。另外外，Ω线条的端部部不能被堵死死，不然，水水无法从端部部泄出，就会会从嵌缝的薄薄弱环节渗出出，处理起来来很麻烦。一一般只要端部部渗出的水不不至于挂淌过过长(不超过50cm)，可不用处处理；若出水水量过大则应应注浆堵止。

2.3

防腐蚀蚀作业2.3.1

作作业步骤和工工艺要求(1)

清浮锈锈管片拼装所所用的螺栓都都经过电镀锌锌、热浸锌等等表面处理，但但寿命有限，又又因现场的各各种损伤、少少数螺栓会出出现明显锈蚀蚀。而所有这这些锈渣和浮浮渣及表面污污物都必须被被清除。(2)

涂刷防防锈漆一般拱拱底块所有螺螺栓外露部分分都要除刷防防锈漆，其它它位置的螺栓栓若有锈蚀也也要涂刷。对对于所使用的的防锈漆，其其它位置的螺螺栓若有锈蚀蚀也要涂刷。对对于所使用的的防锈漆，建建议采用水性性带锈涂料。这这类涂料施工工方便，用量量少，并且能能带锈施工，降降低了除锈工工作的难度。(3)

手孔充充填充填前，先先用界面处理理剂YJ—302涂刷手孔内内表面。细石石混凝土充填填后，一般要要求表面平整整光滑，但整整体道床范围围内的手孔可可无此要求。(4)

套塑料料保护罩隧道道上半断面的的螺栓外露部部分要用快凝凝水泥严密封封头，并套上上塑料保护罩罩。塑料保护护罩应垂直孔孔口壁面，螺螺帽、垫圈不不得外露。塑塑料保护罩内内面有螺旋线线，罩底上钻钻有小孔，以以利排气，进进而加强水泥泥咬合，防止止脱落。在施施工中，常有有塑料保护罩罩坠落、这主主要是由于水水泥用量偏少少。另外，邻接接块上安装隧隧道临时用照照明灯架的螺螺栓不能覆盖盖塑料保护罩罩，此外肋腔腔涂刷YJ—302界面处理剂剂后用硫铝酸酸盐微膨胀水水泥填实。施施工中应加强强安全绝缘措措施。2.3.2

施施工中的问题题手孔中充填填的细石混暖暖土级配通常常是C15，但设计中中未提任何抗抗掺要求，因因为充填手孔孔的目的仅在在于隔绝空气气。但事实上上手孔中常有有渗出的积水水。手孔中的渗渗水主要来自自两方面。一一方面，地下下水越过弹性性密封垫进入入管片接缝内内侧后，又因因螺孔密封圈圈失效(密封圈外径径太小或是遗遗漏末放置)而从螺栓孔孔中渗入手孔孔。另一方面面，手孔处的的管片壁较薄薄(地铁2号线衬砌厚35cm，手孔一般般深15cm左右，则该该处管片仅厚厚20cm)，若管片抗抗渗能力略有有不足，则地地下水会直接接渗入手孔。因因此，首先应应采取措施堵堵止渗漏水。针对以上渗渗水情况，可可先更换螺孔孔密封圈，并并将螺母拧紧紧，然后用快快凝水泥充填填手孔。若仍仍有水从快凝凝水泥表面渗渗出，就只能能凿槽埋管注注浆将其堵止止。这些措施都都是针对已有有明显渗漏水水的手孔的。但但有时，有的的手孔在充填填细石混凝土土前并无渗漏漏现象，充填填后却发现有有水从其表面面渗出。由此此看来，还是是需要细石混混凝土有一定定抗渗能力的的。故应保证证其施工质量量以达到这一一要求。细石石混凝土的选选料与配合比比必须符合设设计要求。充充填时用插棒棒捣实，使其其尽可能密实实。细石混凝凝土表面应多多次收水压光光抹平，以确确保其边缘不不出现裂缝。对于细石混混凝土，设计计虽未提抗渗渗要求(强调对螺栓栓的密封)，但只要施施工质量过关关，它仍有一一定抗渗能力力。目前，每块块拱底块4只手孔不必必充填细石混混凝土。这是是出于提高道道床混凝土整整体性的考虑虑。不过，这这同时也使这这些手孔的清清理工作变得得麻烦。拱底底手孔中容易