地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术精编版
地铁盾构管片接缝的防水施工分析
地铁盾构管片接缝的防水施工分析摘要:盾构法隧道施工对于周围环境的扰动幅度较小,可以在不影响区域正常生产、生活的前提下,组织开展施工活动,具有极强的实用性。
但是必须清楚地认识到,盾构隧道施工对于水文条件的要求较为严格,尤其在富水松散区域进行隧道开挖、支护过程中,由于盾构机自重较大,运行过程中,极易对地表产生额外压力,诱发地表下陷或者地下水渗漏等系列问题,影响正常施工进度。
基于这种实际,地铁盾构施工周期内,需要结合实际,认真、细致地做好隧道施工区域防水处理。
关键词:地铁盾构;管片接缝1 地铁盾构隧道施工分析地铁盾构隧道结构作为现阶段应用频率较高的施工形态,在实际应用过程中,改善了地铁隧道隧道施工成效。
文章对地铁盾构隧道施工内容与施工特点客观进行梳理,加速观念认知有效转换,可为后续渗漏问题诱发原因的科学梳理及高效处置奠定坚实基础。
盾构法作为目前应用频率较高、技术成熟的暗挖隧道施工模式,在地铁项目等诸多领域得到广泛应用。
与其他类型隧道施工手段相比,盾构法强调对盾构机等机械设备的应用,借助相关施工设备,完成土体开挖、运输及支护等建设任务。
2 地铁盾构隧道管片接缝渗漏问题诱发原因地铁盾构隧道渗漏问题出现的原因是多方面的,通过完整的原因梳理及分析,有助于施工企业快速转换思路,从整体角度出发,精准把握地铁盾构隧道管片渗漏问题处理要点。
具体来看,地铁盾构隧道管片渗漏原因主要是防水防治性状不佳及施工操作不规范等方面。
例如,在隧道管片制备、养护过程中,存在违规作业的情况,导致管片表面出现气孔、裂缝等问题,影响了管片自身防水能力。
管片自身结构庞大,在常规运输及拼装过程中,出现管片挤压、碰撞等问题的概率较高,从而造成管片结构损伤,增加潜在的渗漏风险。
在对水膨胀橡胶使用过程中,出现粘贴不牢、膨胀系数不达标的情况,导致管片止水效果下降。
地铁盾构管片接缝防水施工过程中,要求施工企业建立起必要的管理机制,由管理人员按照职责分工,有序做好止水施监督管控,对潜在风险做好科学处置。
区间防水施工方法与技术措施
区间防水施工方法与技术措施
1)混凝土结构自防水
管片混凝土采用高抗渗高强度(C50)等级的自防水混凝土,抗渗等级P12。
同时提高管片制作与拼装精度,减少直径变形及环面不平整度单块管片的检漏在1.2MPa水压力下,恒压2h,渗水深度不得超过管片厚度的1/5。
2)衬砌接缝防水施工方法及要点
管片接缝防水施工方法及要点详见下表。
管片接缝防水施工方法及要点
“塌肩”
)先检查嵌缝槽有无冒水、滴漏、慢渗现象。
)检查嵌缝槽槽口的完好程度,若有严重缺
)检查嵌缝槽内面的清洁程度,对于嵌缝槽
)对变形缝环采用双组分聚硫密封胶嵌缝,
对其他普通衬砌环采用不定型嵌缝材料(如聚氨
)由于螺栓垫圈会发生蠕变而松弛,在施工
3)施工技术措施
盾构隧道防水施工易出现管片压浆孔渗漏、管片接缝渗漏等质量通病,其主要预防技术措施详见下表。
盾构隧道防水施工质量通病及预防技术措施。
地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术
地 铁 区间 盾 构 隧 道 管 片 嵌 缝 防 水 技 术
张 苹
( 上海市隧道工程轨道交通设计研究院 , 上海 20 3 ) 0 2 5
摘要 : 回顾 了盾构 隧道 管片嵌缝 防水在轨道交通 区间隧道工程技 术发展各 阶段 的应 用情 况, 通过分析其在 工程施 工与 运营 实践 中的利弊 , 论述 了嵌缝止水与嵌缝导水等技 术演变的过程 , 并结合地铁 运营特 点, 出了嵌缝技术 当前的发展 指
盾 构法 隧 道 防水 的重 点 是衬 砌 接缝 防水 ,而 衬 砌 接 缝 防水 的关 键 是 接 缝 面 防 水 密 封 材 料 及 其 设
置。
对 于盾构 隧 道结构 ,在研 讨嵌 缝 防水 的功效 时 , 首 先必 须确 定嵌 缝设计 的理念 。 计要 明确嵌 缝究 竟 设
应起到防水止水还是疏排水的功效 , 显然 , 只有嵌缝
W a e p o f g Te h o o y f r S g e t u k n f t r r o n c n l g o e m n sCa l i g o i M e r h ed Tu n l t o S i l n e
Zh n n a g Pi g
使 所有 环 、 向接 缝全 封 闭 , 纵 才能 发挥 防水止 水功 效 , 否则 , 部 、 限 的嵌 填 只能发 挥 泄压 、 局 有 疏排 的功效 。 其 次 ,嵌 缝 防水 应 分 清是 迎 水 面 防水 还是 背 水 面 防 水 。例 如 , 于输 水 隧道 构筑 物 而 言 , 对 结构 内面嵌 缝 主要 是承 受输水 水压 , 而在 施工 阶段 作为 背水 面材料 也要 承受 地层 中 的水 压 , 因而有 双 向防水 的要求 。但 对 于地铁 区 间盾 构 隧道 的嵌缝 而言 , 只要 防止地 层 中
盾构区间隧道防水施工方案[优秀工程方案]
大明宫站~龙首原站盾构区间防水施工方案目录1.编制依据大明宫站~龙首原站区间施工图西安地铁二号线TJSG-10标施工组织设计地下防水工程质量验收规范(GB50208-2002)地下工程防水技术规范(GB50108-2001)2.工程概况本区间防水主要包括嵌缝防水及封堵手孔防水.2.1防水施工标准盾构法区间隧道防水等级为二级,顶部不允许滴漏其他不允许漏水,结构表面可有少量湿渍,总面积不应大于总防水面积的 6/1000;任意100米2防水面积上的湿渍不超过4处,单个湿渍的最大面积不大于0.2米2.衬砌接头不允许漏泥沙和滴漏,拱底部分在嵌缝后不允许有渗水.3.防水施工3.1嵌缝防水3.1.1嵌缝范围盾构进出洞及临近联络通道两侧各25环做环纵逢整环嵌缝,其余段落嵌缝范围为:拱顶45°和拱底90°范围,确保拱底不漏沙,拱顶电气机车接触网铜缆及道床上的轨道不被水滴锈蚀.具体见下图.3.1.2嵌缝材料衬砌变形缝嵌缝及联络通道处特殊管片与两端混凝土管片间嵌缝以高模量聚氨酯密封胶嵌填,其它采用氯丁胶乳水泥嵌填.3.1.3嵌缝时间嵌缝作业必须在盾构千斤顶影响范围外及隧道稳定后进行.