隧道地鐵滲透問題與注漿堵漏處理

劉 勇

（西安鴻通防水堵漏工程有限公司，陜西西安 710600）

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改革開放以來，隨著社會經濟的不斷發展，我國城鎮化率持續提升。當前，城鎮已成為主要的人口聚居地。城鎮化率的提升對城市建設提出了更高的要求，而地鐵則是當前城市建設的重要項目。作為現代交通工具，地鐵均有載荷大、速度快等優勢，各地均將地鐵作為緩解交通壓力的重要項目。截至2022 年底，全國已有45 個城市開通地鐵，地鐵總里程8008.17km，居全球首位，同時不少城市正積極申請建設地鐵。地鐵建設難度較高，涉及大量的隧道施工，而滲透問題則是隧道地鐵施工中的常見問題。注漿堵漏技術的發展，為隧道地鐵施工中滲透問題的處理提供了有力的支持。因此，要加強注漿堵漏技術在隧道地鐵滲透問題中的應用。

1 注漿堵漏技術介紹

1.1 注漿堵漏工藝

注漿堵漏工藝是當前建筑工程領域中使用較多的工藝，在地基加固、隧道防水等多個領域有著廣泛的應用價值。注漿堵漏工藝以機械的高壓動力為力的來源，以注漿為堵漏物質，通過專門的設備，將注漿材料灌入裂縫中，使注漿材料與水產生化學反應，在裂縫表面形成彈性固體物，從而起到防水補強的作用。

1.2 注漿堵漏材料

注漿堵漏材料是注漿堵漏的載體，包含多種類型。依據不同的分類標準，注漿堵漏材料的分類表現也不盡相同。比如從物理狀態的角度出發，可將注漿堵漏材料分為防水涂料、防水劑、防水卷材三類。從性能出發，可將注漿材料分為水泥注漿、化學注漿兩類。水泥注漿指以水泥為主要成分的漿液，具有膠結性能良好的特點?；瘜W注漿指由多氰酸酯及多羥基聚醚化學合成的注漿材料，具有膨脹迅速、強度高、彈性好的優勢[1]。水泥注漿、化學注漿均在滲透問題的處理中有著廣泛的應用，并且依據滲透問題的區域、成因，二者的適用范圍有一定的差別?；旌献{也是當前注漿堵漏的重要材料，即水泥注漿、化學注漿以一定的比例混合的漿液，最為典型的便是水泥漿—水玻璃漿混合液。混合液既有水泥注漿的特點，也具備化學注漿的性能，具有更廣闊的適用范圍。

1.3 注漿堵漏設備

注漿堵漏作業需要采用專門的設備，最主要的是高壓注漿機。當前，市面上的高壓注漿機有很多，它們規格、性能有別，但基本原理大致相同。微型電動高壓注漿機是注漿堵漏作業中采用較多的高壓注漿機，是一種專門用于高壓化學注漿的專業注漿機。該注漿機體型較小，多在5kg 左右，易于攜帶，且有超高壓力及自吸進料系統，工作效率較高，能在最短的時間內，通過機械動力將液體漿料灌注至裂縫中。與傳統設備相比，微型電動高壓注漿機的工作性能更為優越，可以有效提升注漿堵漏的效果[2]。此外，鉆機、注漿泵、注漿管線以及止漿塞等也是注漿堵漏中的重要設備。

2 隧道地鐵常見滲透問題與原因

2.1 管片接縫處滲透問題及原因

管片接縫處滲透問題是隧道地鐵中最為常見的滲透問題，不少地區的隧道地鐵施工中，均出現了管片接縫處滲透問題。從各地的案例來看，導致管片接縫處滲透問題的原因主要有以下3 種。

第一，環境原因。隧道地鐵位于軟弱土層，在外界荷載的影響下，軟弱土層易出現變形、砂性土層水土流失等問題，這些問題均是隧道軸向位置沉降不均的重要因素，而隧道軸向位置沉降不均則會增加管片接縫位置變形、裂開的風險，使管片接縫位置出現滲透現象[3]。除地質環境外，氣候環境也會影響管片接縫處的防水性能。密封墊以及嵌縫材料是管片接縫處最主要的防水措施。受氣候環境，如溫度、濕度等影響，密封墊及嵌縫材料易出現老化和應力松弛的現象，極大降低了密封墊及嵌縫材料的防水效果，削弱管片接縫處的防水性能，增加管片接縫處滲透的風險，加劇管片接縫處滲透問題。

