盾構法隧道施工防水淺談

張小君

中鐵十二局集團第二工程有限公司，山西 太原

盾構法隧道施工防水淺談

張小君

中鐵十二局集團第二工程有限公司，山西 太原

通過對國內外相關資料的閱讀，主要介紹了盾構法隧道施工防水原則和方法，隨后詳細介紹了盾構管片防水，特殊接口防水施工，聯絡通道處的防水技術，為盾構法隧道施工防水提出了合理的建議。

盾構法；隧道施工；防水

shield method；tunnel construction； waterproof

1、前言

盾構隧道由于結構和施工的特殊性，其防水設計有別于現澆明挖及礦山、沉管結構。由于早期盾構法施工費用較高，我國地鐵采用盾構開挖法起步較晚，基本上是從20世紀90年代中期才開始，其防水和防腐設計也是在總結經驗教訓和借鑒國外設計理念中不斷向前進步的。10多年來，我國盾構防水設計經歷了從簡單關注接縫防水到將管片自身防水防腐、接縫防水、管片制作、管片外注漿、止水材料適應沉降及管片變形能力、手孔及螺栓防水等進行綜合考慮的過程，使盾構防水擺脫了單純注重接縫防水的初級階段，形成了一個完整的防水體系，保證了盾構防水效果。

2、盾構法隧道施工防水原則與方法

根據《地鐵設計規范》（G B 5 0 1 5 7-2 0 0 3）和《地下工程防水技術規范》（GB50108-2001）并結合考慮本標段的工程環境、地質水文等條件，本著使用安全、經濟合理的精神，區間按下列原則確定防水模式：強調結構自身防水并遵循“以防為主、剛柔并濟、多道設防、因地制宜、綜合治理”的原則。

區間隧道及聯絡通道等附屬結構的隧道結構防水等級應為二級，各部位防水等級為：隧道上半部不允許滴漏，結構表面可有少量濕漬；總濕漬面積不應大于總防水面積的2/1000，任意100m2防水面積上的濕漬不得超過2處，，單個濕漬的最大面積不大于0.2；在隧道工程中整條隧道的平均滲漏量不得大于0.05L/m2·d，任意100m2的滲漏量不得大于10L/d。

結構施工縫和變形縫應有可靠的防水措施，防水材料可采用橡膠止水帶、防水嵌條等。施工中應采用各種有效措施，減少結構裂縫的產生，提高結構防水能力。

3、盾構管片防水

3.1、管片抗滲性能驗證

通過對采購的管片進行抗滲試驗，應達到設計要求。試驗的方法一般如下：從經水養護7天以上的管片抽取10%的數量做抗滲檢漏試驗，試驗抗滲壓力為1.2MPa，恒壓6小時，滲透深度不超過50mm。在對初始生產100環進行檢驗并合格后，可將抗滲檢漏比例改為5%，但每臺班至少抽檢一塊，由專職檢驗人員檢驗并做好記錄。

3.2、盾構隧道接縫防水

盾構隧道管片接縫處的防水結構如圖1。

圖1 管片環、縱縫處防水結構圖

為了滿足接縫防水要求，在管片接縫處設置了框形三元乙丙橡膠和水膨脹橡膠組成的彈性密封墊和嵌縫兩道防水措施，并以彈性密封墊為主要防水措施。由管片廠進行加工粘貼。管片運至施工現場后避免日光直接照射、雨水侵蝕。

嵌縫槽密封材料內部嵌填采用遇水膨脹橡膠膩子；外部密封材料采用氯丁膠乳水泥。

3.3、隧道管片嵌縫防水

根據設計要求，隧道管片需作嵌縫處理，該項工作需在隧道貫通后道床鋪設前進行。嵌縫流程見下圖, 圖中尺寸單位：mm。

圖2 嵌縫施工工藝流程圖

(1)施工方法。清理管道內的泥水和附著在管片表面的注漿材料，二次緊固螺栓，需達到以下要求：①所有的嵌縫槽內均不得有滲漏水部位，否則應先進行堵漏處理；②所有嵌縫槽如有缺陷應先進行修補；③所有的管縫（環縫和縱縫）必須清理干凈；④管道內表面保持干凈，封堵前，施工部位必須保持干燥；⑤所有螺栓必須擰緊，表面不允許有泥水和其它異物；⑥清理完泥水必須運出，嚴禁堆積于管片底部。

首先在環、縱縫內刷涂YJ-302界面劑，再嵌入閉孔泡沫聚乙烯棒或PE薄膜，然后在環、縱縫內填入氯丁膠乳水泥至與管片內面平齊，變形縫襯砌環兩側的環縫使用雙組分聚硫密封膠。