因此区间盾构机均已出洞故均不在盾构千斤顶影响范围内,待出洞端二次注浆稳定后即可以从两端向中间同时进行施工.3.1.4嵌缝作业条件1)凡有渗漏处均应先进行堵漏处理,处理后观察无渗漏现象才能进行嵌缝.2)嵌缝槽槽口有严重缺碎需先做修补,修补后待修补处达到龄期后再做嵌缝.3)嵌缝槽内面不得有积水或残存污物,嵌缝前必须先清理干净.3.1.5嵌缝作业步骤1)将错台大于5米米的部位用打磨机进行打磨,打磨至错台小于5米米后再进行下一步工序.2)嵌缝槽内面清理干净.3)因电瓶车轨道还要继续留用,所以在嵌缝前应将落在环缝上的轨枕移到非环缝位置上,然后将轨枕与钢轨固定.4)一般嵌缝方式的部位槽壁先以YJ-302界面处理剂处理,然后嵌填氯丁胶乳水泥.5)特殊嵌缝嵌填前,应先以底涂料闭孔泡沫聚乙烯处理再用高模量聚氨酯密封胶嵌填.3.1.6材料选取及检验防水材料进场的同时,应及时上报防水材料厂提供的厂家生产许可证、产品防伪标志、产品合格证及产品出厂检测报告.工程进行中,请监理对防水材料进行现场抽样,送见证实验室进行抽样检测.3.1.7材料性能要求1)氯丁胶乳水泥技术指标氯丁胶乳技术性能指标2)YJ-302界面处理剂项目指标混凝土与水泥砂浆粘结强度(米pa)未处理0.04~0.07凿毛处理0.4~0.5 YJ-302界面处理剂 1.3~1.53)高模量聚氨酯密封胶技术性能指标100%模量(米pa) ≥1.12抗拉强度 (米pa) ≥3.5断裂伸长%≥30撕裂强度 (N/米米) ≥100硬度 (邵氏A) 50±5高模量聚氨酯密封胶技术指标序号项目指标1 密度 ,g/厘米3规定值±0.12 适用期,h 2~63 表干时间,h ≤244 渗出性系数≤45 下垂度 (N型),米米≤36 低温柔性,℃-407 拉伸粘结性最大拉伸强度≥0.2最大拉伸率,%≥4008 恢复率,%≥809 拉伸-压缩循环性能级别9030粘结破坏面积≤2510 加热失重,%<63.2螺栓孔(手孔)及吊装孔(注浆孔)防水管片手孔在拱顶180°范围内采用塑料保护罩+双组分聚氨酯密封胶进行堵封,其余手孔及吊装孔(注浆孔)用AEA微膨胀水泥砂浆封孔.具体见下图;4.施工布署4.1施工计划根据现场情况及施工范围,定于2月20日至3月15日对该区间防水进行施工.4.2劳力计划计划投入劳力20人,其中白班夜班分配超前检查并修补管片2人,清理嵌缝槽4人,涂界面处理剂和泡沫聚乙烯4人,涂氯丁胶乳水泥和高模量聚氨酯密封胶4人,封堵手孔及吊装孔4人,2人准备施工用各种材料.4.3施工机械设备施工过程中需电瓶车一辆进行配合.铁桶、手提式电动搅拌机、毛毡滚动刷、小毛刷、油灰刀等.5.施工准备5.1技术准备5.1.1施工前施工技术人员要认真审阅图纸;记录施工图中存在的问题或未交待清楚的问题,在图纸会审时与设计和甲方解决施工图中的问题.5.1.2组织有关施工人员熟悉图纸,针对工程特点学习《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2002)、、《地下工程防水技术规范》、施工图等.机具计划,及时上报有关部门,写好书面技术交底,并向班组以上人员进行技术交底.5.2生产准备5.2.1及时联系合格的防水施工队伍.5.2.2及时联系购买防水材料,进行合格性试验鉴定.5.3组织准备项目经理:孙明英生产副经理:朱俊阳技术负责人:屈军平技术员:康见星、郭继东、冷建朋、庞天明质量员:周小龙施工员:韩长江安全员:孟祥会、安海峰试验员:杜双晶材料员:揭权力资料员:王冰6.技术、组织措施6.1保证质量措施6.1.1选用合格的防水施工队.6.1.2对进入现场的材料及时取样试验,试验合格后方可使用.6.1.3对细部构造的施工要严格检查,严格按照施工图集施工.6.2安全施工、环境保护措施6.2.1该施工属于高空作业,要系好安全带,注意安全,严禁酒后上岗.6.2.2涂料包装应可靠.易燃涂料贮存时应密封,并放在阴凉、干燥处.6.2.3施工中废弃物质要及时清理,外运至指定地点,避免污染环境及管片.7.质量标准7.1施工防水前应进行涂布试验,合格后方可正式施工.7.2嵌缝及手孔,吊装孔内必须清洁.7.3施工过程中所配置的防水材料应按设计或产品技术规定配制,每次配料应在规定的时间内用完.7.4防水材料应分层涂抹,待前一层干燥后方可涂抹下一层,且施工完毕后其涂抹应饱满,每层防水材料应顺向均匀涂抹.7.5当施工中出现间歇后再次施工时应与上次施工搭接80~100米米.8.成品保护8.1做好防水后不得马上行走电瓶车,为防止防水受到破坏需待防水材料干燥或凝固后方可行走.8.2防水施工后,要及时组织验收,在后面区间的施工过程中要特别强调此区间防水成品保护,采取措施防止在后续施工时破坏防水.9.安全措施9.1 现场严禁吸烟;9.2 施工前做好安全、消防方面的详尽的技术交底;9.3 施工前必须在脚手架上架设护身栏,上下要在脚手架上设置梯子;9.5施工时必须戴安全帽,防止高空坠物打击.9.6为防止施工时有害气体中毒,要保证防水施工范围内有良好的通风条件,保证空气流通.。
盾构区间防水图(衬砌防水设计说明)
一、设计依据1.天津地铁5、6号线工程施工图技术要求(第九章车站及隧道防水)2.《地铁设计规范》(GB50157-2003)3.《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)4.《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2002)5.《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)(2003版)6.《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》(CJJ49-92)7.《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476-2008)8.《地下防水工程施工质量标准》(ZJQ00-SG-019-2006)9.《盾构法隧道施工及验收规范》(GB50446-2008)10. 国家或地方现行其他相关规范、规程二、防水原则衬砌防水设计遵循"以防为主,刚柔相济,多道防线,因地制宜,综合治理"的原则。
采用高精度钢模制作高精度管片,以管片结构自防水为根本,接缝防水为重点,确保隧道整体防水.三、防水标准及检测方法盾构法区间隧道防水等级为二级,顶部不允许滴漏,其他不允许漏水,结构表面可有少量湿渍,并满足下列要求:隧道漏水量不超过0.05升/平方米/天,同时总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000;任意100平方米隧道内表面上的湿渍不超过3处,单一湿渍的最大面积不大于0.2平方米,渗水量不大于0.15L/平方米/天,衬砌接头不允许漏泥砂和滴漏,拱底部分在嵌缝作业后不允许有渗水。
漏水量与湿渍量的测定方法:用贮水土坝测一昼夜积聚水的方法, 用尺度测量湿渍面积的方法等来推算渗漏量和湿渍面积(在隧道未贯通情况下测得)。
四、适用范围及条件本图适用于标段盾构法施工区间隧道一般情况下的防水。
地下水有强腐蚀性时应考虑进行专项设计。
