地鐵盾構隧道管片防水技術措施探索

張書玉

（中鐵十一局集團城市軌道交通有限公司，湖北 武漢 430074）

1.概述

某地鐵標段盾構區間線路雙線總長度為5278.52m，該地鐵盾構隧道襯砌采取C50、S12鋼筋混凝土預制管片拼裝成型，采取每掘進1.5m則拼裝內徑為5400mm、外徑為6000mm的環管片，拼裝采取“3+2+1楔形塊”錯縫拼裝，同時對于管片的接縫位置采取三元乙丙彈性橡膠止水條防水。

根據招標文件和設計要求，盾構隧道防水等級為二級，要求隧道頂部不允許滴漏，其它不允許漏水，結構表面可以有少量濕漬。總濕漬面積不應大于總防水面積的6/1000，任意100m2防水面積上的濕漬不超過4處，單個濕漬的最大面積0.2m2。滲漏水量小于0.1L/m2·d。

為了有效地確保本盾構隧道管片防水質量，管片的安裝質量是首要關鍵；同時對盾構掘進所產生的環形間隙采取同步注漿充填以有效地控制地層變形，同時在施工中有必要情況下采用二次注漿以補強。

2.管片安裝來提高防水質量

從以往工程實踐表米，管片拼裝質量的好壞直接影響到管片的防水、安全以及隧道的外觀，因此，為了有效地提高管片防水質量，在施工中應從各個方面抓好管片拼裝工作。基于此，本工程為提高隧道總體剛度，改善管片受力狀態，管片的安裝采用錯縫拼裝方式，采用小封頂塊，徑向先搭接2/3，再縱向推入1/3方法施工。

2.1 管片安裝精度要求

根據施工圖紙的要求，為了有效地提高隧道管片安裝的精度要求，本工程采取以下措施：

（1）整環拼裝的允許誤差，相鄰環的環面間隙為1.0mm～1.5mm，縱縫相鄰塊的間隙為1.5mm～2.0mm，縱向螺栓孔孔徑、孔位分別為±1mm，襯砌外徑為±3mm。

（2）對于錯縫拼裝時，單塊管片的制作誤差，其寬度為±0.3mm，整環拼裝相鄰環面間隙為0.6～0.8mm，其余標準同上。

2.2 管片安裝技術

本盾構隧道的管片選型是以滿足隧道線型為前提，重點考慮管片安裝后盾尾間隙要滿足下一掘進循環限值，確保有足夠的盾尾間隙，以防盾尾直接接觸管片。一般情況下，管片選型與安裝位置根據推進指令先行決定，使管片環安裝后推進油缸行程差較小。同時管片安裝必須從隧道底部開始，然后依次安裝相鄰塊，最后安裝封頂塊。封頂塊安裝前，應對止水條進行潤滑處理，潤滑劑應為水性潤滑劑；安裝時先徑向插入，調整位置后緩慢縱向頂推到位。管片塊安裝到位后，應及時伸出相應位置的推進油缸頂緊管片，其頂推力應大于穩定管片所需力，然后方可移開管片安裝機。在管片環脫離盾尾后要對管片連接螺栓進行二次緊固。管片安裝時非管片安裝人員不得進入管片安裝區。

2.3 防水要求的安裝管片質量保證措施

為了有效地保證本盾構隧道管片防水效果，嚴格進場管片的檢查，破損、裂縫的管片不用。下井吊裝管片和運送管片時應注意保護管片和止水條，以免損壞。對于止水條及軟木襯墊粘貼前，應將管片進行徹底清潔，以確保其粘貼穩定牢固。施工現場管片堆放區應有防雨淋設施。

在盾構機內管片安裝前應對管片安裝區進行清理，清除如污泥、污水，保證安裝區及管片相接面的清潔。嚴禁非管片安裝位置的推進油缸與管片安裝位置的推進油缸同時收縮。對于負環管片安裝采用錯縫拼裝。在特殊管片安裝之前，預先調整好盾構間隙與推進油缸行程差，以確保特殊管片能按設計類型順利安裝。

管片安裝時必須運用管片安裝微調裝置將待裝的管片塊與已安裝管片塊的內弧面縱面調整到平順相接以減小錯臺。調整時動作要平穩，避免管片碰撞破損。同時對于同步注漿壓力必須得到有效控制，注漿壓力不得超過限值。管片安裝質量應以滿足設計要求的隧道軸線偏差和有關規范要求的橢圓度及環、縱縫錯臺標準進行控制。在管片環脫離盾尾后要及時對管片連接螺栓進行二次緊固，以免因管片脫出后受力情況改變而產生較大的變形，同時，對于施工同步注漿中沒有達到理論注漿量的環，要及時進行二次注漿。

