盾構(gòu)法隧道施工防水淺談

張小君

中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原

盾構(gòu)法隧道施工防水淺談

張小君

中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原

通過對(duì)國內(nèi)外相關(guān)資料的閱讀，主要介紹了盾構(gòu)法隧道施工防水原則和方法，隨后詳細(xì)介紹了盾構(gòu)管片防水，特殊接口防水施工，聯(lián)絡(luò)通道處的防水技術(shù)，為盾構(gòu)法隧道施工防水提出了合理的建議。

盾構(gòu)法；隧道施工；防水

shield method；tunnel construction； waterproof

1、前言

盾構(gòu)隧道由于結(jié)構(gòu)和施工的特殊性，其防水設(shè)計(jì)有別于現(xiàn)澆明挖及礦山、沉管結(jié)構(gòu)。由于早期盾構(gòu)法施工費(fèi)用較高，我國地鐵采用盾構(gòu)開挖法起步較晚，基本上是從20世紀(jì)90年代中期才開始，其防水和防腐設(shè)計(jì)也是在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和借鑒國外設(shè)計(jì)理念中不斷向前進(jìn)步的。10多年來，我國盾構(gòu)防水設(shè)計(jì)經(jīng)歷了從簡單關(guān)注接縫防水到將管片自身防水防腐、接縫防水、管片制作、管片外注漿、止水材料適應(yīng)沉降及管片變形能力、手孔及螺栓防水等進(jìn)行綜合考慮的過程，使盾構(gòu)防水?dāng)[脫了單純注重接縫防水的初級(jí)階段，形成了一個(gè)完整的防水體系，保證了盾構(gòu)防水效果。

2、盾構(gòu)法隧道施工防水原則與方法

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（G B 5 0 1 5 7-2 0 0 3）和《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2001）并結(jié)合考慮本標(biāo)段的工程環(huán)境、地質(zhì)水文等條件，本著使用安全、經(jīng)濟(jì)合理的精神，區(qū)間按下列原則確定防水模式：強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)自身防水并遵循“以防為主、剛?cè)岵?jì)、多道設(shè)防、因地制宜、綜合治理”的原則。

區(qū)間隧道及聯(lián)絡(luò)通道等附屬結(jié)構(gòu)的隧道結(jié)構(gòu)防水等級(jí)應(yīng)為二級(jí)，各部位防水等級(jí)為：隧道上半部不允許滴漏，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬；總濕漬面積不應(yīng)大于總防水面積的2/1000，任意100m2防水面積上的濕漬不得超過2處，，單個(gè)濕漬的最大面積不大于0.2；在隧道工程中整條隧道的平均滲漏量不得大于0.05L/m2·d，任意100m2的滲漏量不得大于10L/d。

結(jié)構(gòu)施工縫和變形縫應(yīng)有可靠的防水措施，防水材料可采用橡膠止水帶、防水嵌條等。施工中應(yīng)采用各種有效措施，減少結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，提高結(jié)構(gòu)防水能力。

3、盾構(gòu)管片防水

3.1、管片抗?jié)B性能驗(yàn)證

通過對(duì)采購的管片進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)，應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)的方法一般如下：從經(jīng)水養(yǎng)護(hù)7天以上的管片抽取10%的數(shù)量做抗?jié)B檢漏試驗(yàn)，試驗(yàn)抗?jié)B壓力為1.2MPa，恒壓6小時(shí)，滲透深度不超過50mm。在對(duì)初始生產(chǎn)100環(huán)進(jìn)行檢驗(yàn)并合格后，可將抗?jié)B檢漏比例改為5%，但每臺(tái)班至少抽檢一塊，由專職檢驗(yàn)人員檢驗(yàn)并做好記錄。

3.2、盾構(gòu)隧道接縫防水

盾構(gòu)隧道管片接縫處的防水結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 管片環(huán)、縱縫處防水結(jié)構(gòu)圖

為了滿足接縫防水要求，在管片接縫處設(shè)置了框形三元乙丙橡膠和水膨脹橡膠組成的彈性密封墊和嵌縫兩道防水措施，并以彈性密封墊為主要防水措施。由管片廠進(jìn)行加工粘貼。管片運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后避免日光直接照射、雨水侵蝕。

嵌縫槽密封材料內(nèi)部嵌填采用遇水膨脹橡膠膩?zhàn)樱煌獠棵芊獠牧喜捎寐榷∧z乳水泥。

3.3、隧道管片嵌縫防水

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，隧道管片需作嵌縫處理，該項(xiàng)工作需在隧道貫通后道床鋪設(shè)前進(jìn)行。嵌縫流程見下圖, 圖中尺寸單位：mm。

圖2 嵌縫施工工藝流程圖

(1)施工方法。清理管道內(nèi)的泥水和附著在管片表面的注漿材料，二次緊固螺栓，需達(dá)到以下要求：①所有的嵌縫槽內(nèi)均不得有滲漏水部位，否則應(yīng)先進(jìn)行堵漏處理；②所有嵌縫槽如有缺陷應(yīng)先進(jìn)行修補(bǔ)；③所有的管縫（環(huán)縫和縱縫）必須清理干凈；④管道內(nèi)表面保持干凈，封堵前，施工部位必須保持干燥；⑤所有螺栓必須擰緊，表面不允許有泥水和其它異物；⑥清理完泥水必須運(yùn)出，嚴(yán)禁堆積于管片底部。

首先在環(huán)、縱縫內(nèi)刷涂YJ-302界面劑，再嵌入閉孔泡沫聚乙烯棒或PE薄膜，然后在環(huán)、縱縫內(nèi)填入氯丁膠乳水泥至與管片內(nèi)面平齊，變形縫襯砌環(huán)兩側(cè)的環(huán)縫使用雙組分聚硫密封膠。

