軌道交通盾構(gòu)法隧道防水技術(shù)

軌道交通盾構(gòu)法隧道防水技術(shù)摘要:隧道防水技術(shù)是保證隧道工程正常施工,以及地下隧道工程竣工以后能夠安全投入運營的一門重要施工技術(shù)。本文主要分析了隧道滲漏水的機理，及盾構(gòu)法隧道防水技術(shù)常見的施工問題,并介紹了一些防滲堵漏措施。關(guān)鍵詞：隧道防水盾構(gòu)法施工管片接縫防水嵌縫一、 隧道建設(shè)防水現(xiàn)狀現(xiàn)階段我國已成功建成了大量地鐵、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。盾構(gòu)法隧道已成為現(xiàn)代化城市軌道交通發(fā)展必不可少的一種施工方法。而隧道防水作為隧道施工的一個重要組成部分，其重要性也日益上升和體現(xiàn)。但在實際施工過程中，往往由于設(shè)計不周，選材不良，施工質(zhì)量不好等原因，導(dǎo)致正在施工或已竣工的工程發(fā)生滲漏水現(xiàn)象。若不及時進行治理，必將影響隧道的安全施工，外觀質(zhì)量，甚至?xí)绊懙焦こ淌褂霉δ埽⒔档退淼朗褂脡勖?。二?盾構(gòu)法隧道滲漏水的原因分析盾構(gòu)法隧道滲漏水的主要位置是洞門接頭部位、管片的接縫、管片自身小裂縫、注漿孔和手孔等。其中以洞門接頭部位和管片接縫處為防水的重點。引起隧道滲漏水的原因一般主要是施工措施不當，防水材質(zhì)不良或違反操作規(guī)程造成的，具體可分為以下幾類：1、 進出洞區(qū)域未進行合理有效的地基加固，進出洞止水裝置不合理。2、 管片在制作時養(yǎng)護不合理，表面出現(xiàn)氣孔和龜縮裂縫。管片在運輸、拼裝中受擠壓、碰撞，缺邊掉角，使用前未進行有效的修補。3、 未選擇符合要求的密封材料；遇水膨脹止水條粘貼不牢，或使用前時過早受潮，或使用時浸水使膨脹止水效果降低。4、 管片拼裝質(zhì)量差，螺栓未擰緊，接縫張開過大。5、 手孔、螺栓孔、注漿孔等薄弱部位未加防水墊片，封孔施工質(zhì)量差等。三、盾構(gòu)法隧道的防水一般而言，盾構(gòu)法隧道防水的原則是“以防為主、以堵為輔；多道防線、綜合治理”。其防水施工的內(nèi)容主要包括：襯砌自防水、洞門接頭防水、襯砌接縫防水（彈性密封墊防水、嵌縫防水）、隧道注漿防水、螺栓孔防水及滲漏水處理等。1、 襯砌自防水襯砌自防水是首選的防水措施，主要方法為管片材料采用防水混凝土。隧道結(jié)構(gòu)物一般用普通防水混凝土，而盾構(gòu)法隧道襯砌由預(yù)制管片拼裝而成，多用外加劑防水混凝土。2、 洞門接頭防水洞門接頭部位是盾構(gòu)法隧道施工的重要風(fēng)險點，也是隧道防水的重要部位。通常洞門接頭部位通過合理的地基加固，有效的止水裝置和構(gòu)造處理來實現(xiàn)防水。其防水工作一般分三步進行。2.1掘進施工前期，一般先根據(jù)盾構(gòu)進出洞區(qū)域的地質(zhì)狀況和周邊環(huán)境進行分析，采用合理、有效、安全、經(jīng)濟的地基加固方法，以加強盾構(gòu)進出洞時正面土體的自立性，降低、阻斷或減緩盾構(gòu)正面土體的含水量及水滲透。地基加固方案實施過程中，應(yīng)嚴格安裝施工規(guī)范進行，控制好加固范圍和加固強度，并做好取樣檢測工作。掘進施工時輔以簾布橡膠扳、鉸鏈扳等組成的有效的止水裝置并及時的注漿，隔斷因推進產(chǎn)生的滲漏通道?？刂贫軜?gòu)出洞施工時周邊土體的變形量，避免和減少井接頭部位的滲漏，杜絕噴涌等意外狀況的發(fā)生，減少對周邊環(huán)境的影響。2.2掘進過后，進行洞門接頭構(gòu)造處理。洞門接頭構(gòu)造為環(huán)形鋼筋混凝土保護圈，混凝土等級強度C35、抗?jié)B等級P8，鋼筋焊接成型，混凝土保護層40mm。其中止水條制作應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場洞圈和成環(huán)管片的實際尺寸，決定兩道止水條的長度。對止水條兩頭搭接部位，預(yù)留10?20cm，以便粘結(jié)。將粘接劑應(yīng)分別均勻涂抹于洞圈、管片和止水條。并將止水條嵌入預(yù)焊在洞圈和管片上的06的箍筋內(nèi)。