国内外盾构法隧道防水施工技术

1、国内外盾构法隧道防水施工情况
盾构隧道渗漏水的位置主要是管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和手孔等，其中以管片接缝处为防水重点。国外通常接缝防水有两种：一种是以德国为代表的欧美方面，采用三元乙丙橡胶弹性密封垫，靠弹性压密，以接触面压应力来止水，以耐久性和止水性见长，其工作机理见图1
2、盾构法隧道的防水施工
盾构区间防水工作以管片结构自防水为根本、接缝防水为重点，确保隧道整体防水，同时遵循“以防为主、以堵为辅、多道防线、综合制理”的原则，制定防水施工措施。
2.1  管片结构的自防水
管片砼采用高抗渗高强度（C50）等级的混凝土，抗渗等级为S12。采用掺加高效减水剂UEA及粉煤灰“双掺”技术，减少水泥用量，降低水化热，减少收缩裂缝的产生。
高抗渗性混凝土管片通常是以高精度钢模单块制成的高精度管片，虽然管片的精度高低与混凝土衬砌自防水无直接关系，但它是控制衬砌拼装缝隙的关键。
为达到管片砼的自防水，管片的生产主抓三个方面：砼密实度、抗裂性能和制作精度。
2.2  管片的接缝防水
1、管片之间设置密封垫沟槽，其内设置高弹性三元乙丙橡胶密封垫。    
2、管片上预留有嵌缝槽。为防止隧道上半部拱顶滴漏危及行车安全，对隧道上半部拱顶45°范围作嵌缝密封。隧道下半部不作嵌缝处理，但道床混凝土与管片间的施工缝要用遇水缓膨胀腻子防水，道床混凝土本身的施工缝用弹性密封胶密封。嵌缝密封材料采用单组份亲水性聚氨脂密封胶，由嵌缝枪嵌填处理。在弹性密封垫寿命期满之后，虽然无法更换密封垫，但作为第二道防水线的嵌缝材料是容易剔除并重新嵌填新嵌缝密封胶，保证隧道长期防水效果。
3、螺栓孔采用可更换的遇水膨胀橡胶密封圈作为螺孔密封圈加强防水。
4、衬砌环缝满足①短期防水要求密封材料因压缩产生的接触面应力大于设计水压力；②长期防水过程中，在出现最大计算变形量时，仍保证在规定压力等于隧道实际承受的最大水压下不渗漏。
变形量应按公式计算：
式中：δ——环缝中弹性防水密封垫（材料）在设计水压力作用下允许的环缝张开值(m)；
ρmian－－隧道纵向变形曲线最小曲线半径(m)(由设计定)；
D―――隧道外径 (m)；
B―――管片环宽（m）；
δ0――生产及施工误差可能造成的环缝间隙 (m)；
δs――隧道邻近建筑物及桩基沉降等引起的隧道挠曲和接缝张开值(m)。
弹性密封垫沟槽深度与密封垫的高度按下列公式计算。
式中：a——为弹性密封垫最大压缩率，即压至0mm时的压缩率，为设计所率；
a'——为弹性密封垫最小压缩率，为设计所设定；
B——为设计中的接缝允许张开量的1/2；
A——为要求的密封垫沟槽深；
T——为要求的弹性密封垫高；
为能使密封垫完全压密(环缝张开量为0mm)，密封垫沟槽截面积应大于等于密封垫的截面积，其关系应按下式表示：
式中： A——密封垫沟槽截面积；
Ao——弹性密封垫截面积；
2.3  同步注浆和二次注浆
盾构推进后，盾尾空隙在围岩坍落前及时进行注浆,不但可防止地面沉降,而且有利于隧道衬砌的防水,选择合适的浆液、注浆参数、注浆工艺，可形成稳定的管片外围防水层，将管片包围起来，形成一个不透水层。
同时若管片接缝处漏水，可进行二次注浆处理。利用管片吊装孔进行二次注浆，二次注浆的浆液采用双液浆，在管片的外侧形成一圈隔水层。
3、盾构隧道渗漏水机理
   引起隧道渗漏水的原因主要是防水材质不良或违反操作规程造成的，具体可分为以下几类：
   ①管片在制作过程振捣和养护不合理，管片表面出现气孔和龟缩裂缝；
②管片在运输、拼装中受到挤压、碰撞，缺边掉角；
③止水条粘贴不牢，或止水条表面没有清洁
④管片出现错台，造成止水条接触面变小，甚至拼装过程造成止水条破坏；
⑤盾构推进过程，管片受力不均造成管片开裂和错台；
⑥二次注浆后，注浆孔封孔施工质量差；
4.3  渗漏处理方案
根据不同部位、渗漏水的不同形式，采取以下具体的处理措施：
①环纵缝的线漏、点漏处宜采用二次注浆进行堵漏，即利用管片吊装孔打穿后，配备专用的注浆头对管片进行二次注浆，浆液为水泥、水玻璃双液浆；
②对于0.15mm以下潮湿裂缝或微裂缝采用在裂缝表面反复涂刷渗透性水泥结晶防水涂料；
③对于0.15mm以上的微裂缝，采用钻孔埋管，引排渗漏水，然后注环氧树脂浆液进行堵漏；
④区间管片存在的边、角缺损部位，采用高强、快凝的聚合物材料进行修补。
按照上述防水堵漏方案，经过2个月的施工，渗漏情况已明显好转，线漏、渗漏都已消除，只有个别地方还有达不到设计要求，但只要经过反复处理，肯定能解决。
4.4  总结
盾构隧道防水施工是一个系统工程，除了选择合适的防水材料外，只有做好从管片的预制、养生、运输和止水条的粘贴到管片的拼装和盾构的掘进姿态控制的每一道工序，这样才能保证整个盾构隧道的防水质量。
温馨提示：雨晴防水工程防水堵漏工程致电24小时免费服务热线：13581494009