论文部分内容阅读
摘要：盾构施工是地铁隧道技术的重要组成部分，盾构机作为重要的建筑机械，具有很强的承载能力;千斤顶提供推力，使盾构机向前移动，进行 切土和出渣工作，有序进行管片和衬砌的相关工作。在盾构施工过程中，由于地质条件和施工局限性等原因，盾构隧道渗水现象不可避免，会影响隧道内下道工序的正常施工，如机电设备安装、消防、通讯、控制系统等，将影响地铁正常运营。盾构施工过程中的防水质量，关系到整个成型隧道的质量， 因此，盾构防水施工为重中之重。
关键词：地铁工程;盾构隧道;防水技术
随着我国经济的发展，城市交通压力也在不断增大，因此各城市大力 发展地下交通势在必行。造成地铁盾构隧道产生渗漏水的因素很多，概括而言，有内因和外因两大类。其中，外因主要指作用在隧道周围的孔隙水 压力;内因则是使隧道结构形成渗水通道的各种原因，主要包括隧道接缝 防水性能的劣化、隧道结构的过大变形和隧道施工质量的影响。
1地铁盾构隧道防水设计原则
盾构法施工的隧道，其防水应采取" 以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理 " 的原则，采取与其相适应的防水措施。
盾構隧道防水应以管片结构自防水为根本，采取措施控制管片结构混 凝土密实性，提高混凝土的抗渗性能，一般采用预制管片 C50P10 混凝土管片;衬砌管片外弧侧面沿管片四周设置一道封闭的防水弹性密封垫、内 弧侧在预留的嵌缝槽内进行嵌缝密封，对每一个螺栓孔、注浆孔设置缓膨 胀型遇水橡胶密封圈，每个管片螺栓都要达到设计要求有足够的防腐蚀性， 同时在具有腐蚀性或不良地质区域盾构隧道迎水面管片设置防水、防腐涂层进行加强防水。
2控制施工参数，加强拼装质量
盾构机是在开挖过程中保持周围土壤稳定性以避免倒塌的主要施工机械，具有隧道开挖和排渣功能。在施工过程中，盾构机械可以在内部完成管片组装，形成完整的衬砌结构，同时保证周围的土壤处于稳定状态，进 而在安全的环境中成功完成隧道的施工。盾构法的基本目标是尽可能降低对周围土体、岩体扰动的程度，以最快的速度完成地铁隧道的施工，同时形成地铁隧道的主体结构，维护周围现有建筑物、公路、铁路等的安全稳定性。
盾构机盾尾与管片的姿态不好.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;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;由于盾尾间隙不均匀.管片选型不当.造成间隙过小.使得在掘进过程中造成管片外壁被损坏导致止水条漏水。由于掘进行程不足或拼装不当.导致封顶块插人困难时止水条破坏而漏水;千斤顶撑靴在顶至管片时摆放不正.使得止水带损坏而漏水.管片损坏、崩缺漏水。
3盾构隧道渗漏原因分析
目前，盾构隧道管片渗漏水位置主要集中在环向、纵向的拼缝，渗漏主要原因为：当盾尾与隧道管片间隙过小，管片拼装困难，可能引起管片错台，甚至管片发生碎裂;当盾尾与隧道管片间隙过大，盾尾易出现漏浆， 当管片接缝处有泥沙时，会降低管片接缝止水效果;管片压紧程度严重影响管片防水性能，当管片螺栓拧紧或者管片拼装压紧未达到设计及规范要 求时，止水带达不到止水效果;凝结的浆液是盾构管片的第一道防水屏障， 当同步注浆量不足，或者二次补浆不及时，易出现管片发生渗漏水。因此， 盾构隧道在小曲线半径、较大纵向坡推进时，管片拼装易出现较大错台或 接缝张开量偏大，以致相邻两管片间密封垫错开，造成管片渗漏水。
4地铁盾构隧道的防水技术及管理措施
4.1洞门防水
