杜雅丽：盾构隧道管片接缝和裂纹渗水堵漏措施

浅谈盾构隧道管片接缝和裂纹渗水堵漏
中铁一局城轨公司客大项目部杜雅丽
地下工程施工防水是重中之重，盾构隧道也不例外。

在地下水丰富的地层中修建地铁，则不可避免受到地下水的作用，如果没有可靠的防水堵漏措施,地下水就会侵入隧道,影响其内部结构与附属管线,乃至危害到地铁的运营和降低地铁使用寿命。

现主要针对客～大盾构隧道渗水后的处理方法做简单总结。

主要从以下三个方面进行简略分析：
1.客大盾构区间工程概况；
2.盾构隧道管片接缝和裂纹渗漏水原因分析；
3.针对盾构隧道管片接缝和裂纹渗漏水采取的基本处理措施。

1.客～大盾构区间工程概况
广州地铁三号线客～大盾构区间采用两条分离式的单线隧道，两线间距15.2米～11.2米，盾构隧道总长度是3016.933m，采用一台盾构机进行施工，盾构区间圆形隧道外径6.0米，内径5.4米，管片厚度300mm，管片宽度1.5m，环间采用错缝拼装。

盾构隧道主要穿越〈7〉岩石强风化带、〈8〉岩石中风化带、〈9〉岩石微风化带，岩性为泥质粉砂岩，裂隙和地下水发育丰富，容易造成隧道渗漏水。

2.盾构隧道管片接缝和裂纹渗漏水原因分析
2.1常见渗漏水的部位
盾构隧道常见渗漏水部位主要是管片的接缝、管片裂纹、注浆孔、螺栓孔、洞门、联络通道。

2.2管片接缝和裂纹渗漏水原因分析
⑴管片拼装影响
①拼管片时，两块管片已经压紧，又硬性调平或旋转，导致止水条松动，接触不紧密；
②盾构机单油缸的靴子容易旋转，靴子旋转后将压在管片止水条上，由于盾构机推力大，将止水条压松；当盾构机滚动角过大时，靴子会发生跳动，扯动止水条；
③管片选型错误，所拼管片走向与盾构机姿态不符，盾尾间隙超限，管片切在盾壳上被刮裂，使管片外棱角掉块；
④止水条粘贴不到龄期（未达到12小时），或粘胶质量不好，在管片运输和拼装时容易松动；
⑤管片螺栓复紧不及时，当管片上浮和旋转时，易引起管片错台和止水条松动；
⑥管片拼装不平整，盾构掘进，受到集中应力，使管片开裂；
⑦盾尾的泥砂未清理干净，管片被托起来，或是管片未冲洗干净；
⑧如果封顶块被两个油缸推压，拼封顶块时，要保证两组油缸同时与管片接触；
⑨管片上注浆孔兼作吊装孔，当注浆孔周围的混凝土被剥蚀时，形成渗水通道。

⑵同步注浆的影响（施工和材料两方面）
①浆液配比与地质条件不适应，在富水地层中凝固慢，且易被稀释；
②如果施工中止浆板脱落，浆液凝固速度慢，当注浆压力大时，浆液易流到土仓里；
③地层中水大，所注的浆液被稀释，冲入到土仓；
⑶盾构掘进时操作的影响
①盾构掘进行程不够，封顶块拼装时，搭接长度多；
②盾构掘进时，滚动角超限（大于±7）时，油缸靴子开始跳转，带动管片旋转；
③掘进时不注意油缸行程差，导致行程差超限，使管片受力不均匀，产生径向分力；
④操作盾构机时，四组油缸发力不合理，如推力全部集中在C组油缸上，使下半环管片的受力超限，造成管片开裂；（四组油缸的发力控制在100bar内）
⑤如油脂注入不合理，造成漏浆，浆液在尾刷里凝固，拼装管片时，不能确保管片的盾尾间隙。

⑷管片质量的影响
①管片在制作时养护不合理,表面出现气孔和龟缩裂缝；
②混凝土强度不够；
③管片成品保护不够，在运输、吊运、拼装中受到挤压、碰撞,以至缺边掉角；
④手孔、螺栓孔、注浆孔等薄弱部位未加防水垫片或所加的防水垫片质量不好,封孔施工质量差，则容易渗漏水。

3.针对盾构隧道管片接缝和裂纹渗漏水采取的处理措施
盾构隧道防水采取结构自防水（混凝土为C50 S12高强混凝土）为主，外防水（附加防水）为辅的施工原则，关键做好管片的接缝、裂纹的防水，以及螺栓孔、壁后注浆孔等的防水作业。

3.1管片接缝渗漏水处理措施（下列序号依次为优先顺序）
⑴二次拧紧螺栓后，清理嵌缝基面，用聚氨脂密封膏进行嵌缝防水；
⑵进行开孔注浆；在渗漏严重处先打一小孔，插入塑料细管引排水，同时插入另一注浆管压注入环氧树脂材料堵渗水通道，当确认不渗漏水时剪断注浆管，在埋管处用快凝水泥封缝；
⑶进行二次注浆补强；
二次注浆是盾构隧道堵漏的常用方法，管片环缝漏水用紧固螺栓的方法解决不了时，就使用二次注浆，地下水丰富时，选择双液浆，反之可选单液浆。