五、防水分类根据目前盾构法区间隧道渗漏水的情况,可将盾构法区间隧道的防水划分为以下四类:管片自防水、管片接缝防水、管片外防水、隧道接口防水。
六、防水措施(一)、管片混凝土结构自防水管片采用以耐久性好为特点的高性能自防水混凝土,通过外掺剂改性提高混凝土的抗渗性,混凝土管片抗渗等级≥P12。
地铁盾构隧道管片防水技术措施探索[全面]
地铁盾构隧道管片防水技术措施探索摘要:本文通过结合某地铁盾构隧道施工实例,针对该隧道管片施工环节,提出采取可行的防水技术措施,从管片安装、管片自防水、环形间隙注浆体作为隧道防水的加强层等措施分别探讨管片防水的实现,旨在能为同类工程提供有价值的参考.关键词:地铁盾构;隧道施工;管片防水;管片安装1.概述某地铁标段盾构区间线路双线总长度为5278.52米,该地铁盾构隧道衬砌采取C50、S12 钢筋混凝土预制管片拼装成型,采取每掘进1.5米则拼装内径为5400米米、外径为6000米米的环管片,拼装采取“3+2+1 楔形块”错缝拼装,同时对于管片的接缝位置采取三元乙丙弹性橡胶止水条防水.根据招标文件和设计要求,盾构隧道防水等级为二级,要求隧道顶部不允许滴漏,其它不允许漏水,结构表面可以有少量湿渍.总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000,任意100米2防水面积上的湿渍不超过4 处,单个湿渍的最大面积0.2米2.渗漏水量小于0.1L/米2·d.为了有效地确保本盾构隧道管片防水质量,管片的安装质量是首要关键;同时对盾构掘进所产生的环形间隙采取同步注浆充填以有效地控制地层变形,同时在施工中有必要情况下采用二次注浆以补强.2.管片安装来提高防水质量从以往工程实践表米,管片拼装质量的好坏直接影响到管片的防水、安全以及隧道的外观,因此,为了有效地提高管片防水质量,在施工中应从各个方面抓好管片拼装工作.基于此,本工程为提高隧道总体刚度,改善管片受力状态,管片的安装采用错缝拼装方式,采用小封顶块,径向先搭接2/3,再纵向推入1/3 方法施工.2.1 管片安装精度要求根据施工图纸的要求,为了有效地提高隧道管片安装的精度要求,本工程采取以下措施:(1)整环拼装的允许误差,相邻环的环面间隙为1.0米米~1.5米米,纵缝相邻块的间隙为1.5米米~2.0米米,纵向螺栓孔孔径、孔位分别为±1米米,衬砌外径为±3米米.(2)对于错缝拼装时,单块管片的制作误差,其宽度为±0.3米米,整环拼装相邻环面间隙为0.6~0.8米米,其余标准同上.2.2 管片安装技术本盾构隧道的管片选型是以满足隧道线型为前提,重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值,确保有足够的盾尾间隙,以防盾尾直接接触管片.一般情况下,管片选型与安装位置根据推进指令先行决定,使管片环安装后推进油缸行程差较小 .同时管片安装必须从隧道底部开始,然后依次安装相邻块,最后安装封顶块.封顶块安装前,应对止水条进行润滑处理,润滑剂应为水性润滑剂;安装时先径向插入,调整位置后缓慢纵向顶推到位.管片块安装到位后,应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片,其顶推力应大于稳定管片所需力,然后方可移开管片安装机.在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固.管片安装时非管片安装人员不得进入管片安装区.2.3防水要求的安装管片质量保证措施为了有效地保证本盾构隧道管片防水效果,严格进场管片的检查,破损、裂缝的管片不用.下井吊装管片和运送管片时应注意保护管片和止水条,以免损坏.对于止水条及软木衬垫粘贴前,应将管片进行彻底清洁,以确保其粘贴稳定牢固.施工现场管片堆放区应有防雨淋设施.在盾构机内管片安装前应对管片安装区进行清理,清除如污泥、污水,保证安装区及管片相接面的清洁.严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩.对于负环管片安装采用错缝拼装.在特殊管片安装之前,预先调整好盾构间隙与推进油缸行程差,以确保特殊管片能按设计类型顺利安装.管片安装时必须运用管片安装微调装置将待装的管片块与已安装管片块的内弧面纵面调整到平顺相接以减小错台.调整时动作要平稳,避免管片碰撞破损.同时对于同步注浆压力必须得到有效控制,注浆压力不得超过限值.管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制.在管片环脱离盾尾后要及时对管片连接螺栓进行二次紧固,以免因管片脱出后受力情况改变而产生较大的变形,同时,对于施工同步注浆中没有达到理论注浆量的环,要及时进行二次注浆.3.盾构隧道管片防水技术根据本工程要求,防水设计为管片砼抗渗等级S12;拼装缝采用高弹性三元乙丙橡胶密封条防水,隧道结构上部450 范围内,下部900 范围内的管片间拼装缝内侧进行嵌缝加强防水;螺栓孔及管片吊装孔采用遇水膨胀橡胶圈密封防水,环形间隙注浆体作为隧道防水的加强层.为达到设计的防水标准,对于管片自防水等施工环节重点采取以下措施:3.1 管片自防水按本标书“管片生产”章节中技术要求与措施实现管片自防水达到设计要求.选择合适的原材料、设计科学合理的配比、采取严格的生产过程控制措施、按照规定加强检测,保证管片成品的抗渗等级、强度和各项质量指标符合设计要求.加强管片堆放、运输中的管理和检查,防止管片开裂或在运输中碰掉边角.管片进场和下井前应作外观检查,保证有缺陷的管片不得进工地和下井.3.2 管片拼装缝的防水管片拼装缝的防水是非常关键的环节,本工程在此环节施工中主要作好以下几方面工作:选购专业厂商生产的性能优良的防水密封条、粘结剂,并对进场的防水材料进行严格的检验,确保其质量的合格.对于止水条采用粘贴安装,在现场地面堆放场粘贴施工,每环管片止水条的粘贴应在安装前12h~24h内完成.在粘贴止水条时同时进行管片衬垫的粘贴.待粘基面必须无尘、无油、无污、干燥,以保证粘贴质量.为了提高质量,粘贴步骤采取如下:按管片选型选择止水条→基面清理→槽内涂粘结剂→密封条涂粘结剂→粘贴→用木锤或橡胶锤打压密贴.对粘贴好止水条的管片,在装拼前应采取措施防止雨淋、水浸;在运输和装拼中应避免擦碰、剥离、脱落或损伤.另外,安装管片时采取有效措施避免损坏止水条,并应保证管片拼装质量,减少错台,保证其密封止水效果.针对管片角部为防水的薄弱环节,角部密封垫应铺设到位,并在管片角部设加强密封薄片,以加强防水密封效果.3.3 管片拼装缝的嵌缝防水措施根据本盾构隧道各洞段的施工及防水功能要求,所需嵌缝范围见表1 所示.对嵌缝采用聚合水泥(如氯丁胶乳水泥)或环氧树脂嵌缝胶作为嵌缝材料,先将嵌缝槽洗刷干净,然后涂刷一道基面处理剂,再按设计置入PE 薄膜,最后用嵌缝材料嵌填密实.