隧道洞门主要指盾构区间隧道与车站或风井、竖井的连接部位。这些部位拐角多，结构复杂，是防水工作的难点。洞门结构防水在刚性接头中设置柔性填缝材料，竖向施工缝及水平施工缝均设置遇水膨胀橡胶止水条等防水装置。防水混凝土在施工时充分考虑收缩应力和变形开裂，做好预防工作，避免产生微小裂缝引起渗漏。控制好涂缓膨胀剂的时间与剂量， 切实发挥止水作用。止水条的粘贴基面光滑平整，没有台阶。
4.2螺栓及吊装孔防水
吊装孔兼作注浆孔时，注浆结束后清除孔内残留物，填人弹性密封材 料，并用密封塞封堵孔口;螺栓孔采用密封圈加垫片安装。密封圈和密封 塞采用遇水膨胀橡胶制作。螺栓孔处理。螺栓孔采用可更换的遇水膨胀橡胶密封圈作为螺栓孔密封圈，外加铁垫圈和螺帽安装，利用压密与膨胀双 重作用加强防水。螺栓孔防水处理方法方法一：将全部螺栓用混凝土浇实封填于手孔中。方法二：对局部漏水的地方，可采用竹麻堵塞螺栓与螺栓 孔的间隙，然后加工环形钢套筒嵌人螺栓孔，外面再安装防水膨胀圈以及 垫片与螺帽。方法三：涂防锈漆，加封水泥或套塑料罩。吊装孔处理吊装 孔兼作注浆孔时，注浆结束后清除孔内残留物，填人弹性密封材料，并用专用扪头封堵孔口，密封圈和扪头采用遇水膨胀橡胶制作。螺栓孔采用遇水膨胀橡胶圈作为螺栓孔密封圈，利用压密与膨胀双重作用加强防水。
4.3衬砌外注浆防水
根据盾构施工的工况特点，施工过程中采用盾构机同步注浆以及二次注浆填充空隙。同步注浆与二次注浆形成隧道的一道外围防水层，作为隧道的第一道防水层。壁后同步注浆对隧道的上浮、地面沉降、防水等能起到很大的作用，但注浆遇到地下沉压水或其他分水流时，壁后浆液可能会 被稀释和带走。故在浆液搅拌时宜加人水泥、石灰等材料（厚浆），使浆液尽早凝固成实体。
4.4手孔封堵
隧道上半环范围内的手孔采用内部充满硫铝酸盐早强（微膨胀）水泥 的塑料保护罩套于螺栓上。采用硫酸盐早强水泥，填人塑料保护罩，填至 离杯口 15mm 左右，然后套在手孔内螺帽上，并于管片紧密结合。隧道下半环采用硫铝酸盐早强（微膨胀）水泥充填手孔，且可拌人适量的普通硅酸盐水泥以延长固结时间。道床混凝土范围内的管片嵌缝槽以快硬水泥嵌填。快硬水泥抗压强度应≥ 10MP_（10h 以内）。嵌填前，采用界面处理剂涂刷于嵌缝槽基面。
4.5隧道出现渗漏的现场整治
现场堵漏整治施工顺序如下：在漏水口 2 环至 4 环管片注浆孔处预埋注浆接头阀，用快速凝水泥封堵空隙.封堵要密实，确保注浆时不漏浆。先从 4 环处开始注浆，由远到近，其他两个备用;打开球阀，用长钻头打穿注浆孔，待钻孔有水流出后，快速抽出钻头，关闭球阀;安装注浆三通接头，连接注浆管，开始试压注浆，边注浆边观察注浆压力;注浆施工严格按照工艺流程图;注浆系统采用 sHB 型柱塞式双缸双液灰浆泵，两个活塞分别注水泥浆和水玻璃或同时注水泥浆。
5结束语
综上所述，渗漏水病害主要是指地下水或地表水在隧道施工过程中以及后续地铁隧道运营过程中直接或间接地以渗、漏、涌等形式进人隧道内部所产生的危害。对含水量较高或者水位高于盾构隧道以上的区间，因受其施工工艺、地质条件等因素的影响，渗漏水病害在盾构施工过程中和运营监护中非常常见，渗漏水病害非常突出，因此，在盾构施工过程中对隧道容易漏水部位的防水施工尤为重要，盾构掘进参数控制、拼装质量以及洞门防水、螺栓及吊装孔防水、衬砌外注浆防水、手孔封堵等部位施工质量为重中之重，因此在盾构隧道施工过程中应对盾构防水施工严格控制。
参考文献：
[1]徐国栋.地铁隧道盾构法施工质量控制措施[J].设备管理与维修 .2020（24）：139-141.
