盾構(gòu)隧道滲漏原因分析及措施

羅宇勤，黃江華，馬亞兵

（浙江華東工程安全技術(shù)有限公司，杭州 310000）

1 引言

管片滲漏現(xiàn)象會(huì)對(duì)盾構(gòu)隧道施工產(chǎn)生很大影響，這是地鐵隧道施工質(zhì)量的重要判斷依據(jù)，是施工遇到的重大技術(shù)難題[1-3]。管片滲漏形式主要有：管片環(huán)縫滲漏、管片縱縫滲漏、管片螺栓孔滲漏、管片拼裝孔滲漏、管片裂縫處滲漏和管片破損處滲漏等[4]。

2 盾構(gòu)施工中管片滲漏原因分析

引起管片滲漏的原因有很多，筆者根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)富水砂層地質(zhì)條件下盾構(gòu)隧道管片滲水情況，采用因果分析法進(jìn)行分析，較為常見的主要有以下幾種。

2.1 姿態(tài)控制不合理引起盾尾間隙過小

推進(jìn)過程中在調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)時(shí)出現(xiàn)急糾猛糾現(xiàn)象，導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)的實(shí)際軌跡和管片的線形不一致，從而使得盾尾間隙不對(duì)稱，盾尾間隙小的一側(cè)會(huì)使管片受擠壓而產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)破損或者因受力不均出現(xiàn)裂縫，在破損或裂縫處出現(xiàn)滲漏情況。

2.2 拼裝過程中忽視拼裝質(zhì)量

作業(yè)人員為追求施工進(jìn)度，管片未調(diào)整到位就伸出油缸頂管片，導(dǎo)致管片錯(cuò)臺(tái)甚至破損；管片螺栓緊固不到位，造成防水條擠壓力不足，進(jìn)而導(dǎo)致防水失效出現(xiàn)滲水；拼裝過程止水條出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)位，防水效果遭到嚴(yán)重破壞。

2.3 同步注漿不飽滿或者盾尾出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿現(xiàn)象

同步注漿不飽滿或漏漿太多，導(dǎo)致管片外側(cè)出現(xiàn)較大空隙，地下水順勢(shì)流入填充，為形成滲水通道提供有利條件；若密封條貼合不嚴(yán)實(shí)，在密封薄弱處就容易產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。

2.4 盾尾變形較大

盾尾變形過大，易出現(xiàn)盾尾間隙分布不均勻，進(jìn)而對(duì)管片安裝造成一定影響，管片成型后橢圓度過大進(jìn)而影響下一環(huán)管片拼裝，出現(xiàn)管片錯(cuò)臺(tái)，也會(huì)因管片相互擠壓出現(xiàn)管片破損引起滲漏水現(xiàn)象。

2.5 管片自身質(zhì)量問題

設(shè)置密封墊的溝槽部位混凝土不密實(shí)有氣泡、裂紋等缺陷，拼裝時(shí)容易出現(xiàn)破損，導(dǎo)致密封墊失效發(fā)生滲漏現(xiàn)象。

2.6 盾構(gòu)推進(jìn)中推力不均勻

管片受力過大且不均勻容易產(chǎn)生裂紋、貫穿性斷裂和錯(cuò)臺(tái)等風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致管片滲漏，特別是在小半徑曲線段掘進(jìn)時(shí)，管片受力小的一側(cè)千斤頂作用力過小達(dá)不到止水條所需的擠壓力，容易因?yàn)橹顾畻l擠壓不實(shí)影響防水效果，出現(xiàn)管片接縫滲漏。

2.7 螺栓防水密封墊使用不規(guī)范

螺栓防水密封墊遇水膨脹，施工中發(fā)現(xiàn)經(jīng)常使用已失效或者已破損的防水密封墊，甚至不使用密封墊，使得密封墊起不到應(yīng)有的防水作用，在螺栓孔處容易出現(xiàn)滲漏。

2.8 盾構(gòu)前進(jìn)反力不足

在盾構(gòu)始發(fā)與接收階段，因盾構(gòu)前進(jìn)阻力所提供的反力遠(yuǎn)小于管片止水膠條所需的擠壓力，使得管片止水膠條擠壓不實(shí)，影響止水條的防水效果，造成管片接縫滲漏水。

3 控制措施

3.1 合理的調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)

隨時(shí)關(guān)注盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)以及掌握盾構(gòu)機(jī)和管片之間的相對(duì)位置，合理地調(diào)整推進(jìn)油缸壓力，使盾構(gòu)機(jī)的實(shí)際軌跡和設(shè)計(jì)軸線盡量同步，在曲線段糾偏做到“勤糾、緩糾”，正確選擇管片類型和拼裝點(diǎn)位，保證合適均勻的盾尾間隙，使盾構(gòu)機(jī)趨勢(shì)和管片趨勢(shì)一致，以盾尾間隙控制為主，線形控制為輔，防止因盾尾間隙過小出現(xiàn)盾尾磨損管片和管片錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致管片滲漏。