第二，運輸原因。管片在運往施工現場的過程中，容易受顛簸、碰撞、擠壓等因素的影響，出現掉角等問題。存在掉角問題的管片，其拼裝質量低于正常管片，易出現拼裝縫隙不緊密的問題，而拼裝縫隙不緊密正是管片接縫處滲透的重要原因。

第三，施工原因。施工原因是管片接縫處滲透的主要原因。從頂進施工的角度而言，由于未能控制好管片頂進的姿態，相鄰管片間的搭接中出現了錯臺現象，致使管片中出現了滲透通道。從管片拼裝的角度而言，止水帶間存在許多雜質，如泥沙等。管片拼裝前，需要將雜質清理干凈。然而，在施工中，經常出現雜質清理不徹底的現象，極大地影響了管片拼裝后的密封性，并導致管片環向接縫處出現滲透問題。管片拼裝完成后，需要拉緊對拉螺栓，但是一些施工單位未能及時拉緊對拉螺栓，使環縫張開超限。受此影響，管片接縫處會出現松動現象，甚至出現滲透問題。此外，管片襯砌背后注漿問題也是導致管片接縫處滲透的重要原因。從過往案例中可以發現，一些隧道地鐵工程在管片襯砌背后注漿作業中存在不密實的現象，這對管片及地層的貼合度產生了負面影響，容易導致管片頂部出現積水，而管片頂部積水則會使得管片壁后的填充材料難以形成止水環，從而引發管片接縫處滲透的問題。

2.2 管片孔洞處滲透問題及原因

管片孔洞處也是隧道地鐵滲透問題的高發區域，尤以螺栓孔、注漿孔滲透最為常見，如深圳地鐵某號線隧道盾構施工中，便出現了多處注漿孔滲透的現象[4]。不同孔洞處的滲透原因有所不同，具體有以下內容。

從螺栓孔的角度而言，導致螺栓孔滲透的原因有很多，諸如混凝土質量不合格、孔洞處混凝土灌注不密實以及孔洞處未進行專業化的防水密封處理等均是螺栓孔滲透的常見原因。此外，注漿回填作業也會引發螺栓孔滲透問題。注漿回填后，外水壓會對堵漏材料以及水溶性聚氨酯產生影響，導致堵漏材料及水溶性聚氨酯脫出，從而影響螺栓孔處的防水性能，增加螺栓孔處滲透風險。

從注漿孔的角度而言，在隧道地鐵施工中，同步注漿一般采用多個盾尾注漿管同時作業，但是注漿管并沒有均勻設在整個盾尾。相應的，注漿液流動中，往往存在多個薄弱點，特別是在大直徑盾構隧道等注漿量較大的隧道地鐵中，漿液流動不均的情況更為常見。漿液流動不均使得不同位置注漿的密實性有很大的差別，其中注漿不密實的位置容易形成滲透點，導致注漿孔滲透的問題。

3 注漿堵漏在隧道地鐵滲透問題中的應用

3.1 注漿堵漏在管片接縫處滲透中的應用

管片接縫處是隧道地鐵中最易出現滲透問題的地方，要加強注漿堵漏在管片接縫處滲透中的應用。具體應用分為3 個階段。

第一，準備階段。細致觀察、準確記錄管片接縫處滲透情況，研判管片接縫處滲透的原因，并排查水源，為封堵范圍、鉆孔位置、鉆孔間距的確定提供依據。為保證注漿堵漏作業的有效開展，要做好清污工作，先將滲透處上下1m 范圍內的障礙物清理干凈，漏出施工作業基面，在清掃殘留在管片接縫處的碎石骨料。清掃工作完成后，需在管片接縫處表面涂抹堵漏材料，使其形成密閉空間，從而保障注漿材料的壓力及滲透范圍。

第二，施工階段。確定注漿點，并根據施工現場的實際情況，選擇鉆頭。鉆孔作業中，要從斜向45°傾角的位置向滲透處鉆孔。鉆孔深度在30 ～40cm，鉆孔間距在80 ～100cm[5]。注漿堵漏的材料有很多，而材料的選擇也是影響注漿堵漏效果的重要因素。在管片接縫處滲漏的處理中，應優先考慮改性環氧樹脂。一方面，改性環氧樹脂具有良好的滲透性及伸縮性，能夠有效滲透至混凝土裂縫中，另一方面，改性環氧樹脂具有凝固時間短、適用范圍廣的優勢，即便在有水環境下也能照常作業。從施工現場反饋的結果來看，改性環氧樹脂的強度提升較快，90min 便可達到50MPa 以上，可以滿足快速修補的要求[6]。特殊情況下，也可選擇水泥注漿。

