盾構(gòu)法施工地鐵隧道的防水堵漏技術(shù)模板

1、盾構(gòu)法施工地鐵隧道的防水堵漏技術(shù)鐵工 1401班第 2組組長：常博組員:趙 昶郭相凱王同祥劉鵬袁自程目 錄221323344757718289第1頁共9頁摘 要 介紹國內(nèi)外盾構(gòu)法隧道防水堵漏的技術(shù)方法， 分析隧道滲漏水的機理，總結(jié)盾構(gòu)法隧道防水堵漏技術(shù)措施， 以及一些常見問題及其應(yīng)對措施。關(guān)鍵詞 城市地鐵 防水技術(shù) 隧道防水 隧道堵漏一、 國內(nèi)外隧道建設(shè)及防水情況國內(nèi)外已建成大量地鐵、 隧道，逐步形成了較成熟的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算理論與工程實踐體系， 但是在隧道及地下工程的防水方面認識則相對落后。地鐵不可避免地要經(jīng)過含水量較高的地層(如上海地鐵所處地層大多為飽和含水軟粘土層)，所以必將受到地下水的有害

2、作用。如果沒有可靠的防水、堵漏措施，地下水就會侵入隧道，影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與附屬管線，乃至危害到地鐵的運營安全和降低隧道使用壽命。盾構(gòu)隧道滲漏水的位置是管片的接縫、管片自身小裂縫、 注漿孔和手孔等。其中以管片接縫處為防水重點。通常接縫防水的對策是使用密封材料，以西德為代表的歐洲方面，采用非膨脹合成橡膠，靠彈性壓密，以接觸面壓應(yīng)力來止水，以耐久性與止水性見長。以日本為代表的方面，則采用水膨脹橡膠，靠其遇水膨脹后的膨脹壓止水。它的特點是可使密封材料變薄、施工方便，但耐久性尚待驗證。國內(nèi)主要采用水膨脹橡膠， 并已開始研究開發(fā)水膨脹類材料與密封墊兩者的復(fù)合型。二、盾構(gòu)法隧道的防水設(shè)計一般而言，盾構(gòu)法隧道防

3、水的原則是“以防為主、多道防線、綜合治理”。盾構(gòu)法隧道防水主要要求是在一定的水壓作用下，除了管片必須具有防水抗?jié)B能力外， 更應(yīng)滿足管片環(huán)縱縫在預(yù)定張開量下的第2頁共9頁防水能力。其防水施工的內(nèi)容主要包括：管片自防水、管片外防水涂層、管片接縫防水 (彈性密封墊防水、嵌縫防水、螺栓孔防水、二次襯砌防水）、注漿防水、滲漏處理 (盾尾充填注漿等 )。1、管片結(jié)構(gòu)的自防水管片結(jié)構(gòu)自防水是防水的根本， 只有襯砌管片混凝土滿足自防水的要求，隧道的防水才有了基本保證。因此，管片結(jié)構(gòu)的自防水是盾構(gòu)法隧道防水的首要措施， 在設(shè)計和施工中，主要通過滿足管片混凝土的抗?jié)B要求和管片預(yù)制精度要求來實現(xiàn)。盾構(gòu)法隧道襯砌管片

4、多用外加劑防水混凝土， 抗?jié)B可達 S12 以上，滲透系數(shù) K< （1011）cm/s。管片的自防水應(yīng)在管片制作中解決，其主要要求與措施應(yīng)是：(1) 保證強度；(2) 生產(chǎn)時不允許產(chǎn)生裂縫；(3)限制水泥用量，控制水灰比、坍落度，控制砂石含泥量，添加高效減水劑和活性填桃磨細粉煤灰、高爐礦碴粉或硅粉 )等外摻劑；(4) 管片采用蒸氣養(yǎng)護或浸水養(yǎng)護等；2、管片外防水涂層管片外防水涂層需根據(jù)管片材質(zhì)而定，凡有較深裂紋的管片一般都要增加外防水涂層。對鋼筋混凝土管片而言，一般要求：涂層應(yīng)能在盾尾密封鋼絲刷與鋼板的擠壓磨損條件下保持完好，不損傷、抗?jié)B水；當管片弧面的裂縫寬度達0.3mm 時，仍能抗 0

5、.8MPa 的水壓，第3頁共9頁長期不滲漏；涂層應(yīng)具有防迷流的功能，其體積電阻率、表面電阻率要高：涂層應(yīng)具有良好的抗化學腐蝕、抗微生物侵蝕能力和足夠的耐久性，且無毒或低毒；涂層要有良好的施工季節(jié)適應(yīng)性，施工簡便，成本低廉。管片外防水涂層，除應(yīng)涂抹于管片背面外，還應(yīng)涂抹在環(huán)、縱面橡膠密封條外側(cè)的混凝土上。 但應(yīng)指出，若管片制作質(zhì)量高，采用抗侵蝕水泥，不做外防水層也是可以的。3、管片接縫防水管片接縫防水是盾構(gòu)法隧道防水的核心， 而管片接縫防水的關(guān)鍵是接縫面防水密封材料的采用及其設(shè)置。管片接縫防水措施主要包括：密封墊防水、嵌縫防水、螺栓孔防水、二次襯砌防水等。(1) 彈性密封墊防水在使用高精度管片的

