盾構(gòu)法隧道的嵌縫防水

盾構(gòu)法隧道的嵌縫防水1、嵌縫概述1.1

嵌縫的的作用一般而言，盾盾構(gòu)法隧道防防水的原則是是“以防為主、多多道防線、綜綜合治理”。其防水施施工的內(nèi)容主主要包括：襯襯砌自防水、襯襯砌外防水涂涂層、襯砌接接縫防水(彈性密封墊墊防水、嵌縫縫防水)、螺栓孔防防水、滲漏處處理(盾尾充填注注漿等)。嵌縫施工作作為一道防水水措施的主要要作用是將接接縫允許滲漏漏量的水引導(dǎo)導(dǎo)至規(guī)定位置置，也就是說說它是一種泄泄水方法，而而不是堵水方方法。盾構(gòu)法隧道道防水的根本本在于襯砌自自防水和襯砌砌接縫的彈性性密封墊防水水。若這兩道道防水措施出出現(xiàn)問題，比比如鋼筋混凝凝土管片抗?jié)B滲能力不足、拼拼裝時(shí)管片碎碎裂或是彈性性密封墊放置置不當(dāng)(如水膨脹橡橡膠提前膨脹脹，接縫夾漿漿)，這時(shí)地下下水就會(huì)進(jìn)入入隧道內(nèi)部。若若滲漏量較小小，在嵌縫范范圍內(nèi)的滲漏漏水會(huì)沿著嵌嵌縫槽內(nèi)沿流流至端部排出出，以保證嵌嵌縫范圍內(nèi)無無水滲出。若若滲漏量較大大超過允許值值，則必須采采取堵止措施施。有的施工單單位以為嵌縫縫能堵止?jié)B漏漏水，其實(shí)目目前采用的嵌嵌縫型式雖然然能在潮濕基基面上施工，但但若嵌縫槽有有冒水、滴漏漏現(xiàn)象應(yīng)先堵堵漏止水，再再行施工。根據(jù)國(guó)標(biāo)《地地下工程防水水技術(shù)規(guī)范》，防防水等級(jí)共分分4級(jí)，而按市市標(biāo)《盾構(gòu)隧隧道防水技術(shù)術(shù)規(guī)程》只有有要求達(dá)到一一級(jí)防水的工工程，嵌縫防防水才是必選選項(xiàng)目。因此此，除重要的的城市道路隧隧道和地鐵隧隧道(也只是防水水等級(jí)2級(jí)的工程)外，許多盾盾構(gòu)法隧道襯襯砌并不嵌縫縫或僅在局部部區(qū)段嵌縫。1.2

嵌縫設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1.2.1

嵌嵌縫的材料嵌縫作業(yè)是是依靠嵌縫材材料的充填和和粘接力達(dá)到到密封防水的的目的。一般般要求嵌縫材材料與基面有有良好的粘接接性(以承受襯砌砌外壁的靜水水壓力)，較好的彈彈性(以適應(yīng)隧道道變形)，并且它的的材料性能須須保持穩(wěn)定。嵌縫材料種種類繁多，上上海地鐵2號(hào)線中，選選用了水膨脹脹膩?zhàn)蛹臃饴嚷榷∧z乳水泥泥的方案。當(dāng)?shù)叵滤畯膹慕涌p滲入時(shí)時(shí)，膩?zhàn)佑鏊蛎浂伦B滲水路徑。為為防止水膨脹脹膩?zhàn)优蛎洃?yīng)應(yīng)力過度，使使用了工字型型的膨脹控制制材料(用高密度聚聚乙烯HDPE制作)。這樣不僅僅能控制膨脹脹倍，還能控控制膨脹方向向，同時(shí)使膩膩?zhàn)犹幱陔p向向受力狀態(tài)，減減少了發(fā)生剪剪切破壞的可可能性。率槽槽口外封Ω形的氯丁膠膠乳水泥，可可加固工字條條而自身不易易碎裂。1.2.2

