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摘要：盾构隧道管片的接缝部位是防水堵漏的关键部位，本文结合广州地铁盾构隧道防水堵漏施工实际，阐述防水堵漏施工技术，并着重探讨一些常见问题及其应对措施。
关键词：防水技术；盾构法隧道；管片；隧道堵漏
目前，国内已建成大量盾构法隧道，逐步形成了较成熟的结构设计计算理论与工程实践体系，但是在盾构法隧道的防水堵漏方面认识则相对落后。盾构法施工的隧道不可避免地要经过含水量较高的地层，且隧道渗漏水等质量缺陷司空见惯，如果没有可靠的防水、堵漏措施，隧道必将受到地下水的有害作用。地下水侵入隧道，将影响其内部结构与附属管线，乃至危害到隧道的运营安全和降低隧道使用寿命。
1 隧道防水施工
引起隧道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，具体可分为以下几类：①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；②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；②管片拼装质量差，螺栓未拧紧，接缝张开过大；④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。
为防止隧道内部渗漏，给竣工后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要求进行，对涉及到与防水有关的材料、机具、工艺进行严格控制和把关。根据以往的防水施工经验，除应对管片自身防水和管片接缝防水进行重点处理外，还应对隧道底部和进出洞口、联络通道、螺栓孔和注浆孔等局部位置进行特殊处理，以确保建成的隧道不渗不漏，达到隧道的防水设计要求。
1.1管片自身防水
管片自身防水是隧道防水的重要环节，它不仅可以消除地下水带来的危害，而且可以提高结构的耐久性，延长隧道使用寿命。为使管片达到要求的C50强度和抗渗等级S10，必须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。因此，在管片生产、运输和存放过程中应注意以下几点：
（1）提高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。为确保管片精度，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，由上述单位进行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；
（2）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。其方法是：将被检管片置于专用测试架上，在管片外表面施以0.8Mpa水压下，恒压3小时，渗透深度小于5cm为合格。抽检不合格，严禁出厂，作报废处理；
（3）选用符合国家质量各种原材料，并通过进场检验，确保满足要求；
（4）选用科学合理的防水混凝土配合比；
（5）每个单块成品管片都要进行外观质量检验和制作精度检验，不合格的产品应作处理或报废；
（6）管片进洞后应作外观检查。
1.2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：①涂层应能在盾尾密封钢丝刷与钢板的挤压摩擦下仍保持完好；②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；③涂层应具有防迷流的功能，其体积电阻率、表面电阻率要高；④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；⑤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，采用抗侵蚀水泥，不做外防水层也是可以的。
1.3管片接缝防水
（1）管片拼装质量控制
①加强管片拼装施工管理，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，拼装时也要按要求严格紧固环纵向螺栓；
②加强盾构施工控制，提高盾构掘进质量，给管片的拼装创造一个良好的环境。这样才能保证管片顺利拼装、密封垫各部位受力均匀，提高防水效果。减小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）；
（2）砌接缝的密封垫
为提高接缝的防水效果，接缝处设置多孔特殊断面以三元乙丙胶为材质的弹性橡胶密封垫，在其顶面嵌入遇水膨胀橡胶条，存放管片进行密封垫粘贴的场地应配备防水防潮设备，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，则必须重新更换密封垫。另外，必须配备烘烤设备供雨天粘贴密封垫使用。
1.4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。吊装孔（注浆孔）防水：当吊装孔和注浆孔组合使用时，为减少注浆孔作为隧道渗水的薄弱环节，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，作为注浆使用。注浆孔设置一道水膨胀螺孔密封圈加强防水。