（2）注意事項。①涂刷界面劑，如涂刷后24小時沒有填密封材料，須再刷一次；②現場拌和密封材料，每次最多拌合2～3kg，隨拌隨用以免失效；③密封材料封堵后，在其未干前，用膩子刀調整刮平，要順同一方向，避免來回多次抹壓，要用刀的背面輕輕在密封材料上滑動，使其形成光面；④嵌填完畢后養護2～3次，施工現場須清掃時，一定要在密封材料干燥后進行，以防止污染或破損； ⑤管片進場應進行嚴格的驗收；⑥拼裝時注意膠圈保護；⑦發現損壞及時更換。

3.4、管片手孔處理

根據設計要求，隧道完成以后，要對隧道襯砌管片的全部手孔進行混凝土處理，該項工作需在隧道貫通后道床鋪設前進行。

(1)施工方法。清理隧道內襯砌管片手孔內的泥水和附著在管片表面的注漿材料，再次緊固螺栓。必須達到以下要求：①所有的手孔內必須清理干凈，確保孔內無污泥、污水等雜物；②清理完成后隧道內管片表面保持干凈，封堵前，手孔內必須保持干燥；③所有的螺栓必須擰緊、擦拭干凈，螺栓表面不允許沾有泥水和其它異物；④清理完的泥水必須及時運出，嚴禁堆積于管片底部。

施工時，首先在管片手孔內表面刷涂混凝土界面劑，待界面劑干燥后，用微膨脹水泥砂漿填入手孔內，用抹子壓實，在砂漿干透之前必須保證壓兩～三遍，砂漿表面不得低于或高于管片表面，表面不能有裂縫。

(2)注意事項。①涂刷界面劑，如涂刷后24小時沒有填密封材料，須再刷一次；②現場拌和材料，每次最多拌合2～3kg，隨拌隨用以免失效；③密封材料封堵后，在其未干前，用膩子刀調整刮平，要順同一方向，避免來回多次抹壓，要用刀的背面輕輕在密封材料上滑動，使其形成光面。

3.5、注漿孔防水

二次注漿結束后，清除注漿孔內殘留的漿液，使用止逆閥和螺旋管塞、密封墊圈進行防水,因為密封圈會發生蠕變而松弛，在施工過程中需要對螺旋管塞進行二次擰緊。在貫通掘進中，考慮到盾構進入接收井時因盾構前方無土壓故盾構對后方的管片的壓力較小，致使管片間的橡膠止水圈的壓縮量達不到設計的要求，防水效果也達不到要求。需要將進洞一定范圍內管片用拉緊聯系連接起來，在拉緊聯系上施加預應力。拉緊聯系在洞口永久防水結構施做完畢之后再行拆除。

4、特殊接口防水施工

洞門是盾構隧道與工作井（車站）的連接部位，是施工防水的難點也是重點，這些部位拐角多、結構復雜、施工縫和變形縫多；還有在盾構進出隧道時推力小，管片缺乏后座鼎力時管片間的壓力相對較小，接縫不密實，易漏水，靠近洞門的盾構區間隧道要重點對待。應注意以下幾點：

（1）盾構出洞時，采用特殊簾布橡膠圈及可靠的固定裝置減少漏泥，漏水，并在洞口進行注漿，用特殊形式的止水帶與遇水膨脹橡膠止水條、密封膠加強抗裂與防水；

（2）在拆除管片前，先從注漿孔注漿以減少滲水；

（3）拆除管片后如還有滲水的部位，必須繼續注漿封堵。

5、聯絡通道處的防水

由于聯絡通道是在隧道施工完成后，再采用暗挖法施工完成的，所以盾構區間結構和通道結構的結構相交邊緣的防水是整個區間防水的重點。以下是設計中采用的處理措施：（1）首先加大通道接縫處的結構斷面，以提高此處的結構剛度，減小通道接口處結構變形，同時也提高了結構自防水的能力；（2）特殊管片開洞周圍與通道結構相交面采用SBS防水層，和兩道封閉的水膨脹橡膠止水條；（3）通道初襯及二襯間采用無紡布和ECB板防水。

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Waterproof of Shield Method Tunnel Construction

Through the domestic and international related data reading, mainly introduced the shield method tunnel construction waterproof principle and method ,then introduced the shield segment waterproof in detail,waterproof construction of special interface and connecting passage, it put waterproof technology in shield method tunnel construction waterproof forward reasonable suggestions.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.060

張小君,男, 中鐵十二局集團第二工程有限公司,助理工程師。