嵌嵌縫的范圍盾構(gòu)隧道單單層襯砌全部部嵌縫是極為為少見的。一一般認(rèn)為，水水是無孔不入入的，由于盾盾構(gòu)法裝配式式襯砌隧道有有無數(shù)的管片片接縫，因此此要做到全封封閉防水是很很困難的，防防水層上的任任何瑕疵都會(huì)會(huì)成為地下水水滲入的途徑徑。所以就目目前的看法，全全斷面的嵌縫縫作業(yè)也是沒沒必要的。上海地鐵22號(hào)線工程的的嵌縫范圍通通常為拱底86°，拱頂43°(這被稱作“標(biāo)準(zhǔn)環(huán)嵌縫”)。拱底需澆澆搗道床混凝凝土，若有地地下水滲入到到管片與道床床之間，會(huì)影影響道床的澆澆筑質(zhì)量，進(jìn)進(jìn)而造成道床床混凝土與拱拱底塊間存有有夾水層；而而拱頂有地鐵鐵列車架空供供電線，對(duì)應(yīng)應(yīng)的道床面有有軌道，若出出現(xiàn)滴漏水點(diǎn)點(diǎn)，將造成嚴(yán)嚴(yán)重腐蝕。在盾構(gòu)出洞洞和進(jìn)洞口((即每條區(qū)間間隧道與車站站聯(lián)結(jié)的兩端端)各25m(環(huán))、聯(lián)絡(luò)旁通通道兩側(cè)各5m(環(huán))仍需實(shí)行襯襯砌全斷面嵌嵌縫(即“整環(huán)嵌縫”)。這是為了了適應(yīng)不均勻勻沉降和溫度度變化引起的的變形，保證證該區(qū)段隧道道的防水效果果。當(dāng)環(huán)縫處于于變形縫位置置時(shí)，應(yīng)采用用柔性防水材材料(聚氨酯密封封膠)嵌填整條環(huán)環(huán)縫。鋼管片的情情況比較特殊殊。上行線和和下行線兩條條區(qū)間隧道間間通常要設(shè)聯(lián)聯(lián)絡(luò)旁通道，不不過，旁通道道是否設(shè)置，各各區(qū)間情況各各不相同，故故鋼管片部分分的嵌縫也不不一樣。若需需要設(shè)置旁通通道，則鋼管管片的接縫將將被焊死，而而鋼管片與鋼鋼筋混凝土管管片的接縫則則用聚氯酯密密封膠嵌填；；若不再設(shè)置置旁通道，則則用細(xì)石混凝凝土將鋼管片片肋腔填充，鋼鋼管片的接縫縫用聚氨酯密密封膠嵌填，嵌嵌填范圍同標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)嵌縫。1.2.3

其其它作業(yè)內(nèi)容容對(duì)地鐵隧道道襯砌內(nèi)表面面的外露鐵件件應(yīng)作防腐蝕蝕處理。這是是為了防止電電化腐蝕和隧隧道內(nèi)滲漏水水對(duì)鐵件的化化學(xué)侵蝕。這這部分作業(yè)內(nèi)內(nèi)容通常與嵌嵌縫作業(yè)一并并完成。隧道道下半斷面范范圍內(nèi)的手孔孔用細(xì)石混凝凝土充填以使使螺栓隔絕空空氣。上半斷斷面范圍內(nèi)的的手孔澆筑困困難比較大，故故采取加封快快凝水泥并套套塑料保護(hù)罩罩的方法。另一項(xiàng)對(duì)嵌嵌縫作業(yè)影響響較大且需要要與嵌縫同時(shí)時(shí)展開的施工工內(nèi)容是滲漏漏水治理。((其情況復(fù)雜雜又不在本文文論題之內(nèi)，故故不作展開。)2、嵌縫施工2.1