6、基礎(chǔ)上，采用彈性密封原理、線性密封方式、密封材料預(yù)制成型施工法， 制成具有特殊斷面形式的彈性密封墊。 它通常加工成框形、環(huán)形，套裹在環(huán)片預(yù)留的凹槽內(nèi)，形成線防水。彈性密封墊防水的各種要求： 功能要求短期防水要求密封材料因壓縮產(chǎn)生的接觸面應(yīng)力大于設(shè)計水壓力；長期防水要求接觸面應(yīng)力不小于設(shè)計水壓力；密封墊在設(shè)計水壓力下允許張開值應(yīng)滿足下式：BD/( min-0.5D)十0十S -（ 1 1）第4頁共9頁式中：-環(huán)縫中彈性防水密封墊在設(shè)計水壓力下允許的縫張開值(mm)；min-隧道縱向撓曲的最小曲率半徑(mm)；D-襯砌外徑 (mm)；B-管片寬度 (mm)；0 -生產(chǎn)、施工中可能產(chǎn)生的環(huán)縫間隙 (

7、mm)；S -鄰近建筑物引起的接縫張開值 (mm)。 耐久性要求包括防水功能耐久性、耐水性、耐動力疲勞性、耐干濕疲勞性、耐化學腐蝕性等。 密封材料種類可分為單一材料的、 合成材料的及水膨脹的。 現(xiàn)多采用水膨脹橡膠。它大大改善了盾構(gòu)法隧道的防水性，是今后的發(fā)展方向。在設(shè)計時必須根據(jù)實際情況確定合適的膨脹倍率、 膨脹時間及環(huán)境可能造成的影響。(2) 嵌縫防水嵌縫防水是以接縫彈性密封墊防水作為主要防水措施的補充措施。即在管片環(huán)縫、縱縫的內(nèi)側(cè)設(shè)置嵌縫槽，用止水材料在槽內(nèi)嵌填密實來達到防水目的。嵌縫填料要求具有良好的不透水性、粘結(jié)性、耐久性、延伸性、抗老化性，特別要能與潮濕的混凝土良好結(jié)合， 并具有不流

8、墜的抗下垂性，以便在潮濕環(huán)境下進行施工。 目前多采用環(huán)氧樹脂、 聚硫橡膠、第5頁共9頁聚氨脂、環(huán)氧焦油等作為嵌縫材料。嵌縫作業(yè)在環(huán)片拼裝完成后過一段時間才能進行， 亦即在盾構(gòu)推進力對它無影響，襯砌變形相對穩(wěn)定時進行。(3) 螺栓孔防水螺栓孔防水也是管片接縫防水的一種補充方式。管片拼裝完成后，若管片接縫外側(cè)的防水彈性密封墊止水效果好， 一般不會從接縫內(nèi)側(cè)的螺栓孔發(fā)生滲漏。但在密封墊失效和環(huán)片拼裝精度差的部位，螺栓孔處會發(fā)生滲漏，因此，必須對螺栓孔進行專門的防水處理。目前，我國普遍采用橡膠、 聚乙稀及合成樹脂等做成環(huán)形密封墊圈，靠擰緊螺栓時的擠壓作用充填到螺栓孔間，以達到止水的目的。在日本，采用塑

9、料螺栓孔套管進行防水，（4）二次襯砌防水在管片的上述接縫防水措施不能完全滿足止水要求時， 可在其內(nèi)側(cè)再澆筑一層素混凝土或鋼筋混凝土二次襯砌，構(gòu)成雙層襯砌。二次襯砌做法各異，主要有直接在管片內(nèi)側(cè)澆筑混凝土內(nèi)襯砌；在管片內(nèi)表面先噴一層 1520mm 厚的找平層后，粘貼油氈或合成橡膠類防水卷材， 再在防水卷材內(nèi)側(cè)澆筑混凝土內(nèi)襯。 混凝土內(nèi)襯的厚度根據(jù)防水及施工的需要確定， 一般為 150300mm。目前，大多數(shù)國家都致力于研究解決單層襯砌防水技術(shù)， 逐步以單層襯砌防水取代二次襯砌防水， 從而提高盾構(gòu)法隧道建造的經(jīng)濟效益。4、注漿防水第6頁共9頁當管片脫離盾尾后 , 在土體與管片之間會形成一道寬度為1

