地鐵盾構(gòu)隧道管片防水技術(shù)措施探索

張書玉

（中鐵十一局集團(tuán)城市軌道交通有限公司，湖北 武漢 430074）

1.概述

某地鐵標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間線路雙線總長度為5278.52m，該地鐵盾構(gòu)隧道襯砌采取C50、S12鋼筋混凝土預(yù)制管片拼裝成型，采取每掘進(jìn)1.5m則拼裝內(nèi)徑為5400mm、外徑為6000mm的環(huán)管片，拼裝采取“3+2+1楔形塊”錯縫拼裝，同時對于管片的接縫位置采取三元乙丙彈性橡膠止水條防水。

根據(jù)招標(biāo)文件和設(shè)計要求，盾構(gòu)隧道防水等級為二級，要求隧道頂部不允許滴漏，其它不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可以有少量濕漬?？倽駶n面積不應(yīng)大于總防水面積的6/1000，任意100m2防水面積上的濕漬不超過4處，單個濕漬的最大面積0.2m2。滲漏水量小于0.1L/m2·d。

為了有效地確保本盾構(gòu)隧道管片防水質(zhì)量，管片的安裝質(zhì)量是首要關(guān)鍵；同時對盾構(gòu)掘進(jìn)所產(chǎn)生的環(huán)形間隙采取同步注漿充填以有效地控制地層變形，同時在施工中有必要情況下采用二次注漿以補(bǔ)強(qiáng)。

2.管片安裝來提高防水質(zhì)量

從以往工程實踐表米，管片拼裝質(zhì)量的好壞直接影響到管片的防水、安全以及隧道的外觀，因此，為了有效地提高管片防水質(zhì)量，在施工中應(yīng)從各個方面抓好管片拼裝工作。基于此，本工程為提高隧道總體剛度，改善管片受力狀態(tài)，管片的安裝采用錯縫拼裝方式，采用小封頂塊，徑向先搭接2/3，再縱向推入1/3方法施工。

2.1 管片安裝精度要求

根據(jù)施工圖紙的要求，為了有效地提高隧道管片安裝的精度要求，本工程采取以下措施：

（1）整環(huán)拼裝的允許誤差，相鄰環(huán)的環(huán)面間隙為1.0mm～1.5mm，縱縫相鄰塊的間隙為1.5mm～2.0mm，縱向螺栓孔孔徑、孔位分別為±1mm，襯砌外徑為±3mm。

（2）對于錯縫拼裝時，單塊管片的制作誤差，其寬度為±0.3mm，整環(huán)拼裝相鄰環(huán)面間隙為0.6～0.8mm，其余標(biāo)準(zhǔn)同上。

2.2 管片安裝技術(shù)

本盾構(gòu)隧道的管片選型是以滿足隧道線型為前提，重點考慮管片安裝后盾尾間隙要滿足下一掘進(jìn)循環(huán)限值，確保有足夠的盾尾間隙，以防盾尾直接接觸管片。一般情況下，管片選型與安裝位置根據(jù)推進(jìn)指令先行決定，使管片環(huán)安裝后推進(jìn)油缸行程差較小。同時管片安裝必須從隧道底部開始，然后依次安裝相鄰塊，最后安裝封頂塊。封頂塊安裝前，應(yīng)對止水條進(jìn)行潤滑處理，潤滑劑應(yīng)為水性潤滑劑；安裝時先徑向插入，調(diào)整位置后緩慢縱向頂推到位。管片塊安裝到位后，應(yīng)及時伸出相應(yīng)位置的推進(jìn)油缸頂緊管片，其頂推力應(yīng)大于穩(wěn)定管片所需力，然后方可移開管片安裝機(jī)。在管片環(huán)脫離盾尾后要對管片連接螺栓進(jìn)行二次緊固。管片安裝時非管片安裝人員不得進(jìn)入管片安裝區(qū)。

