隧道堵漏公司盾构法隧道防水堵漏技术案例分析

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1.工程概况

隧道堵漏公司治理的成都地铁某号线隧道共3个区间，全长4799.09单线延米，为双孔圆形隧道。主要附属工程包括3个联络通道（2个含泵房）、14个洞门。

2.盾构法隧道防水设计

防水设计标准是：盾构区间及联络通道防水等级为二级，拱部不允许渗水，结构不允许漏水，结构表面可有少量湿渍。总湿渍面积不应大于防水面积的6/1000，任意每平方米防水面积上湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2㎡。一般而言，盾构法隧道防水的原则是“以防为主、刚柔并济、多道设防、因地制宜、综合治理”。盾构法隧道防水主要要求是在一定的水压作用下，除了管片必须具有防水抗渗能力外，更应满足管片环纵缝在预定张开量下的防水能力。其防水施工的内容主要包括：管片自防水、管片外防水涂层、管片接缝防水（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）。

2.1管片结构自防水

管片结构自防水是防水的根本，只有管片混凝土满足自防水的要求，隧道的防水才有了基本保证。因此，管片结构的自防水是盾构法隧道防水的首要措施，在设计和施工中，主要通过满足管片混凝土的抗渗要求和管片预制精度要求来实现。盾构法隧道衬砌管片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。保证防水混凝土达到规范规定的密实性、抗渗性、抗裂性、防腐蚀和耐久性。

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磨损条件下保持完好，不损伤、抗渗水；

（2）当管片弧面的裂缝宽度达0.3mm时，仍能抗0.8MPa的水压，长期不渗漏；

（3）涂层应具有防迷留的功能，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，且无毒或低毒；

（5）涂层要有良好的施工季节适应性，施工简便，成本低廉。

2.3管片接缝防水

管片接缝防水是盾构法隧道防水的核心，而管片接缝防水的关键是接缝面防水密封材料的采用及其设置。管片接缝防水措施主要包括：密封垫防水、嵌缝防水、螺栓孔防水、二次衬砌防水等。

2.3.1弹性密封垫防水

在使用高精度管片的基础上，采用弹性密封原理、线性密封方式、密封材料预制成型施工法，制成具有特殊断面形式的弹性密封垫。它通常加工成框形、环形，套裹在环片预留的凹槽内，形成线防水。

2.3.2嵌缝防水

嵌缝防水是以接缝弹性密封垫防水作为主要防水措施的补充措施。即在管片环缝、纵缝的内侧设置嵌缝槽，用止水材料在槽内嵌缝密实来达到防水目的。嵌缝填料要求具有良好的不透水性、粘结性、耐久性、延伸性、抗老化性，特别要能与潮湿的混凝土良好结合，并具有不流坠的抗下垂性，以便在潮湿环境下进行施工。目前多采用环氧树脂、聚硫橡胶、聚氨酯、环氧焦油等作为嵌缝材料。成都地铁管片环纵缝嵌缝材料的选用分为两种方式：一般嵌缝方式采用聚乙烯薄模和氯丁乳胶水泥；特殊嵌缝方式采用聚乙烯薄模和聚硫密封胶。嵌缝作业在环片拼装完成后过一段时间才能进行，亦即在盾构推进力对它无影响，衬砌变形相对稳定时进行。

2.3.3螺栓孔防水

螺栓孔防水也是管片接缝防水的一种补充方式。管片拼装完成后，若管片接缝外侧的防水弹性密封垫止水效果好，一般不会从接缝内侧的螺栓孔发生渗漏。但在密封垫失效和环片拼装精度差的部位，螺栓孔处会发生渗漏，因此，必须对螺栓孔进行专门的防水处理。隧道堵漏公司了解到，成都地铁目前普遍采用遇水膨胀橡胶、聚乙烯及合成树脂等做成环形密封垫圈，靠拧紧螺栓时的挤压作业充填到螺栓孔间，以达到止水的目的。