如果待嵌缝有渗漏水须先进行地下水的堵漏与引排后再嵌缝.3.4 螺栓孔、吊装孔防水本工程的螺栓孔的密封圈采用遇水膨胀橡胶材料,利用压密和膨胀双重作用加强防水.如要通过吊装孔进行注浆,注浆结束后将活动端头部分拆除,清除预留孔内残余物,填入腻子型遇水膨胀止水密封材料,然后用防水砂浆封固孔口.吊装孔螺栓套管外侧采用遇水膨胀橡胶环形密封圈加强防水,在管片生产时预置.3.5 同步注浆加强防水措施另外,本工程采取背衬同步注浆作为外加防水层,按本标书同步注浆章节中的有关方法,确保同步注浆的及时性、耐久性以及密实性,切实作到加强防水的作用.3.6 质量保证措施为了有效地确保本盾构隧道管片防水效果,对于防水施工环节均由专业防水作业班组实施,同时对防水工必须进行岗前培训经考核合格后才能上岗.各项防水作业分项工作由专业防水工程师进行指导,并进行检查合格后才能进入下道工序.另外,专门成立防水QC 小组,针对工程防水工艺、技术问题开展防水施工质量攻关活动,以优良的工序质量来保证达到优良的工程防水质量.结论文章通过结合笔者从事高层建筑结构设计的工作经验,分析了当前高层混凝土建筑的应用优势,同时根据其特点,提出设计中应当如何合理地设计,同时就框架剪力墙的设计应用进行阐述,为同类工程提供有价值的参考.本文通过结合某地铁盾构隧道施工实例,针对该隧道管片防水设计要求拼装缝采用高弹性三元乙丙橡胶密封条防水,隧道结构上部450 范围内,下部900 范围内的管片间拼装缝内侧进行嵌缝加强防水;螺栓孔及管片吊装孔采用遇水膨胀橡胶圈密封防水,环形间隙注浆体作为隧道防水的加强层.工程实践效果明显,满足防水设计要求,可为同类工程提供有价值的参考.参考文献[1]叶天士.杭州地铁1 号线越江隧道管片防水密封垫优化研究[J].科技咨询,2006,27(02):74-75.[2]朱槿平.盾构法隧道管片接缝防水橡胶密封垫研制[J].科技创新与应用,2007,29 (06):101-103.[3]蒋峰.盾构隧道管片防水施工关键技术研究[J].四川建筑,2011,31(02):46-49.。
地铁盾构隧道管片接缝、接口防水技术措施探讨
地铁盾构隧道管片接缝、接口防水技术措施探讨摘要:本文通过结合某地铁盾构隧道施工实例,针对隧道管片施工环节,提出采取可行的接缝防水技术措施,从密封垫防水、螺栓孔防水、嵌缝防水、端头井接口防水、联络通道接口防水等措施分别探讨管片接缝、接口防水的实现,旨在能为同类工程提供有价值的参考。
关键词:地铁盾构;隧道施工;接缝防水;接口防水1概述某地铁盾构区间线路单线总长度2080m,该地铁盾构隧道衬砌采取C50钢筋混凝土预制管片拼装成型,管片内径5800mm,外径6400mm拼装采取“3+2+1”错缝拼装,同时对于管片的接缝位置采取三元乙丙橡胶止水条防水。
根据招标文件隧道设计要求,区间隧道及连接通道等附属的隧道结构防水等级应为二级,顶部不允许滴漏,其它不允许漏水,结构表面可有少量湿渍,总湿渍面积不大于总防水面积的2/1000,任意100m2防水面积上的湿渍不超过3处,单个湿渍的最大面积不大于0.2m2。
隧道工程中漏水的平均渗漏量不大于0.05L/m2.d,任意100m2防水面积渗漏量不大于0.15L/m2.d。
2密封垫防水管片应至少设置一道密封垫沟槽。
接缝密封垫宜选择具有良好弹性或遇水膨胀性、耐久性、耐水性的橡胶类材料,其外形应与沟槽相匹配。
管片接缝密封垫应能被完全压入密封垫沟槽内,密封垫沟槽的截面积应为密封垫截面积的l倍~1.15倍。
密封垫的高度与设计考虑的最大压缩率和最小止水压缩率有关。
多孔型弹性橡胶密封垫增加了橡胶的压缩空间,使沟槽面以上橡胶高度增加,且回弹性良好,在较低压应力下能适应较大的接缝张开量,同时可避免管片沟槽侧壁混凝土剪切破损,而同样截面的三元乙丙(EPDM)橡胶的松弛要比氯丁橡胶要小,因此目前国内轨道交通领域一般选用多孔型三元乙丙弹性橡胶密封垫。
管片接缝密封垫应满足在计算接缝最大张开量和估算的错位量下、埋深水头的3倍水压下不渗漏的技术要求;选用的接缝密封垫应进行一字缝或T字缝耐水压检测。
密封垫一般包含弹性橡胶密封垫和遇水膨胀橡胶密封垫两大类,前者一般用在普通接缝处,多采用多孔型三元乙丙弹性橡胶密封垫;后者一般用在变形缝处或远期可能存在较大变形的区段,多采用多孔型三元乙丙橡胶和遇水膨胀橡胶复合而成,复合型密封垫,应微波一次性硫化成型。
地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术
摘要:回忆了盾构隧道管片嵌缝防水在轨道交通区间隧道工程技术发展各阶段旳应用状况,通过度析其在工程施工与运行实践中旳利弊,论述了嵌缝止水与嵌缝导水等技术演变旳过程,并结合地铁运行特点,指出了嵌缝技术目前旳发展趋势。
关键词:轨道交通;盾构隧道;嵌缝防水;受电弓;接触网盾构法隧道防水旳重点是衬砌接缝防水,而衬砌接缝防水旳关键是接缝面防水密封材料及其设置。
盾构隧道管片防水技术已经有百余年旳发展史,自20 世纪70 年代始,管片接缝密封垫被确认为是接缝防水旳重要防线,甚至被逐渐认知为唯一旳防线。
辅助防水中旳嵌缝防水则逐渐被弱化,或用以发挥疏排水功能,或有取消旳趋势,这是由于嵌缝规定发挥功能发生衍变旳成果。
对于盾构隧道构造,在研讨嵌缝防水旳功能时,首先必须确定嵌缝设计旳理念。
设计要明确嵌缝究竟应起到防水止水还是疏排水旳功能,显然,只有嵌缝使所有环、纵向接缝全封闭,才能发挥防水止水功能,否则,局部、有限旳嵌填只能发挥泄压、疏排旳功能。
另一方面,嵌缝防水应分清是迎水面防水还是背水面防水。
例如,对于输水隧道构筑物而言,构造内面嵌缝重要是承受输水水压,而在施工阶段作为背水面材料也要承受地层中旳水压,因而有双向防水旳规定。
但对于地铁区间盾构隧道旳嵌缝而言,只要防止地层中旳地下水渗透、漏入,因此总是进行背水面防水。
此外,地铁区间盾构隧道旳嵌缝尚有其构造构造和运行使用上旳特点:仰拱管片上有道床混凝土及轨枕;拱顶位置悬有供电接触网,这就对它旳嵌缝材料与工艺有特殊旳规定。
现着重论述地铁区间盾构隧道管片嵌缝密封防水旳衍变过程,并试析其原因。
1初期旳地铁砌块嵌缝密封防水20 世纪上半叶,尤其是20 世纪30 年代前,地铁区间盾构隧道预制衬砌重要是钢、铸铁等金属砌块,大多仅在预制衬砌内侧留设旳嵌缝槽采用填缝材料密封防水,而不依托管片环、纵面设密封材料防水。
这一时期,由于化学建材尤其高分子化工建材尚未诞生,故嵌缝密封材料多为与钢、铸铁管片对应旳铅条、铝粉、铁粉;用混凝土砌块或金属混凝土复合砌块时,则采用对应旳石棉水泥、膨胀水泥等无机材料,运用捣、压、击等措施嵌实,并合适借助材料旳微胀机理密封止水。
地铁车站隧道管片堵漏嵌缝施工方案.