[2]李国栋.地铁盾构施工及相关配套技术发展现状及趋势分析[J].工程技术研究 .2020.5（19）：70-72.
[3]朱祖熹.盾构隧道管片接缝防水技术的新认识[J].隧道与轨道交通 .2017 增刊：10～16
关键词：地铁工程;盾构隧道;防水技术
随着我国经济的发展，城市交通压力也在不断增大，因此各城市大力 发展地下交通势在必行。造成地铁盾构隧道产生渗漏水的因素很多，概括而言，有内因和外因两大类。其中，外因主要指作用在隧道周围的孔隙水 压力;内因则是使隧道结构形成渗水通道的各种原因，主要包括隧道接缝 防水性能的劣化、隧道结构的过大变形和隧道施工质量的影响。
1地铁盾构隧道防水设计原则
盾构法施工的隧道，其防水应采取" 以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理 " 的原则，采取与其相适应的防水措施。
盾構隧道防水应以管片结构自防水为根本，采取措施控制管片结构混 凝土密实性，提高混凝土的抗渗性能，一般采用预制管片 C50P10 混凝土管片;衬砌管片外弧侧面沿管片四周设置一道封闭的防水弹性密封垫、内 弧侧在预留的嵌缝槽内进行嵌缝密封，对每一个螺栓孔、注浆孔设置缓膨 胀型遇水橡胶密封圈，每个管片螺栓都要达到设计要求有足够的防腐蚀性， 同时在具有腐蚀性或不良地质区域盾构隧道迎水面管片设置防水、防腐涂层进行加强防水。
2控制施工参数，加强拼装质量
盾构机是在开挖过程中保持周围土壤稳定性以避免倒塌的主要施工机械，具有隧道开挖和排渣功能。在施工过程中，盾构机械可以在内部完成管片组装，形成完整的衬砌结构，同时保证周围的土壤处于稳定状态，进 而在安全的环境中成功完成隧道的施工。盾构法的基本目标是尽可能降低对周围土体、岩体扰动的程度，以最快的速度完成地铁隧道的施工，同时形成地铁隧道的主体结构，维护周围现有建筑物、公路、铁路等的安全稳定性。
盾构机盾尾与管片的姿态不好.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;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;由于盾尾间隙不均匀.管片选型不当.造成间隙过小.使得在掘进过程中造成管片外壁被损坏导致止水条漏水。由于掘进行程不足或拼装不当.导致封顶块插人困难时止水条破坏而漏水;千斤顶撑靴在顶至管片时摆放不正.使得止水带损坏而漏水.管片损坏、崩缺漏水。
3盾构隧道渗漏原因分析
目前，盾构隧道管片渗漏水位置主要集中在环向、纵向的拼缝，渗漏主要原因为：当盾尾与隧道管片间隙过小，管片拼装困难，可能引起管片错台，甚至管片发生碎裂;当盾尾与隧道管片间隙过大，盾尾易出现漏浆， 当管片接缝处有泥沙时，会降低管片接缝止水效果;管片压紧程度严重影响管片防水性能，当管片螺栓拧紧或者管片拼装压紧未达到设计及规范要 求时，止水带达不到止水效果;凝结的浆液是盾构管片的第一道防水屏障， 当同步注浆量不足，或者二次补浆不及时，易出现管片发生渗漏水。因此， 盾构隧道在小曲线半径、较大纵向坡推进时，管片拼装易出现较大错台或 接缝张开量偏大，以致相邻两管片间密封垫错开，造成管片渗漏水。
4地铁盾构隧道的防水技术及管理措施
4.1洞门防水
隧道洞门主要指盾构区间隧道与车站或风井、竖井的连接部位。这些部位拐角多，结构复杂，是防水工作的难点。洞门结构防水在刚性接头中设置柔性填缝材料，竖向施工缝及水平施工缝均设置遇水膨胀橡胶止水条等防水装置。防水混凝土在施工时充分考虑收缩应力和变形开裂，做好预防工作，避免产生微小裂缝引起渗漏。控制好涂缓膨胀剂的时间与剂量， 切实发挥止水作用。止水条的粘贴基面光滑平整，没有台阶。
