对于盾构隧道防水的探讨
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摘要：本文结合作者多年的地铁隧道建设经验，主要介绍盾构隧道防水堵漏技术。
关键词：防水技术隧道防水隧道堵漏施工方法
1前言
随着城市建设的发展，地铁的也蓬勃发展起来。在地铁隧道工程中，如果没有可靠的防水、堵漏措施，地下水就会侵入隧道，影响其内部结构与附属管线，乃至危害到地铁的运营和降低隧道使用寿命。
就密封材料而言，以日本为代表的方面，则采用水膨胀橡胶，靠其遇水膨胀后的膨胀压止水。它的特点是可使密封材料变薄、施工方便，但耐久性尚待验证。以西德为代表的欧洲方面，采用非膨胀合成橡胶，靠弹性压密，以接触面压应力来止水，以耐久性与止水性见长。德国PHOENIX公司提供的隧道衬砌合成橡胶垫就是其中较典型的形式。国内主要采用水膨胀橡胶，并已开始研究开发水膨胀类材料与密封垫两者的复合型。
2盾构法隧道的防水设计方法
2.1结构自防水设计，衬砌采用高精度模具制作的C50高强度混凝土的管片，抗渗等级为S12，为A级防水标准。地下水对混凝土有腐蚀时，要求混凝土的抗侵蚀系数大于0.8。
2.12接缝防水设计，管片之间设置密封垫沟槽，内填EPDM橡胶密封垫。
2.13嵌缝防水设计，管片上预留嵌缝槽，在隧道管片拱顶45°范围和拱底90°范围嵌缝密封。嵌缝材料采用氯丁胶乳水泥，先在嵌缝里贴PE薄膜，再由嵌缝枪嵌填氯丁胶乳水泥处理。对于变形缝，先塞入断面直径为22mm的PE泡膜塑料条，再由嵌缝枪嵌填聚氨酯密封胶处理。在弹性密封垫寿命期满之后，对无法更换密封垫，作为第二道防水线的嵌缝材料是容易剔除并重新嵌填密封胶，保证隧道长期防水效果。
2.14螺栓孔防水设计，采用遇水膨胀橡胶密封圈作为螺栓密封圈，利用加密和膨胀双重作用加强防水。
2.15注浆孔防水设计，采用遇水膨胀橡胶止水圈，加强注浆孔与管片之间的密封防水。
2.16接头防水设计，隧道与联络通道连接处防水以设置EVA防水板和自粘式防水卷材为主，同时尽可能将联络通道的柔性防水层通过过渡材料与管片粘接形成密封防水层。钢管片与混凝土管片沟槽内填EPDM橡胶密封垫，管片间垫丁腈软木橡胶板E1，螺栓孔密封圈为遇水膨胀橡胶，嵌缝处理参见本页③条嵌缝防水设计内容。
2.17手孔防水设计，道床混凝土范围内的手孔均预留不作埋设处理；180度以下，道床混凝土以上范围内的手孔充填渗有硫铝酸盐微膨胀水泥的C15细石混凝土；180度以上，采用塑料保护罩，保护罩内填充双组分聚氨酯泡膜材料。
2盾构法隧道的防水措施
2.1管片自防水
管片砼采用C50高强度混凝土，抗渗等级为S12。管片生产时要严格控制生产过程，加强检测，保证管片的抗渗等级、强度以及各项质量指标符合设计要求；加强管片堆放、运输中的管理和检查，防止管片开裂和运输中碰掉边角；管片进场和下井前应作外观检查，保证有缺陷的管片不得使用。
2.2衬砌外注浆防水
因盾构施工的特点，在衬砌管片与天然土体之间存在环形空隙，通过同步注浆与二次注浆充填空隙，形成一道外围防水层，有利于区间隧道的防水。同步注浆采用水泥和水玻璃双液浆，在盾构掘进同时进行。二次注浆采用单液水泥浆，但在隧道开挖对地表建筑物或管线影响较大地段，为及时回填空隙，减少地面沉降，为避免浆材硬化收缩，从防水角度考虑，所有的注浆材料皆宜掺加一定量的微膨胀剂。
注浆压力一般为1.1～1.2倍的静止土压，施工中根据地层特征进行调整，但需满足以下要求：应大于开挖面的切口水压；不能使地面有较大隆起，也不能使地面有较大沉降；不能使管片因受压而错位变形；不能使浆液经常或大量从管片间或盾构机与管片间渗漏。另外注浆时还必须保证注浆量。
2.3管片接缝防水