地铁车站隧道管片堵漏嵌缝施工方案工程名称:XX地铁2号线一期工程土建XX标管片堵漏编制单位:部门:审核负责人:编制人:目录1.编制依据 (3)2.车站堵漏方案 (3)2.1沉降缝堵漏治理 (4)2.2侧墙堵漏治理 (4)2.3裂缝渗漏治理 (5)3.地铁盾构管片堵漏及嵌缝施工工艺 (7)3.1盾构管片常见渗漏分析 (7)3.2治理流程 (8)3.3管片拼接缝修补及嵌缝技术方案 (9)4.安全保障措施 (10)4.1安全生产管理措施 (10)4.2产品保护措施和文明施工措施 (10)5.报价 (11)施工依据:1、国家和建设部颁发的有关基本建设的政策和法规;2、《地下防水工程质量验收标准》FB50208-20023、GB50108-2008《地下工程防水技术规范》4、现行国家和部门(行业)的有关施工验收规范、试验及检验规定、工程质量检验评定标准等;5、GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》;6、与甲方签定的管片防水嵌缝施工承包合同;7、甲方有关现行施工管理办法及通知;防水堵漏方案设计根据现场调查结果,地铁工程结构复杂一般传统堵漏的工法难以取得根治成效。
解决地铁渗漏问题需要全面分析,认真对待,堵、防结合,综合治理才能成功。
地铁结构分车站和盾构管片渗漏。
常见渗漏形式分:顶板裂缝渗漏,侧墙裂缝或点漏,后浇带渗漏、沉降缝变形缝渗漏、施工缝渗漏、混凝土浇注、钢筋拉片点漏、各种预埋管道周围渗漏、降水基坑、化粪池渗漏、局部砖混结构渗漏;盾构管片渗漏分:管片自身结构裂缝渗漏、管片拼接缝渗漏、吊装孔、螺栓孔渗漏、洞门及联络通道渗漏等等渗漏情况。
方案一:针对沉降缝堵漏治理改变原有单纯的灌浆堵漏工法配合截水槽引流系统,对沉降缝进行带水带压堵漏作业。
1、针对现有漏点进行灌浆堵漏,我公司剔除沉降缝内嵌缝木条或其它杂物,速凝堵漏水泥对沉降缝空隙进行空腔成型、引流、泄压、封闭灌浆、胶泥补强封堵、以及采用油性、水性聚胺脂及丙烯酸盐灌浆树脂进行化学灌浆封堵相结合的工法。
盾构隧道防水堵漏技术(三篇)
盾构隧道防水堵漏技术1国内外隧道建设及防水情况国内外已建成大量地铁、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,但是在隧道及地下工程的防水方面认识则相对落后。
地铁不可避免地要经过含水量较高的地层(如上海地铁所处地层大多为饱和含水软粘土层),所以必将受到地下水的有害作用。
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隧道使用寿命。
盾构隧道渗漏水的位置是管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和手孔等。
其中以管片接缝处为防水重点。
通常接缝防水的对策是使用密封材料,以西德为代表的欧洲方面,采用非膨胀合成橡胶,靠弹性压密,以接触面压应力来止水,以耐久性与止水性见长。
德国PHOENIx公司提供的隧道衬砌合成橡胶垫就是其中较典型的形式,其工作机理如图1所示。
以日本为代表的方面,则采用水膨胀橡胶,靠其遇水膨胀后的膨胀压止水。
它的特点是可使密封材料变薄、施工方便,但耐久性尚待验证。
国内主要采用水膨胀橡胶,并已开始研究开发水膨胀类材料与密封垫两者的复合型。
2盾构法隧道的防水设计方法防水方法包括结构自防水和其它附属措施,如管片外防水涂层、管片接缝防水、做二次衬砌等。
2.1管片结构的自防水结构自防水是首选的防水措施,主要方法为管片材料采用防水混凝土。
地铁结构物一般用普通防水混凝土,而盾构隧道衬砌由预制管片拼装而成,多用外加剂防水混凝土,抗渗可达S12以上,渗透系数K<10-11cm/s.2.2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。
地铁基建防水管片嵌缝及手孔封堵施工方案
.地铁基建防水管片嵌缝及手孔封堵施工方案一、编制依据《地下工程防水技术规范》(GB5010-2008)《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008)《地下防水工程施工质量验收规范》(GB50208-2011)《区间防水图》(上海市隧道工程轨道交通设计研究院)《区间防水图》(上海市城市建设设计研究总院)二、工程概况上海市轨道交通5号线南延伸工程3标段包括三个盾构区间,即望园路站~金海湖站、金海湖站~南桥新城站、南桥新城站~盾构工作井。
三个盾构区间均位于上海市奉贤区金海公路沿线,区间均为单圆隧道,管片内径5.5m,外经6.2m,环宽1.2m。
沿线全长约3.7公里,盾构掘进总长6512.508延米,三个区间详细参数详见下表1.1。
盾构区间简介表表1.1三、手孔及嵌缝封堵施工计划安排区间管片手孔及嵌缝封堵在区间盾构贯通后,即刻组织人员进行施工。
四、资源配置4.1人员配置对于三条盾构区间的嵌缝、手孔封堵施工,我部将设置管片嵌缝和手孔封堵两个分队,每队配备1名技术管理人员,4名普工和4名泥水工。
并且每个区间另设1名生产副经理和1名专职安全员,确保施工安全、有序进行。
4.2材料配置4.2.1手孔封堵材料①丙烯酸乳液防腐蚀水泥砂浆;②界面处理剂;③低密度聚乙烯塑料保护罩;4.2.2嵌缝材料①聚合物水泥防水砂浆;②高模量聚氨酯密封胶;③聚乙烯泡沫条;④界面处理剂;⑤遇水膨胀止水胶;五、管片嵌缝、手孔的范围及内容5.1管片嵌缝范围及内容区间隧道拱底块环、纵缝进行嵌缝,嵌缝方式分为嵌缝方式(一)、嵌缝方式(二)、二次注浆加固区变形缝嵌缝方式和二次注浆加固区一般嵌缝方式四个类型。
嵌缝方式(一)施作于拱底块变形缝、钢管片的拱底块环缝与纵缝、钢管片与混凝土管片之间的拱底块环缝,其余拱底块环、纵缝均采用嵌缝方式(二)施工。
二次注浆加固区变形缝嵌缝方式用于二次注浆加固区内即管片型号为[TZ8]X 、[TL8]X 或[TR8]X 与[TZ5]X 之间的变形缝上,二次注浆加固区一般嵌缝方式则用二次注浆加固区内即管片型号为[TZ8]X 、[TL8]X 或[TR8]X 的管片环、纵缝上。
盾构隧道管片接缝的防水方式研究
盾构隧道管片接缝的防水方式研究摘要:盾构隧道防水是隧道质量控制的重要内容,而管片接缝的密封工作的好坏直接影响着隧道抵抗地下水的能力。
管片的接缝防水有多道防线,本文拟对现有接缝防水方式作个归纳总结,以供参考。
关键词:盾构、接缝,防水前言:图1 接头防水体系由于盾构隧道是埋于地下的结构物,处于地下水的包围之中,不可避免的会受到地下水压力的作用,地下水的侵入会导致结构破坏,设备腐蚀,危害行车安全,影响外观等一系列问题,严重的甚至会影响到地铁的运营和降低隧道的使用寿命。
盾构隧道的接缝特别多,其渗水通道会远远大于其他的地下结构物,所以做好其接缝的密封工作可以很大程度上抑制地下水的侵入危害。
本文拟对现行工程中所使用的管片接缝密封方式做个总结归纳,以供查阅参考。
1 弹性密封防水弹性密封防水,应该保证:1)在设计水压下不漏水,能承受千斤顶压力、压浆压力、由拧紧螺栓引起的预紧力以及衬砌使用阶段的截面内力;2)有相当的弹性,在承受往复压力后复原能力强;3)有足够的粘结力、耐久性、稳定性、抗老化性及对压浆浆液的耐腐蚀性;4)施工方便,不会影响管片拼装的精度,安装后能立即承受荷载等。