2.3 防水要求的安裝管片質(zhì)量保證措施

為了有效地保證本盾構(gòu)隧道管片防水效果，嚴(yán)格進(jìn)場管片的檢查，破損、裂縫的管片不用。下井吊裝管片和運送管片時應(yīng)注意保護(hù)管片和止水條，以免損壞。對于止水條及軟木襯墊粘貼前，應(yīng)將管片進(jìn)行徹底清潔，以確保其粘貼穩(wěn)定牢固。施工現(xiàn)場管片堆放區(qū)應(yīng)有防雨淋設(shè)施。

在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)管片安裝前應(yīng)對管片安裝區(qū)進(jìn)行清理，清除如污泥、污水，保證安裝區(qū)及管片相接面的清潔。嚴(yán)禁非管片安裝位置的推進(jìn)油缸與管片安裝位置的推進(jìn)油缸同時收縮。對于負(fù)環(huán)管片安裝采用錯縫拼裝。在特殊管片安裝之前，預(yù)先調(diào)整好盾構(gòu)間隙與推進(jìn)油缸行程差，以確保特殊管片能按設(shè)計類型順利安裝。

管片安裝時必須運用管片安裝微調(diào)裝置將待裝的管片塊與已安裝管片塊的內(nèi)弧面縱面調(diào)整到平順相接以減小錯臺。調(diào)整時動作要平穩(wěn)，避免管片碰撞破損。同時對于同步注漿壓力必須得到有效控制，注漿壓力不得超過限值。管片安裝質(zhì)量應(yīng)以滿足設(shè)計要求的隧道軸線偏差和有關(guān)規(guī)范要求的橢圓度及環(huán)、縱縫錯臺標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。在管片環(huán)脫離盾尾后要及時對管片連接螺栓進(jìn)行二次緊固，以免因管片脫出后受力情況改變而產(chǎn)生較大的變形，同時，對于施工同步注漿中沒有達(dá)到理論注漿量的環(huán)，要及時進(jìn)行二次注漿。

3.盾構(gòu)隧道管片防水技術(shù)

根據(jù)本工程要求，防水設(shè)計為管片砼抗?jié)B等級S12；拼裝縫采用高彈性三元乙丙橡膠密封條防水，隧道結(jié)構(gòu)上部450范圍內(nèi)，下部900范圍內(nèi)的管片間拼裝縫內(nèi)側(cè)進(jìn)行嵌縫加強(qiáng)防水；螺栓孔及管片吊裝孔采用遇水膨脹橡膠圈密封防水，環(huán)形間隙注漿體作為隧道防水的加強(qiáng)層。為達(dá)到設(shè)計的防水標(biāo)準(zhǔn)，對于管片自防水等施工環(huán)節(jié)重點采取以下措施：

3.1 管片自防水

按本標(biāo)書“管片生產(chǎn)”章節(jié)中技術(shù)要求與措施實現(xiàn)管片自防水達(dá)到設(shè)計要求。選擇合適的原材料、設(shè)計科學(xué)合理的配比、采取嚴(yán)格的生產(chǎn)過程控制措施、按照規(guī)定加強(qiáng)檢測，保證管片成品的抗?jié)B等級、強(qiáng)度和各項質(zhì)量指標(biāo)符合設(shè)計要求。加強(qiáng)管片堆放、運輸中的管理和檢查，防止管片開裂或在運輸中碰掉邊角。管片進(jìn)場和下井前應(yīng)作外觀檢查，保證有缺陷的管片不得進(jìn)工地和下井。

3.2 管片拼裝縫的防水

管片拼裝縫的防水是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，本工程在此環(huán)節(jié)施工中主要作好以下幾方面工作：選購專業(yè)廠商生產(chǎn)的性能優(yōu)良的防水密封條、粘結(jié)劑，并對進(jìn)場的防水材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗，確保其質(zhì)量的合格。對于止水條采用粘貼安裝，在現(xiàn)場地面堆放場粘貼施工，每環(huán)管片止水條的粘貼應(yīng)在安裝前12h～24h內(nèi)完成。在粘貼止水條時同時進(jìn)行管片襯墊的粘貼。待粘基面必須無塵、無油、無污、干燥，以保證粘貼質(zhì)量。為了提高質(zhì)量，粘貼步驟采取如下：按管片選型選擇止水條→基面清理→槽內(nèi)涂粘結(jié)劑→密封條涂粘結(jié)劑→粘貼→用木錘或橡膠錘打壓密貼。對粘貼好止水條的管片，在裝拼前應(yīng)采取措施防止雨淋、水浸；在運輸和裝拼中應(yīng)避免擦碰、剝離、脫落或損傷。另外，安裝管片時采取有效措施避免損壞止水條，并應(yīng)保證管片拼裝質(zhì)量，減少錯臺，保證其密封止水效果。針對管片角部為防水的薄弱環(huán)節(jié)，角部密封墊應(yīng)鋪設(shè)到位，并在管片角部設(shè)加強(qiáng)密封薄片，以加強(qiáng)防水密封效果。