水泥浆液的配合比应选在1：1或1：1.2，二次注浆注入口，管片的吊装孔，可以用400mmΦ24的电钻头打穿管片，以安装注浆头。

①二次注浆孔位选择
二次注浆孔位的选择一般是临近渗水环缝的管片吊装孔，而且距盾尾应在12环以上。

打穿吊装孔之前，先在吊装孔上试安装注浆头，判断吊装孔是否完整，确定吊装孔未破坏时，打穿管片吊装孔，做注浆的准备工作。

管片吊装孔打穿后，如有渗水、冒气、或喷水时就证明该孔可用，若无此现象，证明注浆孔位选择不合适，但也要从这个孔试注，并控制好注浆压力。

若注不进浆液，有以下两种原因：Ⅰ、管片背面的混凝土未打穿；Ⅱ、管片背面砂浆填充密实。

判断方法是取掉注浆头，用长钢筋棒凿管片背面的砂浆，若能打穿，就说明该孔可用，若打不动，证明需要换孔位，若该孔废弃一定要用膨胀水泥封堵。

②二次注浆参数
在本工程，防水堵漏主要用二次注浆，每孔的水泥用量一般在750kg，若管片背面空洞大时，注浆量要加大，二次注浆主要是控制注浆压力，一般不能超过2.5Mpa。

若采用双液浆，水玻璃（B液）的浓度一般为60%～70%，水泥浆液（A液）与水玻璃（B液）的比例，根据现场情况来确定。

若凝固时间调到20秒时，A液：B液=1：1。

施工中随凝固时间要求和水玻璃性能来确定A液、B液的比例。

③注浆结束标志
在软土地段堵漏时，注单液浆，注浆压力上到0.2～0.5Mpa时，结束注浆。

在硬岩地段，需要注双液浆，开始注入时，水玻璃（B液）的浓度取到20%～30%，A液：B液=2：1注浆的过程中，观察注浆压力，若注浆压力上不去，保持在0.5Mpa 时，说明浆液流失比较厉害，可将水玻璃（B液）的浓度取到40%～50%，A液：B液=1.5：1。

当注浆压力接近0.5～0.6Mpa时，水玻璃浓度调整到60%，A液：B液=1：1，准备封孔，当压力达到0.5Mpa，结束注浆。

④注浆效果判断
单液浆由于受到地下水的影响，注浆效果一般在12小时以后才能判断出来，注浆结束时，渗水面水流明显减小，注浆效果就可以，等水泥浆凝固后，渗水基本可以堵住；双液浆注浆结束时，接缝渗水接近停止，湿迹表面水不流动，注浆效果可以。

⑶嵌缝密封防水
在嵌缝槽内嵌填充低模量聚氨脂嵌缝膏进行防水处理。

①嵌缝形式如图1所示：
②填充的材料性能要求
要求材料具有以下性能：不仅要有水密性，而且有良好的化学稳定性，适应
Ⅴ.现场拌合密封材料，每次拌合最多2-3kg，混合时间约为10min；
Ⅵ.用密封膏嵌填后，在密封膏未干前，用腻子刀将多余的密封材料刮去，并对有厚薄的部位进行调整，刮平时，顺一个方向刮，不能来回多次抹压，刮刀要倾斜，使刀的背面轻轻在密封膏表面滑动，形成光滑表面；
Ⅶ.完成后养护2-3次，施工现场需清扫时，必须待密封材料表面干燥后进行，以防止污染或碰损；
Ⅷ.质量要求及检查方法（见表1）：
3.2管片裂纹渗漏水处理措施
⑴当管片出现裂纹，建议用防水材料涂抹其裂纹，涂抹宽度30mm，厚度2mm，防水涂料会沿管片裂纹向里生长，最长可伸28cm，可达很好的止水效果，由于隧道里温度高，混凝土面干燥快，所以对涂抹的防水材料至少四个小时养护一次。

渗水比较大的部位，涂抹防水材料时，容易被水冲掉，加大防水涂料的稠度，同时配台吹风机，吹干流水，可有效防止涂抹的防水涂料（膨瑞转）被冲掉，如涂抹防水材料封不住渗水时，就用二次注浆从背面填充封堵。

⑵墙面轻度渗水时可不注浆只作嵌缝处理，即凿缝（深宽各70mm）后填塞
3.3螺栓孔部位渗漏水处理方法
⑴二次拧紧螺栓；
⑵加止水垫片。

3.4注浆孔位渗漏水处理办法
注浆孔渗漏水有两个部位：⑴在注浆孔里面；⑵在注浆孔漏水和管片混凝土间。

常采取以下的处理办法：
⑴当注浆孔里面漏水时，用膨胀水泥直接封堵，若渗水大时，先用软管引流，再用膨胀水泥封堵，注浆孔封好之后，做特制的盖子封起来；
⑵在注浆孔漏水和管片混凝土间时，对于注浆孔处漏水首先查出漏水位置，清理基面后进开孔注浆，注浆方法与管片接缝漏水开孔注浆方法相同。

以上是针对客～大盾构区间管片接缝和裂纹渗漏水，进行简略的原因分析和处理措施小结，不当之处敬请给予指正。