1.1接头密封条接头密封条是在受压后形成的,粘结在接头表面上的,通常使用在无螺栓的钢筋混凝土管片衬砌之中。
因为广泛使用无螺栓衬砌,接头面为凹凸圆弧面,接头密封条就尤其适用于这种接头,一般使用橡胶沥青密封条,靠加热粘结在管片上。
此外还有以硅、环氧树脂等的聚合物为材料的。
1.2非膨胀性弹性密封垫弹性密封垫是预制的成形品,嵌置在接头面上专设的密封垫沟槽内,无论有无螺栓都可图3 密封材料产生的自封作用以使用。
它在地层条件恶劣,地下水压高的情况下也显现出了很好的防水效果。
在欧洲,密封材料的主体就是非膨胀合成橡胶,在我国的盾构法隧道中它也是最常用的防水形式。
(1)工作机理。
它利用的是密封垫静态密封原理,如图3所示。
密封垫工作状态下的材料行为类似于高粘度液体的某些特性,它具有把压力传递到接触面的特性。
深圳地铁区间隧道防水施工技术
深圳地铁区间隧道防水施工技术摘要:介绍了深圳地铁一期工程防水设计概况,对区间隧道的防水措施、施工缝和变形缝的防水处理以及隧道与车站接口处防水处理等作了介绍,并提出了几点施工体会。
关键词:深圳地铁;区间隧道;施工缝;变形缝;防水措施深圳地铁一期防水工程在初始阶段就得到了上级领导的高度重视,对设计和材料两大源头进行了严格控制,并在防水施工过程中层层把关、精心管理,保证了深圳地铁防水工程质量始终处于受控状态,实现已交验工程100%的合格率。
1深圳地铁一期工程防水设计概况深圳地铁工程地质情况主要是第四纪填土、粘土、砂层、变质砂层和变质花岗岩等,地下水为第四系孔隙水,水资源丰富。
为避免将来给地铁运营带来隐患,深圳地铁防水设计确定以“高标准、多设防、求保险”为方针,遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则,采取了全包防水、半包防水、复合防水和混凝土自防水等多种形式。
其中,区间隧道防水设防等级为二级,遵循“以防为主,刚柔相济,多道防线,因地制宜,综合治理”的原则;采用主体结构钢筋混凝土自防水加支护结构外包柔性防水层的做法,其核心是“以结构自防水为本,附加防水层为标”。
项目实施过程中,除严格按照设计要求和正确的操作程序施工外,还对防水工程的施工组织、技术保证等方面采取了有效措施,以确保防水工程质量。
2区间隧道的防水措施深圳地铁一期工程设计了双拱带隔墙结构、单洞双线结构等隧道断面形式,不同衬砌断面的防水构造基本相同,其底板防水构造层次见图1所示,拱圈和边墙部位除未设保护层外与底板构造相同。
在施工时工程采取了以下措施:1)在初期支护背后注浆。
当初期支护无明显渗漏现象后,再进行防水层施工,初支混凝土必须均匀密实。
2)初期支护与二次衬砌之间采用PVC复合防水板全封闭防水。
安装防水板之前抹一层2cm厚找平砂浆,以保证初期支护面平整;在渗水严重处抹防水砂浆,确保防水板施工时无水作业。
3)PVC防水板铺设时,严格按照以下措施进行:a.固定塑料垫圈测量标出纵向中线,沿中线向两边用射钉枪打入钢钉固定塑料垫圈。
盾构法隧道的嵌缝防水
盾构法隧道的嵌缝防水摘要:嵌缝防水是盾构法隧道防水的最后一道防线。
结合上海市地铁2号线区间盾构隧道嵌缝防水的设计与施工,阐述了嵌缝防水的意义和设计思路,并着重介绍了嵌缝防水施工中的一些常见问题及其应对措施。
l1.1一般而言,盾构法隧道防水的原则是“以防为主、多道防线、综合治理”。
其防水施工的内容主要包括:衬砌自防水、衬砌外防水涂层、衬砌接缝防水(弹性密封垫防水、嵌缝防水)、螺栓孔防水、渗漏处理(盾尾充填注浆等)。
嵌缝施工作为一道防水措施的主要作用是将接缝允许渗漏量的水引导至规定位置,也就是说它是一种泄水方法,而不是堵水方法。
盾构法隧道防水的根本在于衬砌自防水和衬砌接缝的弹性密封垫防水。
若这两道防水措施出现问题,比如钢筋混凝土管片抗渗能力不足、拼装时管片碎裂或是弹性密封垫放置不当(如水膨胀橡胶提前膨胀,接缝夹浆),这时地下水就会进入隧道内部。
若渗漏量较小,在嵌缝范围内的渗漏水会沿着嵌缝槽内沿流至端部排出,以保证嵌缝范围内无水渗出。
若渗漏量较大超过允许值,则必须采取堵止措施。
有的施工单位以为嵌缝能堵止渗漏水,其实目前采用的嵌缝型式虽然能在潮湿基面上施工,但若嵌缝槽有冒水、滴漏现象应先堵漏止水,再行施工。
根据国标《地下工程防水技术规范》,防水等级共分4级,而按市标《盾构隧道防水技术规程》只有要求达到一级防水的工程,嵌缝防水才是必选项目。
因此,除重要的城市道路隧道和地铁隧道(也只是防水等级2级的工程)外,许多盾构法隧道衬砌并不嵌缝或仅在局部区段嵌缝。
1.21.2.1嵌缝作业是依靠嵌缝材料的充填和粘接力达到密封防水的目的。
一般要求嵌缝材料与基面有良好的粘接性(以承受衬砌外壁的静水压力),较好的弹性(以适应隧道变形),并且它的材料性能须保持稳定。
嵌缝材料种类繁多,上海地铁2号线中,选用了水膨胀腻子加封氯丁胶乳水泥的方案。
当地下水从接缝渗入时,腻子遇水膨胀堵住渗水路径。
为防止水膨胀腻子膨胀应力过度,使用了工字型的膨胀控制材料(用高密度聚乙烯HDPE制作)。
盾构区间隧道防水施工方法
盾构区间隧道防水施工方法1主要防水措施衬砌防水措施有:管片混凝土自防水;管片接缝设弹性密封垫防水;螺栓孔防水;嵌缝密封;隧道与车站、旁通道接头防水。
2防水材料的技术性能1)衬砌混凝土管片结构自防水在管片生产中,通过合理的配合比设计、规范的材料选购、严格的生产控制和检测等措施来确保管片的抗渗性能。
本工程衬砌混凝土采用强度为C50的高强砼,其抗渗等级1.0MPa。
管片的抗渗和检漏标准:在0.8MPa水压力作用下,恒压3小时,渗透深度小于5cm。
管片在预制厂制作时防水检查和检测的内容主要有:砼的抗渗强度报告、管片检漏试验报告、管片砼的外观检查、管片成环拼装精度、单块管片成型精度。
管片的外观检查除一般要求内实外光外,尤其是检查嵌缝条槽口处砼的外观:有否气孔及小蜂窝现象。
2)管片接缝弹性密封垫防水(1)为了满足接缝防水要求,在管片接缝处设置了框形弹性密封垫和嵌缝两道防水措施,并以弹性密封垫为主要防水措施。
弹性橡胶密封垫在环、纵缝张开6mm(其中包括密封垫沟槽制作误差、拼装误差、后期接缝变化)时,要求能长期抗0.6MPa水压,长期不渗漏。
弹性密封垫由三元乙丙橡胶挤出硫化而成,在其顶面嵌入水膨胀橡胶,在变形缝环面,密封垫顶部粘贴3mm厚水膨胀橡胶。
下部开有多个孔槽,可改善应力一应变特性,使接缝张开一定范围时,密封垫接触面的压应力变化较小,在满足水密要求的前提下减小拼应力。
为减少封顶块插入时弹性密封垫间的摩阻力,封顶块两侧的弹性橡胶密封垫在拼装前涂表面润滑剂,为水性涂抹剂,粘度为300cps。
弹性橡胶密封垫与混凝土管片间用单组份氯丁-酚醛胶粘剂粘结。
弹性橡胶密封垫顶面嵌入的水膨胀橡胶表面涂缓膨胀剂。
变形缝处在密封垫外增设遇水膨胀椽胶,进一步加强变形缝处防水能力。
此外,为加强弹性密封垫角部防水,在密封垫外角部覆贴自粘性丁基橡胶薄板,它由未硫化丁基橡胶薄片构成,厚1.5mm,宽50mm,长75mm×2。
粘贴时,仅覆盖一半弹性密封垫表面(不遮盖水膨胀橡胶表面)。
浅谈盾构隧道管片拼装接缝的防水处理
浅谈盾构隧道管片拼装接缝的防水处理摘要文章以广州地铁二号线“赤岗—鹭江区间隧道”工程为例,对EPDM弹性止水条和遇水膨胀止水条两种材料的各项性能指标进行了对比分析,阐述了EPDM弹性止水条的综合性能和施工技术要点。
