盾構法隧道施工管片滲漏防治淺析

【摘要】隨著我國經濟的快速發展，國內外盾構隧道的經驗已經越來越充足了，水下盾構隧道的頻繁出現，漸漸形成了比較成熟的盾構隧道質量管控體系，但是在施工過程中仍然存在一些問題，本研究針對常見問題進行分析，淺談施工管片滲漏的防治方法。

【關鍵詞】管片滲漏；防治方法；盾構法

盾構隧道滲漏是指隧道管片縱環接縫之間或結構表面出現濕漬、滴水、線漏、和泥沙等現象。地鐵隧道滲漏容易導致漏電、斷電、信號不穩定甚至中斷等一系列問題。經研究表明，在軟土中隧道滲漏導致地面和隧道沉降隨隧道滲透系數比的增加而增加，在完全滲漏的情況下，襯砌滲流速度為0.15L/m2d時，隧道最大沉降約達20cm，并產生沉降槽，影響隧道內軌道平整、行車安全、乘坐的舒適性以及對地面建構筑的安全。

通常采用隧道內注漿、封堵等處理措施，可以在短時間內減少或阻止漏水，但不能保證長期安全，由于水流的滲透還會重新出現滲漏現象，或是堵塞后的水從新的地方滲透，形成新的漏點。

1.管片防水結構的設計

管片防水材料使用的是高抗滲等級的混凝土，并且采用防水材料是彈性止水條，它的耐久性和防水效果都已得到證實，管片接縫按設計要求進行嵌縫，螺栓孔采用遇水膨脹橡膠墊防水。

2.管片滲透的原因

2.1地理位置因素

地質條件是隧道施工的基礎，在盾構法隧道施工過程中，我們必須要特別重視工程地質水文特征。地下水普遍存在于隧道四周，他是造成隧道管片滲漏的主要原因。不同的地質條件、承壓條件和補給形式均會對隧道管片滲漏產生不同的影響。在同等條件下隧道穿越砂層比穿越淤泥層更易造成管片滲漏。總體而言，地下水量越豐富、水量越大、壓力越大、腐蝕性越強，就越容易形成隧道管片滲漏。所以在盾構法隧道設計施工過程中，我們要對地質水文條件仔細研究，針對性的采用防治措施，避免因工程水文地質資料掌握不全或不準確而造成設計施工的防水方案出現問題。

2.2管片設計因素

目前我國的地鐵隧道通常外徑約為6m，采用鋼筋混凝土管片襯砌。每一個環襯砌由六塊管片組成，管片采用高精度的管模制作。地鐵盾構法隧道一般采用單層預制混凝土管片拼裝襯砌，為圓形斷面結構，防水施工主要包括：管片襯砌結構自防水、襯砌外防水涂層、襯砌接縫防水嵌縫、螺栓孔防水、滲漏處理。

控制隧道滲漏水質量的主要施工工藝：管片襯砌結構自防水、襯砌接縫防水、盾尾充填注漿。在管片的設計上我們通常是在管片間用螺栓拉緊連接成環并拉緊，管片螺栓采用遇水膨脹橡膠圈止水，但襯砌的構造不可避免地使管片間存在縫隙，應通過相鄰管片間的橡膠止水帶相互擠密壓實，從而阻止地下水從管片外側進入隧道內達到止水效果。密封墊是管片接縫唯一的防水設計，管片之間必須提供足夠的壓力，其次密封墊的材料性能要良好，能長時間保持接觸面應力不松馳，這樣才能減小因管片設計出現的錯誤而引起滲漏。管片與管片間如用螺栓連接，在拼裝中螺栓密封止水圈就會被損壞或遇水膨脹而失效，又或者因螺栓沒擰緊而使滲漏水在螺栓孔內聚集并溢流。

2.3盾構法施工時的失誤

⑴在盾構機推進過程中，盾構姿態較差、注漿不飽滿或注漿壓力過大等造成管片錯臺、破損、開裂，從而形成滲漏。影響盾構機姿態較差的因素有很多，例如地質條件軟硬不均、過急糾偏、管片選型錯誤、盾構導向系統錯誤等。盾構機如果在姿態較差的情況下推進，盾尾與管片產生了擠壓，最終就會造成管片錯臺、破損，嚴重時管片開裂形成通縫。

⑵盾構機前方壓力不足、管片連接螺栓未緊固到位等均會造成管片間壓緊力不足，密封墊松弛形成滲漏。當管片拼裝完成后，采用管片螺栓人工錨固，此時壓緊力不足以使密封墊緊密，在盾構機推進時，推進油缸對盾尾附近管片提供等量于盾構機推力的作用力，管片密封墊逐漸達到密實，此時如不對管片螺栓進行二次緊固，待盾構機推進完后，壓緊力消失，管片恢復至松弛狀態造成壓緊力不足，施工中常常被忽視。