2.3.4手孔防水

管片衬砌纵、环缝螺栓手孔采用AEA微膨胀水泥砂浆封堵。

2.3.5盾构出洞防水

盾构出洞为防止泥沙及水的涌入，需设置帘布橡胶圈，帘布橡胶圈由模具分块压制成一整环。

2.3.6二次衬砌防水

在管片的上述接缝防水措施不能完全满足止水要求时，可在其内侧再浇筑一层素混凝土或钢筋混凝土二次衬砌，构成双层衬砌。二次衬砌做法各异，主要有直接在管片内侧浇筑混凝土内衬砌；在管片内表面先喷一层15~20mm厚的找平层后，粘贴油毡或合成橡胶类防水卷材，再在防水卷材内侧浇筑混凝土内衬。混凝土内衬的厚度根据防水及施工的需要确定，一般为150~300mm。

3盾构法隧道堵漏

渗漏水调查是隧道堵漏公司施工过程中的首要环节。调查的内容一般侧重于漏水或漏泥的位置和形式、混凝土管片的损坏情况等，主要是查清渗漏水的原因和水的渗入途径，并由此制定渗漏水治理方案。盾构法隧道的渗漏水治理效果很大程度上取决于堵漏作业人员的经验，而缺少严格、正确的渗漏水调查也是堵漏失败的一大原因，这一点必须得到足够的重视。

3.1盾构法隧道渗漏水的原因

（1）管片后注浆的质量差、充填不密实，不能使围岩和衬砌整体协调受力，造成受力不均，局部变形过大，首道防水层失去作用而引起渗漏水。

（2）管片在制作时养护不合理、水灰比过大，出现气孔和微裂纹。

（3）管片在运输、拼装中受挤压、碰撞、缺边掉角。

（4）遇水膨胀橡胶密封垫粘贴不牢，或过早浸水使膨胀止水效果降低。

（5）管片拼装质量差、螺栓未拧紧，造成接缝张开过大；手孔、注浆孔等薄弱部位封孔质量差，螺栓孔未加防水密封垫圈等。

3.2盾构法隧道的堵漏措施

首先查明渗漏水的详细情况和原因，隧道堵漏公司再根据渗漏出现的不同部位、不同形式，采用不同措施。

（1）对于集中成片渗漏区，宜利用环片注浆孔注浆回填。即钻穿注浆孔，再注入超细早强水泥浆、有溶性聚氨酯浆液等堵漏。

（2）对于管片环缝、纵缝的局部线漏、滴漏，宜采用钻新孔注浆堵漏。具体方法是：在渗漏严重处先打一小孔，直径一般为2~3cm，插入塑料细管引排渗漏水，同时插入注浆管，向管片后压注水玻璃水泥浆、聚氨酯浆等材料封堵渗漏水通道。当确认不渗漏水时剪断注浆管，最后用快凝水泥封闭孔及周边缝。

（3）对于管片裂缝引起的渗漏水，可根据裂缝宽度，按如下两种情况处理。

①宽度大于0.2mm的裂缝应先注浆堵漏，再用氯丁胶乳、丙烯酸乳液等进行表面涂抹封闭裂缝，这些材料具有很大的弹性、粘结性和自身强度，能适应裂缝以后的发展变形。

②宽度小于等于0.2mm的微裂缝，据实践调查表明，在具有一定厚度（300mm以上）和承受的水压不大时，不会出现影响隧道使用的明显渗漏；当水压不太大时，会出现潮湿裂缝或轻微渗漏水，这时混凝土的裂缝具有自愈能力，同时渗漏水对钢筋锈蚀影响也不明显。因此，处于地下水中的混凝土裂缝的允许宽度，其上限一般定为0.2mm。对于这类型裂缝，只需采用AS混凝土墙面涂料、SWF水泥密封材料等作表面涂刷封闭处理，即能达到堵漏的要求。

4.结束语

隧道堵漏公司对于盾构法隧道防水施工，主要有以下几点体会：

（1）整座隧道推进和拼装的质量必须得到保证，这是前提条件；

（2）选择合理施工时期，通常要求堵漏应在隧道变形稳定以后进行，而且最好安排在枯水期施工；

（3）设计要合理，施工应精心。总的来说，防水作为隧道的一项基本要求，应贯彻于工程的全过程中，仅靠专项的防水施工要达到理想的效果是很困难的。