10、15mm 14 0mm左右的環(huán)形空隙。同步注漿的目的是為了盡快填充環(huán)形間隙使管片盡早支撐地層 , 防止地 面變形過大 , 同時也對后期運營時的滲漏水有很大的作用。在盾構(gòu)法隧道施工中注漿是一道基本程序 , 對注漿 的控制主要表現(xiàn)在對注漿量、注漿壓力和注漿材料的控制。 對注漿工藝也在進行不斷的改革和創(chuàng)新。5、盾尾防水密封盾構(gòu)推進中 , 拼裝管片是在盾殼的保護下進行的。 為此 ,在盾尾和管片外壁之間間隙中裝有阻擋泥沙密封的盾尾密封裝置。 盾尾密封裝置一般為刷式密封 ,通常設(shè)置 2 或 3 道密封 .密封腔之間應(yīng)該填滿潤滑油脂等。提高密封的耐磨性。盾尾密封油脂有密封、防蝕和減少鋼絲刷 (嚴格說是鋼絲刷

11、與小彈簧鋼片 的組合 )磨損的效果 , 并共同阻擋土層泥砂與盾尾注漿材料 回流。盾尾封油脂應(yīng)具有耐水壓性、耐水沖性、可泵性、 與金屬附著力和保油性等。此外 , 油脂應(yīng)不侵蝕橡膠密封墊 ,不易附著在管片混凝土表面 , 以及設(shè)有難燃型的品種 .此外還必須要求盾尾密封油脂的生物降解性 ,以減少對環(huán)境的污染。三、盾構(gòu)法隧道的堵漏滲漏水調(diào)查是堵漏過程中的首要環(huán)節(jié)。 調(diào)查的內(nèi)容一般側(cè)重于漏水或漏泥的位置和型式、 混凝土管片的損壞情況等。 主要是查清滲漏水的原因和水的滲入途徑，并由此制定滲漏水治理方案。第7頁共9頁盾構(gòu)法圓環(huán)隧道的滲漏水治理效果很大程度上取決于堵漏作業(yè)人員的經(jīng)驗。而缺少嚴格、 正確的滲漏水調(diào)

12、查也是堵漏失敗的一大原因，這一點必須得到足夠的重視。1、盾構(gòu)法隧道滲漏水的原因(1) 管片壁后注漿的質(zhì)量差、充填不密實，不能使圍巖和襯砌整體協(xié)調(diào)受力，造成受力不均，局部變形過大，首道防水層失去作用而引起滲漏水。(2) 管片在制作時養(yǎng)護不合理、 水灰比過大，出現(xiàn)氣孔和微裂紋。(3) 管片在運輸、拼裝中受擠壓、碰撞、缺邊掉角。(4) 遇水膨脹橡膠密封墊粘貼不牢，或過早浸水使膨脹止水效果降低。(5) 管片拼裝質(zhì)量差、螺栓未擰緊，造成接縫張開過大，手孔、注漿孔等薄弱部位封孔質(zhì)量差，螺栓孔未加防水密封墊圈等。2、盾構(gòu)法隧道滲漏水的措施(1) 對于集中成片滲漏區(qū)，宜利用環(huán)片注漿孔注漿壁后回填。即鉆穿注漿孔

13、，再注入超細早強水泥漿、有溶性聚氨酯漿液等堵漏。(2) 對于管片環(huán)縫、縱縫的局部線漏、滴漏，宜采用鉆新孔環(huán)片壁后注漿堵漏。具體方法是：在滲漏嚴重處先打一小孔，直徑一般為2-3cm，插入塑料細管引排滲漏水，同時插入注漿管，向管片壁后壓注水玻璃水泥漿、 聚氨酯漿等材料封堵滲漏水通道。當確認不滲漏水時剪斷注漿管，最后用快凝水泥封閉孔及周邊縫。(3) 對于管片裂縫引起的滲漏水，可根據(jù)裂縫寬度，按如下兩種第8頁共9頁情況處理： 寬度大于 0.2mm 的裂縫應(yīng)先注漿堵漏， 再用氯丁膠乳、 丙烯酸乳液等進行表面涂抹封閉裂縫， 這些材料具有很大的彈性、 粘結(jié)性和自身強度，能適應(yīng)裂縫以后的發(fā)展變形。 寬度小于等于 0.2mm 的微裂縫，據(jù)實踐調(diào)查表明， 在具有一定厚度 (300mm 以上 )和承受的水壓不大時，不會出現(xiàn)影響隧道使用的明顯滲漏；當水壓不太大時，會出現(xiàn)潮濕裂縫或輕微滲漏水，這時混凝土的裂縫具有自愈能力，同時滲漏水對鋼筋銹蝕影響也不明顯。因此，處于地下水中的混凝土裂縫的允許寬度， 其