3.2 嚴(yán)格控制管片拼裝質(zhì)量

管片拼裝之前必須把盾尾拼裝區(qū)域內(nèi)的雜物清理干凈，管片拼裝應(yīng)遵循由下至上、左右交叉的順序，保證管片位置和前一環(huán)管片平順；拼裝完成后及時(shí)緊固管片螺栓，待管片脫出盾尾時(shí)加強(qiáng)螺栓復(fù)緊，保證成型管片在有關(guān)規(guī)范要求的橢圓度、錯(cuò)臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，保證管片安裝質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

3.3 提高同步注漿質(zhì)量

根據(jù)不同地層、隧道埋深選擇合理的注漿方量，加強(qiáng)漿液的配比質(zhì)量控制，在推進(jìn)過程中密切關(guān)注注漿壓力，合理調(diào)節(jié)注漿速度，并注意關(guān)注盾尾漏漿情況，使注漿量、注漿速度、注漿壓力和推進(jìn)速度形成最佳的匹配，當(dāng)盾尾漏漿嚴(yán)重時(shí)需選用高質(zhì)量盾尾油脂，并及時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)漿，保證管片背后有足夠的漿液注入。

3.4 加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)圓度檢測(cè)

盾構(gòu)機(jī)每完成一個(gè)區(qū)間施工都要進(jìn)行盾尾圓度檢測(cè)，保證盾尾變形在施工允許范圍之內(nèi)，當(dāng)出現(xiàn)盾尾變形超過規(guī)范要求時(shí)，及時(shí)對(duì)盾尾圓度進(jìn)行矯正以達(dá)到施工要求。

3.5 加強(qiáng)管片和止水條出廠驗(yàn)收和進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

安排專人駐廠質(zhì)量把關(guān)管片的生產(chǎn)過程，嚴(yán)格把控管片生產(chǎn)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷時(shí)應(yīng)禁止出廠；施工單位對(duì)進(jìn)場(chǎng)的管片和止水條要嚴(yán)格把關(guān)，會(huì)同監(jiān)理共同驗(yàn)收，同時(shí)注意運(yùn)輸?shù)跹b過程中對(duì)管片的保護(hù)。

3.6 加強(qiáng)掘進(jìn)過程中的推力控制

盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)靠千斤頂?shù)捻斖茖?shí)現(xiàn)，方向控制則由各組千斤頂?shù)挠蛪翰顏韺?shí)現(xiàn)，推進(jìn)過程嚴(yán)禁急糾猛糾，避免因壓差過大造成管片受力不均勻而產(chǎn)生裂紋、破損，在曲線段掘進(jìn)時(shí)，一方面應(yīng)合理控制油壓差，另一方面還要保證油缸壓力最小一側(cè)不低于40bar，避免出現(xiàn)因壓差過大或者油壓過小導(dǎo)致管片受力不均，從而使管片之間接縫間隙過大，導(dǎo)致止水條防水失效，最終引起管片環(huán)縫出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

3.7 加強(qiáng)管片螺栓密封墊的安裝質(zhì)量控制

安裝管片螺栓時(shí)需要添加合格的防水密封墊，密封墊要做好防水措施，以免在未安裝之前遇水膨脹失效；進(jìn)行螺栓緊固時(shí)，控制好合理的緊固扭矩，防止密封墊損壞而使其防水失效，當(dāng)發(fā)現(xiàn)安裝的密封墊不合格時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換，以防管片螺栓孔處出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

3.8 及時(shí)采取相應(yīng)措施堵漏

在施工過程中，當(dāng)出現(xiàn)滲漏水時(shí)，要及時(shí)采取相關(guān)措施進(jìn)行堵漏，避免因地層沉降過大導(dǎo)致地表開裂或沉陷，目前運(yùn)用比較普遍的方法是進(jìn)行二次補(bǔ)漿（一般情況注入單液漿，堵漏效果不明顯時(shí)需要注入雙液漿），必要時(shí)用環(huán)氧樹脂配合堵漏。

4 結(jié)語

隨著地鐵建設(shè)的快速發(fā)展，盾構(gòu)施工技術(shù)也在逐步完善，但是，管片錯(cuò)臺(tái)和滲漏一直是盾構(gòu)施工中的重難點(diǎn)問題，針對(duì)不同情況提前采取有針對(duì)性的預(yù)防措施是防止出現(xiàn)管片錯(cuò)臺(tái)和滲漏水的關(guān)鍵。當(dāng)出現(xiàn)管片錯(cuò)臺(tái)滲水情況時(shí)，需要及時(shí)分析查找原因，并及時(shí)采取有針對(duì)性的控制措施，這不僅有利于施工安全，同時(shí)還能節(jié)約施工成本。

論文結(jié)合富水砂層地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工過程中發(fā)生的管片滲漏現(xiàn)象，統(tǒng)計(jì)了富水砂層地質(zhì)條件下盾構(gòu)隧道管片滲漏情況，采用因果分析法對(duì)其原因加以分析，并提出了相應(yīng)的防治措施。按照本文所述應(yīng)對(duì)措施，可有效控制盾構(gòu)區(qū)間管片滲漏現(xiàn)象，為后續(xù)施工提供了參考，也為進(jìn)一步提高盾構(gòu)隧道施工質(zhì)量，延長(zhǎng)隧道使用壽命提供了參考依據(jù)。