盾构隧道渗漏水原因分析及处理措施

盾构隧道渗漏水分析及处理措施

王峰蔡珍

（广州轨道交通建设监理有限公司无锡地铁2号线13标驻地监理部邮编：214000）摘要：基于无锡地铁2号线1期工程，探讨盾构隧道渗漏水分析及处理措施，同时综合国内其他城市地铁盾构法隧道施工特点，总结出一定的经验和认识，以供类似工程施工借鉴。

关键词：盾构；渗漏水；堵漏

盾构隧道渗漏水是一种盾构隧道施工过程中常见的施工质量问题。无锡地铁2号线是无锡首次穿越地裂缝的轨道交通线，影响工程施工的地下水主要是潜水、微承压水及第Ⅰ承压水。

无锡地铁2号线土建工程13标包含两站两区间：张巷站、大王基站、张巷站～河埒口站区间、河埒口站～大王基站区间，本文以张巷站～河埒口站右线盾构区间为例。

1 张巷站～河埒口站盾构区间工程简介

本区间设计范围：张巷站～河埒口站区间左线起终点里程为ZSK3+385.985～ZSK4+217.6814，左线短链1.214m，左线长830.4824m；右线起终点里程为YSK3+385.985～YSK4+217.6814，长链0.280m，右线长831.9764），左右线全长1662.4588单线米，包含盾构区间隧道主体部分、联络通道兼泵房。

本区间呈东西走向，隧道出张巷站后沿梁溪路前行进入河埒口站，区间右线存在两处R=600m平面曲线。

区间纵断面为V字型节能坡，右线分别以2‰、24‰和4.98‰坡度下坡至区间隧道中间最低点，然后分别以20‰、2‰坡度上坡至张巷站。区间埋深9.67～16.04m。设一处联络通道兼废水泵房，中心里程为YSK4+882.454（ZSK4+877.756）。

盾构管片环外径6.2m，内径5.5m，壁厚0.35m，环宽1.2m，管片共计694环，混凝土强度等级C50，抗渗等级P10。

张巷站～河埒口站区间盾构隧道穿越土层全部是6-1粘土层，其主要特征：灰黄色，硬塑，含铁锰结核。切面有光泽，干强度及韧性高，无摇震反应。

本工程区间为盾构法施工，区间内无地表水，影响工程施工的地下水主要是潜水、微承压水及第Ⅰ承压水。

道路两侧填土层有少量潜水，主要接受大气降水的入渗补给。勘察期间，潜水稳定水位埋深1.00m，相应标高2.45～2.60m，年变幅2.0m左右。

微承压水赋存于(3)3层粉土夹粉质粘土中，该层仅局部揭露，勘察期间稳定水位标高1.80m。微承压水水位与潜水位动态特征一致，受控于大气降水和地表水及上部潜水，但变幅较潜水位小，年变幅1.50m左右，水位高峰值出现在丰水期的7～8月份，标高一般在1.70～2.00m，低峰值出现在枯水期，标高在0.62m左右。

第1承压水赋存于(7)2层粉土中，勘察期间实测其地下水位稳定水位埋深7.10m，相应标高在-2.90m，年变幅1.20m左右。

根据本次勘察资料及历史水文地质资料，本场地历史最高水位为：潜水3.00m，微承压水2.00m，第1承压水-2.00m。近3～5年潜水位标高1.80～3.00m。

本工程区间内地下水和土对混凝土及混凝土中的钢筋具微腐蚀性。

2 渗漏水情况说明

张巷站～河埒口站盾构区间由于控制不当及施工环境影响，始发后350环内盾构隧道出现大量渗漏水管片。

盾构管片渗漏水的几种形式如下：

图1 环缝渗漏图2 纵缝渗漏

图3 管片螺栓处渗漏图4 吊装孔渗漏

3 原因分析

根据现场记录和现场观察总结，其分析造成渗漏的可能原因如下：

3.1管片自身质量缺陷

在管片生产过程中，设置密封垫的沟槽部位混凝土不密实有水泡、气泡等缺陷，管片拼装完成后，水从绕过密封垫，从水泡、气泡孔处渗漏进来。

3.2管片止水条脱落

在拼装过程中，管片发生了碰撞，使止水条脱落或断裂，使密封垫没有形成闭合的防水圈。

3.3管片衬背注浆不饱满

管片衬背注浆不饱满，若管片密封条贴合不密实，管片顶部积水，使密封垫压实比较薄弱的地方产生渗漏。

3.4盾构与管片的姿态不好

盾构与管片的姿态不好，影响到管片的拼装质量，造成管片间错位，相邻管片止水带不能正常吻合压紧，从而引起漏水；

3.5掘进过程中推力不均匀

掘进过程中推力不均匀造成管片受力不均匀而产生裂纹、贯穿性断裂等而渗漏水；在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹而渗漏水。

3.6管片拼装质量控制不严格

管片存在泥土等杂物未清理导致拼装出现空隙形成漏水；拼装K块时，K块密封条损坏，造成渗漏水；管片螺栓紧固不到位，造成管片防水没有压实造成渗水，或管片螺栓紧固过早，导致管片整体未压实。

3.7转弯处转弯环选型不准确

在水平方向上存在曲线的路线上，曲线内径与外径所存在的长度差即是管片左右侧存在的楔形总量，如果转弯环拼装数量不足或过多，造成管片楔形总量少于或超过曲线内外径实际差值，就会造成管片间隙，使相邻管片止水带不能正常吻合压紧，从而引起漏水。

3.8盾构前进反力不足

盾构前进反力不足，易导致管片接缝不严，致使管片渗漏。此种状态主要出现在始发及到达掘进阶段，正面无土压力或土压力较小情况下，盾构前进阻力所提供的反力远小于管片止水胶条所需的挤压力，从而易产生因反力不足而导致管片止水胶条挤压不实，影响管片止水条的防水性能，造成管片接缝渗漏。

3.9管片上浮或侧移，管片与隧道初支间空隙较大且不均匀，注浆时操作难度大，而且填充效果差，从而导致顶部回填注浆难以密实，极易发生管片上浮或侧移，造成管片破损，引起管片渗漏。

4 预防措施

4.1针对管片存在的水泡、气泡等缺陷问题，加强生产控制、出场验收和进场验收。管片生产过程中安排专人驻厂质量把关，把缺陷控制在源头；出厂时对管片再次验收，及时对存在的不可避免的缺陷进行修复，同时注意吊装过程中对管片的损伤。进场管片严格把关，同时会同监理共同验收，实现管片“零缺陷”。

4.2管片拼装前对拼装工人进行交底，过程中加强对管片的精细操作避免管片碰撞，管片在转运过程中必须垫方木，避免管片在下方时碰角，一旦发现止水条断裂或脱落及时更换，保证拼装管片的质量符合防水的要求。

4.3加强同步注浆控制

(1)在浆液性能的选择上应该保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度、限定范围防止流失(浆液的稠度)的有机结合，才能保证隧道管片与围岩共同作用形成一体化的构造物。盾构隧道衬背注浆的浆液配比应进行动态管理，依据不同地质、水文、隧道埋深等情况的变化而不断调整浆液性能，以控制地表的沉降和保证管片的稳定，保证管片的防水效果。