4.2螺栓及吊装孔防水
吊装孔兼作注浆孔时，注浆结束后清除孔内残留物，填人弹性密封材 料，并用密封塞封堵孔口;螺栓孔采用密封圈加垫片安装。密封圈和密封 塞采用遇水膨胀橡胶制作。螺栓孔处理。螺栓孔采用可更换的遇水膨胀橡胶密封圈作为螺栓孔密封圈，外加铁垫圈和螺帽安装，利用压密与膨胀双 重作用加强防水。螺栓孔防水处理方法方法一：将全部螺栓用混凝土浇实封填于手孔中。方法二：对局部漏水的地方，可采用竹麻堵塞螺栓与螺栓 孔的间隙，然后加工环形钢套筒嵌人螺栓孔，外面再安装防水膨胀圈以及 垫片与螺帽。方法三：涂防锈漆，加封水泥或套塑料罩。吊装孔处理吊装 孔兼作注浆孔时，注浆结束后清除孔内残留物，填人弹性密封材料，并用专用扪头封堵孔口，密封圈和扪头采用遇水膨胀橡胶制作。螺栓孔采用遇水膨胀橡胶圈作为螺栓孔密封圈，利用压密与膨胀双重作用加强防水。
4.3衬砌外注浆防水
根据盾构施工的工况特点，施工过程中采用盾构机同步注浆以及二次注浆填充空隙。同步注浆与二次注浆形成隧道的一道外围防水层，作为隧道的第一道防水层。壁后同步注浆对隧道的上浮、地面沉降、防水等能起到很大的作用，但注浆遇到地下沉压水或其他分水流时，壁后浆液可能会 被稀释和带走。故在浆液搅拌时宜加人水泥、石灰等材料（厚浆），使浆液尽早凝固成实体。
4.4手孔封堵
隧道上半环范围内的手孔采用内部充满硫铝酸盐早强（微膨胀）水泥 的塑料保护罩套于螺栓上。采用硫酸盐早强水泥，填人塑料保护罩，填至 离杯口 15mm 左右，然后套在手孔内螺帽上，并于管片紧密结合。隧道下半环采用硫铝酸盐早强（微膨胀）水泥充填手孔，且可拌人适量的普通硅酸盐水泥以延长固结时间。道床混凝土范围内的管片嵌缝槽以快硬水泥嵌填。快硬水泥抗压强度应≥ 10MP_（10h 以内）。嵌填前，采用界面处理剂涂刷于嵌缝槽基面。
4.5隧道出现渗漏的现场整治
现场堵漏整治施工顺序如下：在漏水口 2 环至 4 环管片注浆孔处预埋注浆接头阀，用快速凝水泥封堵空隙.封堵要密实，确保注浆时不漏浆。先从 4 环处开始注浆，由远到近，其他两个备用;打开球阀，用长钻头打穿注浆孔，待钻孔有水流出后，快速抽出钻头，关闭球阀;安装注浆三通接头，连接注浆管，开始试压注浆，边注浆边观察注浆压力;注浆施工严格按照工艺流程图;注浆系统采用 sHB 型柱塞式双缸双液灰浆泵，两个活塞分别注水泥浆和水玻璃或同时注水泥浆。
5结束语
综上所述，渗漏水病害主要是指地下水或地表水在隧道施工过程中以及后续地铁隧道运营过程中直接或间接地以渗、漏、涌等形式进人隧道内部所产生的危害。对含水量较高或者水位高于盾构隧道以上的区间，因受其施工工艺、地质条件等因素的影响，渗漏水病害在盾构施工过程中和运营监护中非常常见，渗漏水病害非常突出，因此，在盾构施工过程中对隧道容易漏水部位的防水施工尤为重要，盾构掘进参数控制、拼装质量以及洞门防水、螺栓及吊装孔防水、衬砌外注浆防水、手孔封堵等部位施工质量为重中之重，因此在盾构隧道施工过程中应对盾构防水施工严格控制。
参考文献：
[1]徐国栋.地铁隧道盾构法施工质量控制措施[J].设备管理与维修 .2020（24）：139-141.
[2]李国栋.地铁盾构施工及相关配套技术发展现状及趋势分析[J].工程技术研究 .2020.5（19）：70-72.
[3]朱祖熹.盾构隧道管片接缝防水技术的新认识[J].隧道与轨道交通 .2017 增刊：10～16