第三，收尾階段。滲透點注漿堵漏作業完工后，應進行封堵處理，采用優吉樂（UGL）封閉防水防霉涂料，分兩次均勻涂刷滲透點外圍，涂刷作業的寬度需控制在40 ～60cm，以最大限度發揮涂料的剛性防水作用。涂料固結后，進一步涂刷防水密封膏。防水密封膏的涂刷次數同樣為兩次，且涂刷寬度需要與封閉防水防霉涂料的涂刷寬度一致，以使管片表面形成防水層。多次涂刷后形成的防水層，不僅具有較好的防水性、防潮性，也具有優良的抗拉性、抗震性，能夠保障注漿堵漏處理在隧道地鐵滲透問題中的應用效果。

所有操作完成后，要觀察7 天。確定管道接縫處無滲漏現象后，再鋪貼防水卷材。

3.2 注漿堵漏在管片孔洞處滲透中的應用

管片孔洞處也是隧道地鐵滲透問題的高發處，管片孔洞處滲透主要為螺栓孔滲透與注漿孔滲透。要從滲透孔洞的具體情況出發，做好注漿堵漏的應用。

第一，注漿堵漏在螺栓孔滲透中的應用。遵循管片接縫處注漿堵漏準備階段的工作流程，對螺栓孔滲透位置進行清理，再在管片內表面垂直方向鉆孔，孔的深度在25 ～35cm。鉆孔完畢后，清理孔洞，并安裝注漿嘴，以速干水泥臨時封閉螺帽根部。注漿材料同樣選擇環氧樹脂，注漿壓力則控制在0.5 ～1MPa。為強化注漿的密實性，注漿作業需分兩次開展，且兩次作業的時間間隔不宜超過30min。注漿固后，將螺帽根部的速干水泥清理干凈，并用環氧改性密封膠再度封閉處理螺桿根部。采用抹子對手孔表面的混凝土進行拉毛處理，再用φ8mm 鋼筋進行鉆孔植筋，孔徑1cm，孔深5cm。植筋中，需要采用環氧植筋膠，并在植筋結束后，用環氧砂漿填平螺孔，增強防滲性能。所有工序全部完成，且均驗收合格后，清理施工作業中形成的廢棄物及表面雜質，將螺栓孔恢復原狀。

第二，注漿堵漏在注漿孔滲透中的應用。分別在注漿孔兩側斜向45°傾角的位置上鉆孔2 個，鉆孔需貫穿注漿孔，并向前延伸5cm。再在注漿孔中間垂直鉆孔，孔徑1cm，孔深保持在50 ～60cm。鉆孔完成后，先清掃鉆孔產生的粉塵、顆粒以及其他雜質，再安裝注漿嘴，并對注漿口進行臨時封閉處理。臨時封閉處理的材料同樣為速干水泥。注漿孔的堵漏材料有所不同，應采用水泥漿—水玻璃漿混合液?；旌弦杭扔兴酀{的優點，如結石強度高、膠結情況好，也具有化學漿的一些特性，并且混合液的凝結時間可自由調節，短則數秒，長則幾十分鐘?；旌弦褐兴酀{及水玻璃漿的配比，要綜合考慮多種因素，如隧道地鐵所處的地質條件、地表沉降規律等。配比完成后，遵循中心注漿、四周封閉的原則進行堵漏，確保混合液能夠填滿管片后面的空腔，以最大限度地消除空隙處水囊，提高注漿堵漏的防滲透性能。注漿作業完成后，要密封注漿孔，并責任專人堅持密封情況，以防出現二次滲透的問題。檢驗合格后，方可對注漿孔進行永久性的封堵處理[7]。

4 結語

隧道地鐵施工具有施工周期長、建設規模大、施工難度高等特點，在施工過程中受外部環境影響，地層含水量偏高，以及受施工工藝、管理影響，容易出現滲透問題。滲透問題，不僅會影響隧道地鐵施工的進度，更為危及隧道地鐵的安穩承荷以及使用年限。管片接縫處以及管片空洞處是隧道地鐵施工中最主要的滲透位置。因此，要加強注漿堵漏技術在隧道地鐵施工中的應用，加強注漿堵漏技術應用，提高隧道地鐵防水性能，防范滲透風險。