施工前前的準(zhǔn)備工作作2.1.1

施施工工具的準(zhǔn)準(zhǔn)備首先應(yīng)準(zhǔn)備備一段有足夠夠長(zhǎng)度的橡膠膠管。一端連連接設(shè)置在豎豎井邊緣的漏漏斗上，另一一端伸至隧道道內(nèi)，以便將將砂石料由端端頭井下到隧隧道口。若沒沒有橡膠管。也也可用塑料波波紋管代替，不不過塑料管易易斷。地鐵隧道直直徑較大(內(nèi)徑5.5m)，為便于施施工必須制作作活動(dòng)操作平平臺(tái)(車架)。除了要考考慮車架的強(qiáng)強(qiáng)度問題和穩(wěn)穩(wěn)定向題外，還還要使它盡可可能地簡(jiǎn)便，便便于人員上下下和手推車通通過。其具體體形式目前仍仍由施工隊(duì)?wèi){憑經(jīng)驗(yàn)確定。嵌縫時(shí)需加加封Ω形的氯丁膠膠乳水泥，就就得加工特殊殊形狀的泥刀刀。泥刀的加加工尺寸必須須精確，并且且制作泥刀的的材料應(yīng)有足足夠強(qiáng)度。2.1.2

滲滲漏水及其它它病害的調(diào)查查原則上在嵌嵌縫作業(yè)前必必須先進(jìn)行滲滲漏水治理，而而滲漏水調(diào)查查是治理過程程中的首要環(huán)環(huán)節(jié)。

調(diào)查的內(nèi)容容一般側(cè)重于于漏水或漏泥泥的位置和型型式、混凝土土管片的損壞壞情況等。主主要是查清滲滲漏水的原因因和水的滲入入途徑，并由由此制定滲漏漏水治理方案案(關(guān)于滲漏水水治理和調(diào)查查的要求參見見《盾構(gòu)法隧隧道防水技術(shù)術(shù)規(guī)程》DBJ08—50—96)。盾構(gòu)法圓環(huán)環(huán)隧道的滲漏漏水治理效果果很大程度上上取決于堵漏漏作業(yè)人員的的經(jīng)驗(yàn)。而缺缺少嚴(yán)格、正正確的滲漏水水調(diào)查也是堵堵漏失敗的一一大原因，這這一點(diǎn)必須得得到足夠的重重視。2.2

嵌縫作作業(yè)2.2.1

作作業(yè)步驟與工工藝要求(1)

修補(bǔ)嵌嵌縫槽管片拼拼裝時(shí)，其角角部和邊緣的的嵌縫槽有時(shí)時(shí)會(huì)碎裂，嚴(yán)嚴(yán)重的甚至露露出鋼筋。這這樣地下水就就會(huì)繞過接縫縫的彈性密封封墊通過管片片裂縫直接進(jìn)進(jìn)入隧道，同同時(shí)造成鋼筋筋銹蝕，影響響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。修修補(bǔ)用的材料料有NC混凝土快速速修補(bǔ)劑等。修修補(bǔ)時(shí)應(yīng)將損損壞的管片修修復(fù)至原來的的尺寸，尤其其是嵌縫槽的的形狀和尺寸寸。(2)

清縫用用鋼絲刷除去去嵌縫槽內(nèi)的的泥沙雜物，用用清水沖洗干干凈。若槽壁壁上有積灰，則則水膨脹膩?zhàn)幼优c管片基面面間會(huì)形成滲滲水路徑，使使嵌縫失效。(3)