3.盾構隧道管片防水技術

根據本工程要求，防水設計為管片砼抗滲等級S12；拼裝縫采用高彈性三元乙丙橡膠密封條防水，隧道結構上部450范圍內，下部900范圍內的管片間拼裝縫內側進行嵌縫加強防水；螺栓孔及管片吊裝孔采用遇水膨脹橡膠圈密封防水，環形間隙注漿體作為隧道防水的加強層。為達到設計的防水標準，對于管片自防水等施工環節重點采取以下措施：

3.1 管片自防水

按本標書“管片生產”章節中技術要求與措施實現管片自防水達到設計要求。選擇合適的原材料、設計科學合理的配比、采取嚴格的生產過程控制措施、按照規定加強檢測，保證管片成品的抗滲等級、強度和各項質量指標符合設計要求。加強管片堆放、運輸中的管理和檢查，防止管片開裂或在運輸中碰掉邊角。管片進場和下井前應作外觀檢查，保證有缺陷的管片不得進工地和下井。

3.2 管片拼裝縫的防水

管片拼裝縫的防水是非常關鍵的環節，本工程在此環節施工中主要作好以下幾方面工作：選購專業廠商生產的性能優良的防水密封條、粘結劑，并對進場的防水材料進行嚴格的檢驗，確保其質量的合格。對于止水條采用粘貼安裝，在現場地面堆放場粘貼施工，每環管片止水條的粘貼應在安裝前12h～24h內完成。在粘貼止水條時同時進行管片襯墊的粘貼。待粘基面必須無塵、無油、無污、干燥，以保證粘貼質量。為了提高質量，粘貼步驟采取如下：按管片選型選擇止水條→基面清理→槽內涂粘結劑→密封條涂粘結劑→粘貼→用木錘或橡膠錘打壓密貼。對粘貼好止水條的管片，在裝拼前應采取措施防止雨淋、水浸；在運輸和裝拼中應避免擦碰、剝離、脫落或損傷。另外，安裝管片時采取有效措施避免損壞止水條，并應保證管片拼裝質量，減少錯臺，保證其密封止水效果。針對管片角部為防水的薄弱環節，角部密封墊應鋪設到位，并在管片角部設加強密封薄片，以加強防水密封效果。

3.3 管片拼裝縫的嵌縫防水措施

根據本盾構隧道各洞段的施工及防水功能要求，所需嵌縫范圍見表1所示。對嵌縫采用聚合水泥（如氯丁膠乳水泥）或環氧樹脂嵌縫膠作為嵌縫材料，先將嵌縫槽洗刷干凈，然后涂刷一道基面處理劑，再按設計置入PE薄膜，最后用嵌縫材料嵌填密實。如果待嵌縫有滲漏水須先進行地下水的堵漏與引排后再嵌縫。

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3.4 螺栓孔、吊裝孔防水

本工程的螺栓孔的密封圈采用遇水膨脹橡膠材料，利用壓密和膨脹雙重作用加強防水。如要通過吊裝孔進行注漿，注漿結束后將活動端頭部分拆除，清除預留孔內殘余物，填入膩子型遇水膨脹止水密封材料，然后用防水砂漿封固孔口。吊裝孔螺栓套管外側采用遇水膨脹橡膠環形密封圈加強防水，在管片生產時預置。

3.5 同步注漿加強防水措施

另外，本工程采取背襯同步注漿作為外加防水層，按本標書同步注漿章節中的有關方法，確保同步注漿的及時性、耐久性以及密實性，切實作到加強防水的作用。

3.6 質量保證措施

為了有效地確保本盾構隧道管片防水效果，對于防水施工環節均由專業防水作業班組實施，同時對防水工必須進行崗前培訓經考核合格后才能上崗。各項防水作業分項工作由專業防水工程師進行指導，并進行檢查合格后才能進入下道工序。另外，專門成立防水QC小組，針對工程防水工藝、技術問題開展防水施工質量攻關活動，以優良的工序質量來保證達到優良的工程防水質量。

結論

文章通過結合筆者從事高層建筑結構設計的工作經驗，分析了當前高層混凝土建筑的應用優勢，同時根據其特點，提出設計中應當如何合理地設計，同時就框架剪力墻的設計應用進行闡述，為同類工程提供有價值的參考。

本文通過結合某地鐵盾構隧道施工實例，針對該隧道管片防水設計要求拼裝縫采用高彈性三元乙丙橡膠密封條防水，隧道結構上部450范圍內，下部900范圍內的管片間拼裝縫內側進行嵌縫加強防水；螺栓孔及管片吊裝孔采用遇水膨脹橡膠圈密封防水，環形間隙注漿體作為隧道防水的加強層。工程實踐效果明顯，滿足防水設計要求，可為同類工程提供有價值的參考。

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