3、襯砌接縫防水接縫防水的措施是使用彈性密封墊防水等密封材料，并做好嵌縫防水。3.1彈性密封墊防水功能要求：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。材料種類分為單一材料的、合成材料及水膨脹材料。現(xiàn)多采用水膨脹橡膠密封墊，它能大大改善了盾構(gòu)法隧道的防水性。進出洞段防水制作采用兩道遇水止水帶和一道彈性橡膠密封墊，在富水地層可有效止水。3.2嵌縫防水3.2.1嵌縫的作用嵌縫施工作為一道防水措施的主要作用是將接縫允許滲漏量的水引導(dǎo)至規(guī)定位置，也就是說它是一種泄水方法，而不是堵水方法。盾構(gòu)法隧道防水的根本在于襯砌自防水和襯砌接縫的彈性橡膠密封墊防水。若這兩道防水措施出現(xiàn)問題，比如鋼筋混凝土管片抗?jié)B能力不足、拼裝時管片碎裂或是彈性橡膠密封墊放置不當，這時地下水就會進入隧道內(nèi)部。若滲漏量較小，在嵌縫范圍內(nèi)的滲漏水會沿著嵌縫槽內(nèi)沿流至端部排出，以保證嵌縫范圍內(nèi)無水滲出。若滲漏量較大超過允許值，則必須采取堵止措施。3.2.2嵌縫的設(shè)計理念①嵌縫的材料嵌縫作業(yè)是依靠嵌縫材料的充填和粘接力達到密封防水的目的。一般要求嵌縫材料與基面有良好的粘接性，較好的彈性，并且它的材料性能須保持穩(wěn)定。②嵌縫的范圍盾構(gòu)法隧道襯砌全部嵌縫是極為少見的。一般認為，水是無孔不入的，由于盾構(gòu)法裝配式襯砌隧道有無數(shù)的管片接縫，因此要做到全封閉防水是很困難的，防水層上的任何瑕疵都會成為地下水滲入的途徑。所以就目前的看法，全斷面的嵌縫作業(yè)也是沒必要的。地鐵隧道工程的嵌縫范圍通常為拱底86°，拱頂43°（稱作“標準環(huán)嵌縫”）。拱底需澆搗道床混凝土，若有地下水滲入到管片與道床之間，會影響道床的澆筑質(zhì)量，進而造成道床混凝土與拱底塊間存有夾水層；而拱頂有地鐵列車架空供電線，對應(yīng)的道床面有軌道，若出現(xiàn)滴漏水點，將造成嚴重腐蝕。在盾構(gòu)出洞和進洞口各25m（環(huán)）、聯(lián)絡(luò)旁通道兩側(cè)各5m（環(huán)）仍需實行襯砌全斷面嵌縫。這是為了適應(yīng)不均勻沉降和溫度變化引起的變形，保證該區(qū)段隧道的防水效果。當環(huán)縫處于變形縫位置時，應(yīng)采用柔性防水材料（聚氨酯密封膠）嵌填整條環(huán)縫。4、隧道注漿防水由于盾構(gòu)直徑大于管片直徑，在管片脫出盾尾后，就會產(chǎn)生建筑空隙。在盾構(gòu)法施工中一般采用同步注漿和壁后補壓漿等方式進行充填。起到加固成形隧道周邊土體強度的作用，同時也起防隧道滲漏的作用。注漿防滲原理主要是通過漿液自身的固化和防滲能力，固化周邊土體，隔斷或阻斷隧道與外部水體之間的聯(lián)系，從而起到加固地層對隧道的承載能力，加強隧道抗?jié)B漏能力。同步注漿一般注漿管設(shè)置在盾構(gòu)機本體上，在管片脫出盾尾的同時就進行充填建筑空隙，減少盾尾密封的防水壓力。壁后注漿又叫二次補壓漿，一般是管片脫出盾尾后，通過管片自身的注漿孔進行對外注漿。壁后注漿主要是針對前期同步注漿效果不佳，成形隧道上部地表變形量較大；隧道滲漏情況比較嚴重，無法通過嵌縫等方式進行封堵。常用的隧道注漿漿液有單液漿、雙液漿、聚氨酯等。一般常用前兩種，聚氨酯主要用于緊急封堵。5、 螺栓孔防水對地鐵隧道襯砌內(nèi)表面的外露鐵件應(yīng)作防腐蝕處理。這是為了防止電化腐蝕和隧道內(nèi)滲漏水對鐵件的化學(xué)侵蝕。這部分作業(yè)內(nèi)容通常與嵌縫作業(yè)一并完成。隧道下半斷面范圍內(nèi)的手孔用細石混凝土充填以使螺栓隔絕空氣。上半斷面范圍內(nèi)的手孔澆筑困難比較大，故采取加封快凝水泥并套低密度聚乙烯塑料保護罩的方法。管片拼裝所用的螺栓都經(jīng)過電鍍鋅、熱浸鋅等表面處理，但壽命有限，又因現(xiàn)場的各種損傷、少數(shù)螺栓會出現(xiàn)明顯銹蝕。而所有這些銹渣和浮渣及表面污物都必須被清除。6、 滲漏水處理管片接縫處出現(xiàn)滲漏水時，采用滲水部位打入鋁管的方法，不會破壞彈性橡膠密封墊及遇水膨脹止水條，然后注入聚氨酯進行止水，等待4?5個小時后再看是否有滲漏水，如果有滲漏水則繼續(xù)向