工字條條安設(shè)這里所所指的工字條條已加入水膨膨脹膩?zhàn)訔l。2號(hào)線的管片有有［R］、［XR］兩種，其其嵌縫槽的形形狀和尺寸都都不相同。［R］型管管片嵌縫槽內(nèi)內(nèi)大外小，故故采用的工字字條是不等邊邊翼緣的。嵌嵌入時(shí)應(yīng)注意意窄面(17mmm)朝里，寬面(19mmm)朝外，嵌好好后留余深約約10mm。若倒置，會(huì)會(huì)使水膨脹膩膩?zhàn)游笙蛳蛲馀蛎?，影影響其與管片片基面的粘接接，而且可能能脹裂外封的的氯丁膠乳水水泥。［XR］型管片采采用的工字條條為等邊翼緣緣，故不存在在上述問題。在嵌入工字字條時(shí)，最好好使用專用填填塞木質(zhì)工具具，使工字條條能達(dá)到預(yù)定定深度并緊密密服貼，表面面應(yīng)平整無歪歪斜和扭曲。嵌嵌入的順序應(yīng)應(yīng)為先環(huán)后縱縱。環(huán)縫中的的工字條應(yīng)盡盡量減少接頭頭，接頭外的的工字條應(yīng)連連接緊密無間間斷，環(huán)縱縫縫相交處的十十字接頭尤其其需要加強(qiáng)。若縫槽過寬寬，應(yīng)補(bǔ)充水水膨脹膩?zhàn)樱羧艨p槽過窄，應(yīng)應(yīng)裁去工字條條多余寬度。(4)

涂刷界界面處理劑。這這里采用YJ—302雙組份界面面處理劑。以以甲組：乙組組：水泥=1：3：3的配合比例例入容器拌勻勻。涂刷范圍圍是縫槽內(nèi)壁壁、縱縫兩側(cè)側(cè)各15mm范圍和環(huán)縫縫兩側(cè)各16mm范圍內(nèi)。每每次拌和的界界面劑應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完完。涂刷界面面劑是為了使使氯丁膠乳水水泥與管片牢牢固結(jié)合不脫脫落且無縫隙隙。(5)

加封氯氯丁膠乳水泥泥。氯丁膠乳乳水泥的配合合比為氯丁膠膠乳：水泥

=

0..4：1。在界面劑劑干燥前，將將配好的氯丁丁膠乳水泥封封填入嵌縫槽槽壓密，并繼繼續(xù)用Ω形封口，以以增加保護(hù)層層厚度。拱底底凡被道床混混凝土掩埋的的嵌縫槽口可可不必突出。(6)

變形縫縫。若環(huán)縫處處在變形縫位位置，那么清清縫后要用密密封膠嵌填。先先將聚乙烯泡泡沫條(一般為圓形)填入縫槽，然然后涂刷底油油，最后嵌注注高模量聚氨氨酯密封膠。施施工前要求基基面干燥，這這一點(diǎn)與普通通嵌縫不同。施施工后要求表表面平整美觀觀。2.2.2

施施工中的問題題(1)

關(guān)于工工字條與嵌縫縫槽在實(shí)際工程程中，嵌縫槽槽的尺寸常與與設(shè)計(jì)不符。造造成尺寸不符符的一般有以以下情況：①縱縫接縫一一般設(shè)置有傳傳力襯墊，而而環(huán)縫接縫中中常粘貼糾偏偏楔子以控制制隧道軸線，這這都會(huì)造成縫縫槽過寬；②嵌縫槽被損損壞后未能按按正確尺寸修修補(bǔ)，造成縫縫槽過寬或過過窄；③還有一種情情況比較特殊殊，就是［XXR］型管片和和［R］型管片混混排。這兩種種管片的嵌縫縫槽在軌床轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折處不一致致，混排會(huì)造造成在該位置置的嵌縫槽寬寬度極小，這這對(duì)嵌縫產(chǎn)生生了很大的影影響。與之相對(duì)的的是，工字條條的加工尺寸寸一般比較精精確。因此，施施工中常出現(xiàn)現(xiàn)工字條無法法適應(yīng)嵌縫槽槽的情況，使使工字條的防防水功能無從從發(fā)揮。若縫槽較寬寬，應(yīng)補(bǔ)充水水膨脹膩?zhàn)?。但但?shí)際上施工工隊(duì)會(huì)覺得這這很麻煩、一一旦工期較緊緊、往往不按按規(guī)定的要求求做。若縫槽槽太窄，一般般只能強(qiáng)行嵌嵌入(在現(xiàn)場(chǎng)要對(duì)對(duì)工字條的翼翼緣寬度進(jìn)行行精確裁割幾幾乎是不可能能的)。這往往造造成工字條被被擊斷或是翹翹曲不服貼，有有時(shí)工字條中中的水膨脹膩膩?zhàn)訔l會(huì)被擠擠出，完全失失去防水能力力。對(duì)于軌床床轉(zhuǎn)折極窄的的一段嵌縫槽槽現(xiàn)場(chǎng)施工中中全部用水膨膨脹膩?zhàn)犹顚?shí)實(shí)，但這一位位置仍然是嵌嵌縫防水的薄薄弱環(huán)節(jié)。(2)