在实际工程中采用EPDM弹性止水条,较好地解决了当前国内盾构隧道的渗漏质量通病———管片衬砌接缝的防水问题。
关键词盾构隧道管片接缝防水弹性止水条膨胀止水条1工程概况及地质结构广州地铁二号线“赤岗—鹭江区间隧道”盾构工程,其主体结构为内径5.4m的圆形钢筋混凝土管片衬砌结构,全长为4122.606m,分两个区间隧道。
两个区间均为“V”字坡,赤岗至客村最大坡度为9.636‰,隧道上覆土厚度最大约14m、最小约8m;客村至鹭江最大坡度为4.14‰,隧道上覆土厚度最大约13m、最小约10m。
地下水赋存方式包括第四系孔隙水和基岩裂隙水两种,混合水位一般埋深0.80~4.0m,平均埋深1.75m,隧道处最大静水压力约为1.83kg/cm2。
隧道穿越地层主要是粉质粘土、全风化带、强风化带、中风化带,有七段穿过微风化带。
隧道通过微风化岩层时,岩体均有夹层存在及斜面产生,施工难度极大。
该项目在实施中进行了一系列的新尝试和技术革新。
2管片衬砌结构防水施工质量控制地下隧道工程难免遇到接缝问题,因此寻找安全、快速、经济的隧道接缝防水方法、防水材料等施工技术显得非常重要。
目前国内地铁盾构隧道结构一般为采用单层预制混凝土管片拼装衬砌的圆形断面结构,其防水施工主要包括:管片衬砌结构自防水、衬砌外防水涂层、衬砌接缝防水(弹性密封垫防水、嵌缝防水)、螺栓孔防水、渗漏处理(盾尾充填注浆等)。
而其中控制隧道渗漏水质量的主要施工工艺有:管片衬砌结构自防水、衬砌接缝防水、盾尾充填注浆。
2.1管片结构防水施工要点(1)管片混凝土自防水:防水材料采用高抗渗等级(S12)的混凝土。
(2)普遍采用的一种防水材料是弹性止水条,其耐久性和防水效果都已得到证实(图1)。
DBJ08-50-96盾构法隧道防水技术规程
盾构法隧道防水技术规程(二)上海市标准盾构法隧道防水技术规程DBJ08-50-96条文说明编制说明本规程是根据上海市建委沪建设(93)第0282号文要求,由上海市隧道工程设计院会同上海市隧道工程股份有限公司、上海市地铁总公司等有关单位共同编制。
本规程在编制过程中,进行了比较广泛的调查研究和必要的科学试验,总结并吸取了我国盾构隧道建设的实践经验和科研成果,收集了国内外有关标准和技术资料,并在上海市市政工程局1993年下达,1994年由上海市隧道工程设计院完成的"盾构隧道防水技术标准的制订"项目的基础上,经国内盾构隧道和地下工程专家、学者的多次审查后编制而成。
本规程分为四章二个附录。
主要内容有:总则、盾构隧道防水设计技术、盾构隧道防水施工与验收、盾构隧道渗漏水凋查与治理。
本规程编制中,参照了西德、日本、英国的部分有关标准,反映了国际先进的水平。
在本规程实施过程中,请注意积累资料,总结经验,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄肇嘉浜路239号上海市隧道工程设计院,邮编:200032,以便今后修订时参考。
目录1总则 (1)2盾构法隧道防水设计 (3)2.1 -般规定 (3)2.2 防水等级和防水标准 (3)2.3 衬砌自防水设计 (6)2.4 衬砌外防水设计 (8)2.5 衬砌接缝防水设计 (10)2.6 内衬结构防水设计 (15)2.7 阴极保护设计 (16)3盾构法隧道防水施工与验收 (18)3.1 -般规定 (18)3.2 衬砌外防水涂料施工与验收 (19)3.3 衬砌接缝防水 (20)3.4 内衬施工中的防水作业与验收 (22)3.5 阴极保护安装作业与验收 (23)4盾构法隧道渗漏水调查与治理 (25)4.1 一般规定 (25)4.2 渗漏水调查 (25)4.3 调查方法和调查仪器工具 (26)4.4 渗漏水治理 (29)1.0.1盾构法隧道的防水与渗漏治理是至关重要的。
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地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术摘?要:回顾了盾构隧道管片嵌缝防水在轨道交通区间隧道工程技术发展各阶段的应用情况,通过分析其在工程施工与运营实践中的利弊,论述了嵌缝止水与嵌缝导水等技术演变的过程,并结合地铁运营特点,指出了嵌缝技术当前的发展趋势。
关键词:轨道交通;盾构隧道;嵌缝防水;受电弓;接触网盾构法隧道防水的重点是衬砌接缝防水,而衬砌接缝防水的关键是接缝面防水密封材料及其设置。
盾构隧道管片防水技术已有百余年的发展史,自20世纪70年代始,管片接缝密封垫被确认为是接缝防水的主要防线,甚至被逐渐认知为唯一的防线。
辅助防水中的嵌缝防水则逐渐被弱化,或用以发挥疏排水功效,或有取消的趋势,这是由于嵌缝要求发挥功效发生衍变的结果。
对于盾构隧道结构,在研讨嵌缝防水的功效时,首先必须确定嵌缝设计的理念。
设计要明确嵌缝究竟应起到防水止水还是疏排水的功效,显然,只有嵌缝使所有环、纵向接缝全封闭,才能发挥防水止水功效,否则,局部、有限的嵌填只能发挥泄压、疏排的功效。
其次,嵌缝防水应分清是迎水面防水还是背水面防水。
例如,对于输水隧道构筑物而言,结构内面嵌缝主要是承受输水水压,而在施工阶段作为背水面材料也要承受地层中的水压,因而有双向防水的要求。
但对于地铁区间盾构隧道的嵌缝而言,只要防止地层中的地下水渗入、漏入,因此总是进行背水面防水。
此外,地铁区间盾构隧道的嵌缝还有其结构构造和运营使用上的特点:仰拱管片上有道床混凝土及轨枕;拱顶位置悬有供电接触网,这就对它的嵌缝材料与工艺有特殊的要求。
现着重阐述地铁区间盾构隧道管片嵌缝密封防水的衍变过程,并试析其原因。
1早期的地铁砌块嵌缝密封防水20世纪上半叶,尤其是20世纪30年代前,地铁区间盾构隧道预制衬砌主要是钢、铸铁等金属砌块,大多仅在预制衬砌内侧留设的嵌缝槽采用填缝材料密封防水,而不依靠管片环、纵面设密封材料防水。
这一时期,由于化学建材尤其高分子化工建材尚未诞生,故嵌缝密封材料多为与钢、铸铁管片对应的铅条、铝粉、铁粉;用混凝土砌块或金属混凝土复合砌块时,则采用相应的石棉水泥、膨胀水泥等无机材料,利用捣、压、击等方法嵌实,并适当借助材料的微胀机理密封止水。
这在英国与西欧早期地铁建设中有不少工程实例。
此后,管片接缝防水进入粘结防水、塑性防水时期,因其防水效果有限,故还借助嵌缝防水作为重要的辅助防线,例如采用低黏度的聚氨酯化合物浸渍麻丝或黄麻嵌入嵌缝槽,其方式是对全部接缝充实密封。
2中期的地铁管片嵌缝密封防水本文把20世纪50年代至90年代看作为“中期”。
这时期地铁盾构隧道衬砌越来越多地采用了钢筋混凝土管片,并逐步发展为高精度钢模制作的高精度管片,管片接缝防水的理念也从粘结防水、塑性防水发展为采用密封垫(弹性密封垫与遇水膨胀密封垫)压密防水,从环、纵面全断面防水方式转变到线状方式防水。
与之对应的管片接缝嵌缝防水也有了较大的发展(尤其是日本、韩国、中国大陆、港、台等国家和地区的都市地铁),显现出多样性。
其前后变化总结如下。
2.1管片嵌缝功效、嵌缝范围随着管片接缝密封垫防水功效的提高,考虑到地铁盾构隧道的特点,管片嵌缝需针对隧道进出洞口、连接通道等隧道变形、管片接缝张开变化较大的位置起重点防范。
至于其他位置,管片嵌缝仅要求起排水功效,以满足拱顶无渗漏水滴落在供电接触网、仰拱道床铁轨上,且仰拱处管片接缝也无冒水的要求。