2 隧道堵漏施工
2.1管片接缝堵漏施工方法
（1）确定漏水点位置
通过对出水点部位和出水量的大少来查找确定漏水点，在漏水点的两端延伸一定距离打终止孔，一定要埋注浆管。
（2）钻终止孔
在管片渗漏水部位的端头沿缝向里钻23~24厘米的深孔，孔深以表面到内侧的止水条位置为准，严禁钻过止水条以破坏管片整体的防水效果。
用水冲洗终止孔后再用简易工具往孔内灌入速硬微膨胀水泥膏直到灌满为止。
管片接缝注浆钻孔见下图。
管片拼缝钻孔平面图
（3）钻注浆孔
①沿渗漏缝向里钻注浆孔，孔径10mm、孔深12~15cm；嵌缝宽度以管片纵缝/环缝宽为准，嵌缝深5cm以上。孔之间距视具体情况而定，一般0.3~0.5m。
②冲洗注浆孔和渗漏缝（尽量冲净孔内的粉屑及缝内的污浊物，以确保嵌缝和灌浆的质量）。
（4）埋铝管嵌缝
①用速硬微膨胀水泥将插入孔内的8mm铝管埋实压紧，铝管留出管片表面的长度为10cm。
②嵌缝时往缝内快速压入速硬微膨胀水泥，压人的水泥越多越好，尽量压满。
（5）注浆
用手压泵通过埋设的铝管向管片缝压注超细水泥浆或改性环氧树脂堵漏液以达到堵水的目的，注浆压力保持在0.1~0.2MPa，注浆压力迅速上升时，难以压入浆液时表面缝隙填充已满，用斜口钳进行封管，封管高度尽量较低，剪除多余铝管，保持美观。
2.2管片裂缝渗漏堵漏施工方法
（1）查清裂缝的延伸部位；
（2）沿缝开槽，槽宽×深为4.0×6.0㎝；
（3）清孔、清槽，要求无浮尘、泥垢；
（4）采用速凝水泥嵌缝、用12胶管作为引流管，铝管要是放在胶管边，再用微膨胀水泥把8铝管封堵开槽部分，要求压贴紧密、平滑；再拉出胶管，胶管出口及管口、开槽周边同时用力压紧，封住胶管口，清理干净周边涂料；
（5）完成以上步骤后，6～8小时开始注入改性环氧树脂，待凝固3～7天后，清除凸出的铝管、抹平表面。
2.3管片吊装孔、螺栓孔堵漏方法
（1）管片吊装孔渗漏水处理
先将吊装孔中的污浊物清洗干净，在吊装孔中埋设铝管，在铝管周围用速硬微膨胀水泥填满，然后用手动泵压注水泥浆，压力达到1MPa时即可停止压注。
（2）管片螺栓渗漏水的处理
管片连接螺栓孔出现渗漏，实际上也是接缝漏水引起的，处理的办法是先将螺栓的两头用速硬微膨胀水泥封堵，然后在相关的接缝处埋设铝管及嵌缝，并向接缝中压注水泥浆或改性环氧树脂，浆液充满螺栓孔即可达到止水的目的。
2.4管片背后注浆堵漏施工方法
对于管片背后注浆不饱满引起的渗漏水可采取管片背后注浆方法。
2.4.1施工步骤
根据现场情况在渗漏点管片环选择3点或9点位或以下吊装孔作为泄水孔。在相隔1-3环管片环的3点或9点位以下吊装孔设置为注浆孔。注意：由于本段隧道地下水压力大，应先在吊装孔上安装球阀后，方可采用冲击钻打穿吊装孔。
（1）设置注浆孔
先在管片底部5点位、7点或9点位的吊装孔上安装球阀后（具体根据现场情况而定，见下图），使用冲击钻打穿吊装孔。拔出冲击钻后，如有水流出，应关上球阀，然后安装注浆管。如无水流出，则应卸下球阀后用快干水泥将孔封堵，然后选择邻近的管片按相同方法打开，直到找到有水流出的管片。如隧道渗漏点附近5环管片（前后各2环，共5环）均无水流出，则该处不需进行管片背后注浆。
（2）设置泄水孔
按与打开注浆孔类似的方法打开3点或9点以下吊装孔作为泄水孔，拔出冲击钻后，如有水流出，应先关上球阀，并在出水管末端套上塑料导水管，避免水流飞溅到轨道。如若该孔无水出来，则应卸下球阀后用快干水泥将孔封堵。
（3）泄水、注浆
将注浆头与注浆泵用管路连接起来，同时将拌好水泥浆泵到注浆点的浆桶里。一切准备好后，先打开管片上部的出水管泄水，然后启动注浆泵，开始对管片两侧的注浆孔（如5、7点或者3、9点位）同时进行加压注浆。当管片上方出水管有水泥浆冒出后立即关闭出水管球阀，然后继续注浆，压力达到0.5MPa时结束注浆。
2.4.2注浆参数
浆液配比：注浆采用纯水泥浆，浆液的水灰比视吊装孔漏水大小而定，一般控制在0.8～1.0左右。
注浆压力：分段注浆方式和局部注浆方式注浆时采取注浆压力以及泄水孔泄压双控制，注浆压力控制在0.3MPa～0.5MPa左右。为保证管片安全，注浆管路应设置压力表和安全阀。
在渗漏点下方吊装孔注浆时，应同时观察注浆压力表及渗漏点上方的泄水孔，如注浆压力超过0.5Mpa或距离注浆孔最远处的泄水孔出现冒浆时便停止注浆。
注浆过程中，应派专人密切注意管片是否发生移动，如果出现则立即停止。
3结束语
隧道抗渗防水决定工程的成败，按照“以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理”的防水原则，以结构的防水为根本，以隧道堵漏为重点补救措施，才能彻底解决隧道的渗漏水问题。
参考文献
[1]沈春林,地下防水工程实用技术,机械工业出版社.
[2]孙宗军,范涛,朱业飞,地铁区间隧道防水工程实践[J],建筑技术,2005.
[3]朱川鄂、叶敏,盾构隧道防水技术应用[J],安徽建筑,2004.
论文作者:吕建林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
标签：管片论文; 注浆论文; 隧道论文; 盾构论文; 螺栓论文; 渗漏水论文; 涂层论文; 《基层建设》2018年第7期论文;