3.3 管片拼裝縫的嵌縫防水措施

根據(jù)本盾構(gòu)隧道各洞段的施工及防水功能要求，所需嵌縫范圍見表1所示。對嵌縫采用聚合水泥（如氯丁膠乳水泥）或環(huán)氧樹脂嵌縫膠作為嵌縫材料，先將嵌縫槽洗刷干凈，然后涂刷一道基面處理劑，再按設(shè)計置入PE薄膜，最后用嵌縫材料嵌填密實。如果待嵌縫有滲漏水須先進(jìn)行地下水的堵漏與引排后再嵌縫。

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3.4 螺栓孔、吊裝孔防水

本工程的螺栓孔的密封圈采用遇水膨脹橡膠材料，利用壓密和膨脹雙重作用加強(qiáng)防水。如要通過吊裝孔進(jìn)行注漿，注漿結(jié)束后將活動端頭部分拆除，清除預(yù)留孔內(nèi)殘余物，填入膩子型遇水膨脹止水密封材料，然后用防水砂漿封固孔口。吊裝孔螺栓套管外側(cè)采用遇水膨脹橡膠環(huán)形密封圈加強(qiáng)防水，在管片生產(chǎn)時預(yù)置。

3.5 同步注漿加強(qiáng)防水措施

另外，本工程采取背襯同步注漿作為外加防水層，按本標(biāo)書同步注漿章節(jié)中的有關(guān)方法，確保同步注漿的及時性、耐久性以及密實性，切實作到加強(qiáng)防水的作用。

3.6 質(zhì)量保證措施

為了有效地確保本盾構(gòu)隧道管片防水效果，對于防水施工環(huán)節(jié)均由專業(yè)防水作業(yè)班組實施，同時對防水工必須進(jìn)行崗前培訓(xùn)經(jīng)考核合格后才能上崗。各項防水作業(yè)分項工作由專業(yè)防水工程師進(jìn)行指導(dǎo)，并進(jìn)行檢查合格后才能進(jìn)入下道工序。另外，專門成立防水QC小組，針對工程防水工藝、技術(shù)問題開展防水施工質(zhì)量攻關(guān)活動，以優(yōu)良的工序質(zhì)量來保證達(dá)到優(yōu)良的工程防水質(zhì)量。

結(jié)論

文章通過結(jié)合筆者從事高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作經(jīng)驗，分析了當(dāng)前高層混凝土建筑的應(yīng)用優(yōu)勢，同時根據(jù)其特點，提出設(shè)計中應(yīng)當(dāng)如何合理地設(shè)計，同時就框架剪力墻的設(shè)計應(yīng)用進(jìn)行闡述，為同類工程提供有價值的參考。

本文通過結(jié)合某地鐵盾構(gòu)隧道施工實例，針對該隧道管片防水設(shè)計要求拼裝縫采用高彈性三元乙丙橡膠密封條防水，隧道結(jié)構(gòu)上部450范圍內(nèi)，下部900范圍內(nèi)的管片間拼裝縫內(nèi)側(cè)進(jìn)行嵌縫加強(qiáng)防水；螺栓孔及管片吊裝孔采用遇水膨脹橡膠圈密封防水，環(huán)形間隙注漿體作為隧道防水的加強(qiáng)層。工程實踐效果明顯，滿足防水設(shè)計要求，可為同類工程提供有價值的參考。

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