换言之,进出洞口20~25环、连接通道钢管片及前后数环需要重点防范,全封闭嵌填;其他范围只需在拱顶43°位置防止滴漏,仰拱86°位置防止冒水进行局部封闭,使渗漏水引排至排水沟中。
图1为管片嵌缝作业示意图。
从上述可知,密封材料应具有下列特性:能长期保持不透水性;能长期保持粘结力或压缩应力;在嵌填作业与运营中拱顶材料不易坠落;仰拱材料适应基面潮湿,并均能适应结构接缝少量的张、缩变形。
因此,这时期的地铁盾构隧道管片嵌缝密封材料,通过嵌填密封,首先利用密封材料与嵌缝槽面粘合的原理,同时靠弹性挤密或膨胀致密的机理,达到防水与控制疏排水的目的。
这时期以日本为代表的东亚地区地铁往往采用这类方式。
2.2管片嵌缝密封材料这时期的嵌缝密封材料可分为未定型与定型两类,在工程使用时,根据不同的衬砌材质、嵌缝材料进行嵌缝沟槽设计。
2.2.1未定型嵌缝密封材料顾名思义,未定型嵌缝密封材料是指非预制的、不成型的密封材料,多为建筑密封胶。
1)聚硫橡胶密封胶聚硫密封胶系双组分制品,主剂为液态多硫聚合物,固化剂为金属氧化物,使用时将主剂和固化剂按规定比例混匀,固化反应后形成类似橡胶的高弹性密封体。
由于是双组分反应型材料,又较黏稠,嵌填作业前需双组分混合,相对而言施工不太方便,也有搅拌不均之虞。
因此,虽然固结体性能较好,但是施工性稍差。
2)聚氨酯密封胶聚氨酯密封胶分双组分制品和单组分制品,前者是双组分反应固化,后者则在封闭条件下储存,用嵌缝枪注入嵌缝槽后,带有游离异氰酸根的密封胶受潮气反应固化。
地铁区间隧道管片嵌缝则以单组分罐装聚氨酯密封胶为好,它以“枪”式嵌注,具有作业简便、质量稳定的优点。
3)聚氨酯遇水膨胀腻子或聚氨酯遇水膨胀密封胶利用材料遇水膨胀达到密封原理的嵌缝材料获得开发,体现了有限膨胀、控制膨胀的思想。
聚氨酯遇水膨胀腻子由水溶性聚氨酯预聚体和丁基橡胶聚异丁烯等经橡胶炼胶机混炼,再经挤出制成,系一种具有遇水膨胀性能的橡胶腻子。
它常与工字形塑料条组合使用以控制膨胀,变三向膨胀为单向膨胀,并借助环氧胶泥或聚合物砂浆封闭构成密封体系(图2左)。
上海地铁1号线及其试验段就采用了这类方式,即嵌填于工字形断面塑料条中,为遇水膨胀橡胶腻子类未定型材料(利用工字形条作为控膨材料,限制膨胀应力单向发挥),外封氯丁胶乳水泥抗裂防水,容易操作,效果尚好。
4)单组分遇水膨胀密封胶近20年来,嵌缝材料中的遇水膨胀橡胶腻子条多为遇水膨胀密封胶所替代,并摈弃了工字条,在利用有限膨胀密封原理的基础上,用少量单组分、挤出型遇水膨胀密封胶止水,再用氯丁胶乳水泥密封。
这样的施工方式,减少了膨胀密封材料的用量,简化了施工工艺(图2右)。
2.2.2定型嵌缝密封材料嵌缝件由三元乙丙合成橡胶制成(图3),可以加工成各种尺寸,用于管片环纵缝、导水沟密封件的十字连接。
施工时,将制件切成U形接口,用聚氨酯胶粘结在一起,使用掺有树脂的丁基水系粘合剂封涂粘结到混凝土管片嵌缝槽内。
这种嵌缝件,经过试验室管片接缝嵌缝一字缝试验,证明可以承受0.1MPa的水压而不渗漏。
但从图3也可看出,十字缝处稍有错位,这种密封就会不可靠,故只能起疏导水的作用,即发挥疏导时的、不承受水压的密封,所以称为“导水沟密封件”。
德国地下交通规划研究协会试验过另一类合成橡胶嵌缝件(图4),它仅能承受很低的水压力,且要求管片的拼装精度要精确到1mm,同样在十字缝位置非常难以处理。
在盾构隧道嵌缝工程中也只能起疏导水的作用。
图4中的嵌缝件采用“退拨”型硬橡胶芯材和带箭翼的密封件组合加强密封,试图对不同位置、大小有异的沟槽,通过硬质芯材击入深度的差别来调整、适应。
但事实上,这种芯材虽可制成片状、且为弧形,但仍难适应接缝宽窄的变化,遇及十字、丁字缝等节点就更难解决,因此在实际工程中用得不多。
上海地铁2号线区间隧道曾做过这方面的尝试(图5),利用预制密封件的齿形与芯材适应接缝的大小来满足密封性,与图4止水原理一致、外形相近(但两边齿牙为遇水膨胀橡胶类的),而击入的楔形芯材有差异(片状塑料的)。
因为如上所述的原因,实际效果也不够理想。
总体而言,预制成型密封件对地铁盾构区间隧道管片嵌缝不够成功,对于拱顶、仰拱局部接缝使用更欠合适。
此后,都采用了未定型材料。
2.3管片嵌缝槽形式管片嵌缝槽是设在管片内沿的槽口,通常分别设在管片的两侧,偶尔也有设在一侧的。
管片嵌缝槽的外形大致如图6所示,其中2#槽深而窄,适宜于承受背水压;1#、3#槽两侧平行,适宜于定型密封材料;4#槽内大外小,适合未定型密封胶,施工与运营中不易坠落。
现今,作为背水面的管片嵌缝槽的构造,嵌缝槽H/D(深宽比)宜≥3.0,槽深宜为25~55mm,单面槽宽以3~9mm为妥。
应该指出的是,其外形、尺寸除了要满足嵌填作业的需要外,还要有利于管片生产制作,尤其是管片钢模脱模板时不会损伤。
3当前地铁管片的嵌缝密封防水新世纪以来,随着地铁区间盾构隧道防水技术的发展,隧道渗漏水量减少,又因有拱部嵌缝材料下落的隐患,故北美、西欧的地铁率先取消了嵌缝作业。
目前,东亚地区的大多数城市也取消了管片拱部嵌缝的做法。
而管片环、纵缝,通过整体嵌缝作业止水的功效也受质疑,通常只在有限的部位发挥疏引作用,将渗漏水引排,以创造其他作业环境。
国内有关技术也开始有所变化,上述嵌缝的基本理念、嵌缝防水材料、施工作业方法,既有存用,也有改进。
如:1)底部仅在道床混凝土86°的范围内,用快硬水泥及时嵌填,便于道床混凝土在干燥、无污泥的环境下浇筑等(仅起防止嵌缝槽内留存杂物的作用);2)进出洞及连接通道邻近范围按变形缝处理,整条环缝360°直接嵌填高模量聚氨酯密封胶,利用粘结与弹(柔)性密封原理防水,故未用膨胀类材料,更无需再用水泥封堵。
4结语结合以上国内技术发展趋势,笔者认为下述盾构隧道管片嵌缝技术将成为今后的主流。
1)接触网制式的地铁区间隧道拱顶部悬有机车供电接触网,机车有受电弓,一旦拱部柔性条状嵌缝材料下挂、下坠到“网”与“弓”上,会造成供电短路,危害行车安全等风险,在权衡利弊后,通常不再嵌缝。
2)管片环、纵面接缝仍必须留有嵌缝槽,除了作为渗漏水疏导、引流的备用槽外,也是接缝注浆堵水必需的封缝槽。
由于现今极少采用定型嵌缝密封材料,嵌缝槽构造宜为未定型材料不易落出的外窄内宽形式,细部构造应同时满足管片制作时的脱模要求。
3)进出洞口附近20环左右的管片、连接通道前后数环管片等局部区段,因管片接缝变形量大,渗漏概率相对较高,可继续考虑采用环、纵缝全封闭嵌缝防水。
4)环、纵缝全封闭嵌缝防水时,宜采用适当模量的单组分聚氨酯密封胶嵌填。
注意过高拉伸模量(>0.40MPa)不利于适应变形,过低拉伸模量(<0.15MPa)不利于抵御水压。
此外,嵌缝前应在基面涂刷密封胶底涂料,提高粘合性;也可采用单组分遇水膨胀密封胶,但应施工限制膨胀材料予以约束。
5)管片嵌缝作疏导、引流用时,因其嵌缝密封胶不承受水压,可采用单组分低模量的聚氨酯密封胶及其封闭用抗裂防水砂浆;仰拱部可直接采用氯丁胶乳水泥等亲水性聚合物抗裂砂浆。
参考文献:[1]王振信.盾构法隧道的耐久性[J].地下工程与隧道,2002(2):4-7,51.[2]朱祖熹.地下工程防水设计中的常见病———读图札记(三)[J].中国建筑防水,2007(6):32-35.[3]刘建航,侯学渊.盾构法隧道[M].北京:中国铁道出版社,1991。