關(guān)于ΩΩ形氯丁膠乳乳水泥保護(hù)層層(簡(jiǎn)稱“Ω線條”)隧道內(nèi)一般般濕度較大，Ω線條的養(yǎng)護(hù)護(hù)往往被忽視視。事實(shí)上，處處在較好通風(fēng)風(fēng)位置的Ω線條常會(huì)開開裂。另外。氯氯丁膠乳用量量太少以及為為了提高抗?jié)B滲效果而采用用快凝水泥都都會(huì)造成Ω線條的開裂裂。若拱頂Ω線條碎裂脫脫落，后果將將十分嚴(yán)重。由由此看來，已已完成的Ω線條應(yīng)注重重養(yǎng)護(hù)，令其其表面保持濕濕潤(rùn)。若Ω線條開裂不不太嚴(yán)重，還還沒有水跡出出現(xiàn)，可以用用氯丁膠乳拌拌合少量水泥泥涂刷，促其其自愈；若開開裂嚴(yán)重，則則只能將其鑿鑿去重新施工工。Ω線條與管片基基面的粘接必必須緊密而不不留縫隙，否否則，地下水水會(huì)從這些縫縫隙滲出。拱拱底塊上的嵌嵌縫在被道床床混凝土掩埋埋的部分，氯氯丁膠乳水泥泥僅填平嵌縫縫槽而不突出出。這樣。因因水泥層厚度度不足，常常常無法阻止地地下水滲出，而而不得不對(duì)其其加厚。另外外，Ω線條的端部部不能被堵死死，不然，水水無法從端部部泄出，就會(huì)會(huì)從嵌縫的薄薄弱環(huán)節(jié)滲出出，處理起來來很麻煩。一一般只要端部部滲出的水不不至于掛淌過過長(zhǎng)(不超過50cm)，可不用處處理；若出水水量過大則應(yīng)應(yīng)注漿堵止。

2.3

防腐蝕蝕作業(yè)2.3.1

作作業(yè)步驟和工工藝要求(1)

清浮銹銹管片拼裝所所用的螺栓都都經(jīng)過電鍍鋅鋅、熱浸鋅等等表面處理，但但壽命有限，又又因現(xiàn)場(chǎng)的各各種損傷、少少數(shù)螺栓會(huì)出出現(xiàn)明顯銹蝕蝕。而所有這這些銹渣和浮浮渣及表面污污物都必須被被清除。(2)

涂刷防防銹漆一般拱拱底塊所有螺螺栓外露部分分都要除刷防防銹漆，其它它位置的螺栓栓若有銹蝕也也要涂刷。對(duì)對(duì)于所使用的的防銹漆，其其它位置的螺螺栓若有銹蝕蝕也要涂刷。對(duì)對(duì)于所使用的的防銹漆，建建議采用水性性帶銹涂料。這這類涂料施工工方便，用量量少，并且能能帶銹施工，降降低了除銹工工作的難度。(3)