⑶在管片拼裝過程中，管片間雜物未清理、加貼石棉楔子、密封墊脫落形成較大縫隙造成滲漏。盾構機在長距離掘進后或者盾構姿態長期處于較差狀態，對盾尾密封刷造成嚴重損害，如不及時更換，則會引起盾尾大量漏漿，漿液聚集后不但影響管片安裝效率，還會造成管片、密封墊間夾雜泥沙，形成縫隙。密封墊一般與混凝土管片進行人工粘貼，如粘貼不牢固、粘貼后遇水提前膨脹都可能造成密封條在拼裝中脫落，若不及時處理，則形成縫隙，也會引起滲漏。

3.滲透的預防方法

3.1加強對管片的管理

提高管片的制作精度和質量是防治滲漏問題重要工作。控制好水平拼裝環，使縱縫間隙小于2mm，確保管片密實無裂縫；采用高頻振動臺加強振搗，確保混凝土密實，抗滲要求達到設計標準。加強管片的起吊、運輸及堆放管理，堆放時應在下方墊放枕木，避免出現貫穿性的裂縫。若損壞不嚴重可修補，否則重新調換后繼續進行工作。

3.2合理施工

盾構姿態控制實際上就是將盾構機軸線盡量保持與設計軸線重合，避免因為姿態不好而造成盾尾間隙過小引起管片錯臺、破損。比如地質軟硬不均、過急糾偏等都可能造成盾構姿態偏差，當盾構機遇到軟硬不均地層時，需要降低掘進速度，合理調節各個千斤頂的推力，有必要時還要考慮在硬巖區使用超挖刀進行超挖。正確合理的施工是保證工程正常進行的必要因素，充分利用盾構機的鉸接功能，例如進入上軟下硬地層時，為了防止盾構機抬頭，要啟動鉸接油缸，保持下俯姿態；反之則要保持上仰姿態。如果盾構姿態發生偏移、偏轉和俯仰，就要進行糾偏。施工時軸線的糾偏是一個過程，可能要連續幾環才能得到控制，所以在出現偏離軸線趨勢時，就應該及時調整千斤頂的行程差，以免過量糾偏使環縫加大而引起漏水。

3.3正確使用止水條

選用質量合格且與管片型號匹配的止水條非常關鍵，粘貼須平整牢靠，冬季時還需經烘箱預熱處理。使用時管片的表面要平滑，不能有孔和缺邊，所以角部加貼的自粘性橡膠緩沖薄片的厚度、長度應符合設計要求。還要用稀釋液清洗止水條和管片，如果用遇水膨脹橡膠止水條，它吸水后產生的膨脹壓力可以抵抗水的滲透壓力。由于在施工期間會常遇到下雨天或者隧道底部積水，所以操作不當會使止水帶和螺栓墊圈在拼裝前遇水膨脹、變形，影響止水效果。如果用加厚型氯丁橡膠止水帶，其通過止水帶與砼面產生一定的壓緊力來止水。我們應及時對止水條進行檢查，如出現損壞或脫落，要修補至達到規定要求，否則重新調換。

4.滲漏后處理措施

無論是隧道的何種滲漏，一經發現必須立即處理。堵漏的原則為大漏變小漏，縫漏變孔漏，即將大面積的滲漏水縮小為小面積或集中于一點，最后堵塞漏水。采用直接堵漏法和下管堵漏法。直接堵漏法是將制好快干水泥搓成圓錐形或條形塞入管片的漏水處，用力壓實。當滲漏量較大時可采用下管堵漏法，用快干水泥塞入縫槽內，將一根直徑20～30mm的鋁管埋在漏水處剔好的槽內，把鋁管周圍的溝槽或圓槽用快干水泥灌滿并壓實。待水泥達到一定強度后，通過壓漿機向管內壓入環氧樹脂砂漿直至密實，待漏水點停止滲漏后將孔進行封閉。

5.結語

盾構法地鐵隧道施工滲漏處理技術是一項復雜的系統工程，主要涉及到工程材料、施工操作和管理維護等因素。在整個施工和治理的過程中，我們要因地制宜、綜合處理問題。通過分析滲漏的原因，采取針對性解決方案，在地鐵施工實踐中取得良好效果，提高了地鐵隧道工程施工質量。

參考文獻

[1]吳笑偉.國內外盾構技術現狀與展望[J].建筑機械，2008

[2]羅仁堅.“十二五”我國綜合運輸體系結構優化的思考[J].綜合運輸，2011