为了满足接缝防水要求，在管片接缝处设置了框形弹性密封垫和嵌缝两道防水措施，并以弹性密封垫为主。弹性密封垫防水:弹性密封垫的材料选用EPDM橡胶与遇水膨胀橡胶的复合型，环缝设置丁腈软木橡胶板。
在密封垫安设过程中还应注意以下几个问题：
2.31加强施工测量，提高盾构掘进质量，减小隧道轴线的偏差和纠编力度，给管片的吊装创造一个良好的前提。这样才能保证管片铺设顺畅、橡胶垫各部位受力均匀，提高防水效果。
2.32吊装前密封垫、密封条应牢固地粘贴在管片的凹槽内，粘结前应清除接触面的灰尘，吊装过程中应加强管理，防止剥离、脱落或损伤。
2.33加强管片拼装施工管理，提高拼装质量，对于接缝部位的防水效果至关重要。。
2.4螺栓孔及吊装孔(注浆孔)的防水
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。吊装孔(注浆孔)防水:由于吊装孔和注浆孔结合使用时，为减少注浆孔作为隧道渗水的薄弱环节，在吊装孔的管片外侧留30毫米的素砼，当需要进行衬砌背后二次注浆时，将吊装孔素砼破开，作为注浆孔使用。注浆孔设置一道水膨胀螺孔密封圈加强防水。
2.5管片嵌缝防水
嵌缝防水是构成接缝防水的第二道防线。在密封垫寿命期满之后，虽然无法更新密封垫，但作为内道防水线的嵌缝材料是容易剔除并重新嵌填的。嵌缝范围：洞门段25环、联络通道两侧各8～10m处等变形量大的衬砌环段进行整环嵌填，其余区段则在拱顶45°范围和拱底90°范围内嵌填的。嵌缝槽密封材料内部嵌填采用聚合物水泥(如氯丁胶乳水泥)材料与混凝土结合面用界面处理剂进行处理。嵌缝前先将缝槽洗刷干净，然后涂刷一道基面处理剂，密封胶嵌入时采用专用挤压枪压入，保证充填密实。若嵌缝有渗漏水现象，则必须先进行地下水的堵漏与引排后再进行嵌缝。
3隧道堵漏措施
3.1管片裂缝堵漏
当管片裂缝小于0.2mm或大于0.2mm但渗水较小时，可在裂缝面使用水泥基渗透结晶型防水材料对其微小渗水处进行涂刷。当管片裂缝大于0.2mm且渗水较大时，先将渗水处前后各1环用速硬微膨胀胶泥临时封堵，渗水处以钻孔的形式，利用细管把环氧树脂压注进去，待到一定龄期后，再对管片进行清洗。
3.2环、纵缝渗漏水的处理
当环、纵缝渗漏水较小时，先将渗水处用速硬微膨胀胶泥临时封堵前后各1环的环、纵缝，渗漏水处以钻孔的形式，利用细管把环氧树脂压注进去，待到一定龄期后，再对管片进行清洁。当环、纵缝渗漏水较大时，通过管片注浆孔压注水溶性聚氨酯速效堵漏浆液，压入后以水为交联剂，立刻进行化学反应，并与周围的砂石、泥土等固结成弹性的固结胶体，达到填充、封闭、堵漏的效果。
3.3注浆孔渗漏水处理
当注浆孔渗漏水较小时，先清理注浆孔，并在束节内螺纹和闷头外螺纹均涂少量速硬微膨胀胶泥，然后将闷头旋紧(加设止水圈)，最后在闷头处再用水泥封一圈，彻底堵住渗水。当注浆孔渗漏水较大时，先通过注浆止水，再在束节内螺纹和闷头外螺纹均涂少量速硬微膨胀胶泥，然后将闷头旋紧(加设止水圈)，最后在闷头处再用水泥封一圈。
3.4螺栓孔渗漏水处理
当螺栓孔沿着螺杆有渗水时，先拆除螺杆，用速硬微膨胀胶泥在平垫圈和管片手孔之间填塞，在没有初凝之前加设新的遇水膨胀垫圈，并拧紧螺母，使之达到止水效果。
4结束语
隧道防水堵漏施工是整个施工中一个重要的环节，施工难度大，防水要求高。因此在施工中，必须加强隧道防水堵漏措施，提高防水堵漏技术，保证隧道工程的防水质量。
参考文献
1小泉淳,小林亨.盾构隧道最新防水技术.隧道译丛,1993(4):50-64.
2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.
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