手孔充充填充填前，先先用界面處理理劑YJ—302涂刷手孔內(nèi)內(nèi)表面。細(xì)石石混凝土充填填后，一般要要求表面平整整光滑，但整整體道床范圍圍內(nèi)的手孔可可無此要求。(4)

套塑料料保護(hù)罩隧道道上半斷面的的螺栓外露部部分要用快凝凝水泥嚴(yán)密封封頭，并套上上塑料保護(hù)罩罩。塑料保護(hù)護(hù)罩應(yīng)垂直孔孔口壁面，螺螺帽、墊圈不不得外露。塑塑料保護(hù)罩內(nèi)內(nèi)面有螺旋線線，罩底上鉆鉆有小孔，以以利排氣，進(jìn)進(jìn)而加強(qiáng)水泥泥咬合，防止止脫落。在施施工中，常有有塑料保護(hù)罩罩墜落、這主主要是由于水水泥用量偏少少。另外，鄰接接塊上安裝隧隧道臨時(shí)用照照明燈架的螺螺栓不能覆蓋蓋塑料保護(hù)罩罩，此外肋腔腔涂刷YJ—302界面處理劑劑后用硫鋁酸酸鹽微膨脹水水泥填實(shí)。施施工中應(yīng)加強(qiáng)強(qiáng)安全絕緣措措施。2.3.2

施施工中的問題題手孔中充填填的細(xì)石混暖暖土級(jí)配通常常是C15，但設(shè)計(jì)中中未提任何抗抗摻要求，因因?yàn)槌涮钍挚卓椎哪康膬H在在于隔絕空氣氣。但事實(shí)上上手孔中常有有滲出的積水水。手孔中的滲滲水主要來自自兩方面。一一方面，地下下水越過彈性性密封墊進(jìn)入入管片接縫內(nèi)內(nèi)側(cè)后，又因因螺孔密封圈圈失效(密封圈外徑徑太小或是遺遺漏末放置)而從螺栓孔孔中滲入手孔孔。另一方面面，手孔處的的管片壁較薄薄(地鐵2號(hào)線襯砌厚35cm，手孔一般般深15cm左右，則該該處管片僅厚厚20cm)，若管片抗抗?jié)B能力略有有不足，則地地下水會(huì)直接接滲入手孔。因因此，首先應(yīng)應(yīng)采取措施堵堵止?jié)B漏水。針對(duì)以上滲滲水情況，可可先更換螺孔孔密封圈，并并將螺母擰緊緊，然后用快快凝水泥充填填手孔。若仍仍有水從快凝凝水泥表面滲滲出，就只能能鑿槽埋管注注漿將其堵止止。這些措施都都是針對(duì)已有有明顯滲漏水水的手孔的。但但有時(shí)，有的的手孔在充填填細(xì)石混凝土土前并無滲漏漏現(xiàn)象，充填填后卻發(fā)現(xiàn)有有水從其表面面滲出。由此此看來，還是是需要細(xì)石混混凝土有一定定抗?jié)B能力的的。故應(yīng)保證證其施工質(zhì)量量以達(dá)到這一一要求。細(xì)石石混凝土的選選料與配合比比必須符合設(shè)設(shè)計(jì)要求。充充填時(shí)用插棒棒搗實(shí)，使其其盡可能密實(shí)實(shí)。細(xì)石混凝凝土表面應(yīng)多多次收水壓光光抹平，以確確保其邊緣不不出現(xiàn)裂縫。對(duì)于細(xì)石混混凝土，設(shè)計(jì)計(jì)雖未提抗?jié)B滲要求(強(qiáng)調(diào)對(duì)螺栓栓的密封)，但只要施施工質(zhì)量過關(guān)關(guān)，它仍有一一定抗?jié)B能力力。目前，每塊塊拱底塊4只手孔不必必充填細(xì)石混混凝土。這是是出于提高道道床混凝土整整體性的考慮慮。不過，這這同時(shí)也使這這些手孔的清清理工作變得得麻煩。拱底底手孔中容易