（2）注意事項(xiàng)。①涂刷界面劑，如涂刷后24小時(shí)沒有填密封材料，須再刷一次；②現(xiàn)場(chǎng)拌和密封材料，每次最多拌合2～3kg，隨拌隨用以免失效；③密封材料封堵后，在其未干前，用膩?zhàn)拥墩{(diào)整刮平，要順同一方向，避免來回多次抹壓，要用刀的背面輕輕在密封材料上滑動(dòng)，使其形成光面；④嵌填完畢后養(yǎng)護(hù)2～3次，施工現(xiàn)場(chǎng)須清掃時(shí)，一定要在密封材料干燥后進(jìn)行，以防止污染或破損； ⑤管片進(jìn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)收；⑥拼裝時(shí)注意膠圈保護(hù)；⑦發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)更換。

3.4、管片手孔處理

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，隧道完成以后，要對(duì)隧道襯砌管片的全部手孔進(jìn)行混凝土處理，該項(xiàng)工作需在隧道貫通后道床鋪設(shè)前進(jìn)行。

(1)施工方法。清理隧道內(nèi)襯砌管片手孔內(nèi)的泥水和附著在管片表面的注漿材料，再次緊固螺栓。必須達(dá)到以下要求：①所有的手孔內(nèi)必須清理干凈，確保孔內(nèi)無污泥、污水等雜物；②清理完成后隧道內(nèi)管片表面保持干凈，封堵前，手孔內(nèi)必須保持干燥；③所有的螺栓必須擰緊、擦拭干凈，螺栓表面不允許沾有泥水和其它異物；④清理完的泥水必須及時(shí)運(yùn)出，嚴(yán)禁堆積于管片底部。

施工時(shí)，首先在管片手孔內(nèi)表面刷涂混凝土界面劑，待界面劑干燥后，用微膨脹水泥砂漿填入手孔內(nèi)，用抹子壓實(shí)，在砂漿干透之前必須保證壓兩～三遍，砂漿表面不得低于或高于管片表面，表面不能有裂縫。

(2)注意事項(xiàng)。①涂刷界面劑，如涂刷后24小時(shí)沒有填密封材料，須再刷一次；②現(xiàn)場(chǎng)拌和材料，每次最多拌合2～3kg，隨拌隨用以免失效；③密封材料封堵后，在其未干前，用膩?zhàn)拥墩{(diào)整刮平，要順同一方向，避免來回多次抹壓，要用刀的背面輕輕在密封材料上滑動(dòng)，使其形成光面。

3.5、注漿孔防水

二次注漿結(jié)束后，清除注漿孔內(nèi)殘留的漿液，使用止逆閥和螺旋管塞、密封墊圈進(jìn)行防水,因?yàn)槊芊馊?huì)發(fā)生蠕變而松弛，在施工過程中需要對(duì)螺旋管塞進(jìn)行二次擰緊。在貫通掘進(jìn)中，考慮到盾構(gòu)進(jìn)入接收井時(shí)因盾構(gòu)前方無土壓故盾構(gòu)對(duì)后方的管片的壓力較小，致使管片間的橡膠止水圈的壓縮量達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，防水效果也達(dá)不到要求。需要將進(jìn)洞一定范圍內(nèi)管片用拉緊聯(lián)系連接起來，在拉緊聯(lián)系上施加預(yù)應(yīng)力。拉緊聯(lián)系在洞口永久防水結(jié)構(gòu)施做完畢之后再行拆除。

4、特殊接口防水施工

洞門是盾構(gòu)隧道與工作井（車站）的連接部位，是施工防水的難點(diǎn)也是重點(diǎn)，這些部位拐角多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工縫和變形縫多；還有在盾構(gòu)進(jìn)出隧道時(shí)推力小，管片缺乏后座鼎力時(shí)管片間的壓力相對(duì)較小，接縫不密實(shí)，易漏水，靠近洞門的盾構(gòu)區(qū)間隧道要重點(diǎn)對(duì)待。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）盾構(gòu)出洞時(shí)，采用特殊簾布橡膠圈及可靠的固定裝置減少漏泥，漏水，并在洞口進(jìn)行注漿，用特殊形式的止水帶與遇水膨脹橡膠止水條、密封膠加強(qiáng)抗裂與防水；

（2）在拆除管片前，先從注漿孔注漿以減少滲水；

（3）拆除管片后如還有滲水的部位，必須繼續(xù)注漿封堵。

5、聯(lián)絡(luò)通道處的防水

由于聯(lián)絡(luò)通道是在隧道施工完成后，再采用暗挖法施工完成的，所以盾構(gòu)區(qū)間結(jié)構(gòu)和通道結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相交邊緣的防水是整個(gè)區(qū)間防水的重點(diǎn)。以下是設(shè)計(jì)中采用的處理措施：（1）首先加大通道接縫處的結(jié)構(gòu)斷面，以提高此處的結(jié)構(gòu)剛度，減小通道接口處結(jié)構(gòu)變形，同時(shí)也提高了結(jié)構(gòu)自防水的能力；（2）特殊管片開洞周圍與通道結(jié)構(gòu)相交面采用SBS防水層，和兩道封閉的水膨脹橡膠止水條；（3）通道初襯及二襯間采用無紡布和ECB板防水。

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Waterproof of Shield Method Tunnel Construction

Through the domestic and international related data reading, mainly introduced the shield method tunnel construction waterproof principle and method ,then introduced the shield segment waterproof in detail,waterproof construction of special interface and connecting passage, it put waterproof technology in shield method tunnel construction waterproof forward reasonable suggestions.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.060

張小君,男, 中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司,助理工程師。