地铁盾构隧道防水堵漏技术

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5～10m/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: 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。

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。

①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。

②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。

③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。

④管片出厂前必须通过各道验收程序，各道生产工序的检查、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。

⑤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: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：①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;②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( 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①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;
②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3~10mm, 深20~30mm) 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;③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,做到了有效的控制渗漏，绝大多数的线漏、渗漏都已消除,达到设计要求。

在的类似项目施工中, 可以以此方案作为借鉴。

参考文献：
[1]《地下工程防水技术规范》gb50108-2001；
[2]小泉淳,小林亨.盾构隧道最新防水技术.隧道译
丛,1993(4):50-64
[3]温竹茵,张庆贺,等.盾构法隧道防水堵漏技术.施工技
术,1999(4):13-14。