地铁盾构隧道管片防水技术措施探索

地铁盾构隧道管片防水技术措施探索

摘要：本文通过结合某地铁盾构隧道施工实例，针对该隧道管片施工环节，提出采取可行的防水技术措施，从管片安装、管片自防水、环形间隙注浆体作为隧道防水的加强层等措施分别探讨管片防水的实现，旨在能为同类工程提供有价值的参考。

关键词：地铁盾构；隧道施工；管片防水；管片安装

1．概述

某地铁标段盾构区间线路双线总长度为5278.52m，该地铁盾构隧道衬砌采取C50、S12 钢筋混凝土预制管片拼装成型，采取每掘进1.5m 则拼装内径为5400mm、外径为6000mm 的环管片，拼装采取“3+2+1 楔形块”错缝拼装，同时对于管片的接缝位置采取三元乙丙弹性橡胶止水条防水。

根据招标文件和设计要求，盾构隧道防水等级为二级，要求隧道顶部不允许滴漏，其它不允许漏水，结构表面可以有少量湿渍。总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000，任意100m2防水面积上的湿渍不超过4 处，单个湿渍的最大面积0.2m2。渗漏水量小于0.1L/m2·d。

为了有效地确保本盾构隧道管片防水质量，管片的安装质量是首要关键；同时对盾构掘进所产生的环形间隙采取同步注浆充填以有效地控制地层变形，同时在施工中有必要情况下采用二次注浆以补强。

2．管片安装来提高防水质量

从以往工程实践表米，管片拼装质量的好坏直接影响到管片的防水、安全以及隧道的外观，因此，为了有效地提高管片防水质量，在施工中应从各个方面抓好管片拼装工作。基于此，本工程为提高隧道总体刚度，改善管片受力状态，管片的安装采用错缝拼装方式，采用小封顶块，径向先搭接2/3，再纵向推入1/3 方法施工。

2.1 管片安装精度要求

根据施工图纸的要求，为了有效地提高隧道管片安装的精度要求，本工程采取以下措施：

（1）整环拼装的允许误差，相邻环的环面间隙为1.0mm～1.5mm，纵缝相邻块的间隙为1.5mm～2.0mm，纵向螺栓孔孔径、孔位分别为±1mm，衬砌外径为±3mm。

（2）对于错缝拼装时，单块管片的制作误差，其宽度为±0.3mm，整环拼装相邻环面间隙为0.6～0.8mm，其余标准同上。

2.2 管片安装技术

本盾构隧道的管片选型是以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾直接接触管片。一般情况下，管片选型与安装位置根据推进指令先行决定，使管片环安装后推进油缸行程差较小。同时管片安装必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。封顶块安装前，应对止水条进行润滑处理，润滑剂应为水性润滑剂；安装时先径向插入，调整位置后缓慢纵向顶推到位。管片块安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。管片安装时非管片安装人员不得进入管片安装区。

2.3防水要求的安装管片质量保证措施

为了有效地保证本盾构隧道管片防水效果，严格进场管片的检查，破损、裂缝的管片不用。下井吊装管片和运送管片时应注意保护管片和止水条，以免损坏。对于止水条及软木衬垫粘贴前，应将管片进行彻底清洁，以确保其粘贴稳定牢固。施工现场管片堆放区应有防雨淋设施。

在盾构机内管片安装前应对管片安装区进行清理，清除如污泥、污水，保证安装区及管片相接面的清洁。严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。对于负环管片安装采用错缝拼装。在特殊管片安装之前，预先调整好盾构间隙与推进油缸行程差，以确保特殊管片能按设计类型顺利安装。

管片安装时必须运用管片安装微调装置将待装的管片块与已安装管片块的内弧面纵面调整到平顺相接以减小错台。调整时动作要平稳，避免管片碰撞破损。同时对于同步注浆压力必须得到有效控制，注浆压力不得超过限值。管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。在管片环脱离盾尾后要及时对管片连接螺栓进行二次紧固，以免因管片脱出后受力情况改变而产生较大的变形，同时，对于施工同步注浆中没有达到理论注浆量的环，要及时进行二次注浆。

3．盾构隧道管片防水技术

根据本工程要求，防水设计为管片砼抗渗等级S12；拼装缝采用高弹性三元乙丙橡胶密封条防水，隧道结构上部450 范围内，下部900 范围内的管片间拼装缝内侧进行嵌缝加强防水；螺栓孔及管片吊装孔采用遇水膨胀橡胶圈密封防水，环形间隙注浆体作为隧道防水的加强层。为达到设计的防水标准，对于管片自防水等施工环节重点采取以下措施：

3.1 管片自防水

按本标书“管片生产”章节中技术要求与措施实现管片自防水达到设计要求。选择合适的原材料、设计科学合理的配比、采取严格的生产过程控制措施、按照规定加强检测，保证管片成品的抗渗等级、强度和各项质量指标符合设计要求。加强管片堆放、运输中的管理和检查，防止管片开裂或在运输中碰掉边角。管片进场和下井前应作外观检查，保证有缺陷的管片不得进工地和下井。

3.2 管片拼装缝的防水

管片拼装缝的防水是非常关键的环节，本工程在此环节施工中主要作好以下几方面工作：选购专业厂商生产的性能优良的防水密封条、粘结剂，并对进场的防水材料进行严格的检验，确保其质量的合格。对于止水条采用粘贴安装，在现场地面堆放场粘贴施工，每环管片止水条的粘贴应在安装前12h～24h内完成。在粘贴止水条时同时进行管片衬垫的粘贴。待粘基面必须无尘、无油、无污、干燥，以保证粘贴质量。为了提高质量，粘贴步骤采取如下：按管片选型选择止水条→基面清理→槽内涂粘结剂→密封条涂粘结剂→粘贴→用木锤或橡胶锤打压密贴。对粘贴好止水条的管片，在装拼前应采取措施防止雨淋、水浸；在运输和装拼中应避免擦碰、剥离、脱落或损伤。另外，安装管片时采取有效措施避免损坏止水条，并应保证管片拼装质量，减少错台，保证其密封止水效果。针对管片角部为防水的薄弱环节，角部密封垫应铺设到位，并在管片角部设加强密封薄片，以加强防水密封效果。

3.3 管片拼装缝的嵌缝防水措施

根据本盾构隧道各洞段的施工及防水功能要求，所需嵌缝范围见表1 所示。对嵌缝采用聚合水泥（如氯丁胶乳水泥）或环氧树脂嵌缝胶作为嵌缝材料，先将嵌缝槽洗刷干净，然后涂刷一道基面处理剂，再按设计置入PE 薄膜，最后用嵌缝材料嵌填密实。如果待嵌缝有渗漏水须先进行地下水的堵漏与引排后再嵌缝。

3.4 螺栓孔、吊装孔防水

本工程的螺栓孔的密封圈采用遇水膨胀橡胶材料，利用压密和膨胀双重作用加强防水。如要通过吊装孔进行注浆，注浆结束后将活动端头部分拆除，清除预留孔内残余物，填入腻子型遇水膨胀止水密封材料，

然后用防水砂浆封固孔口。吊装孔螺栓套管外侧采用遇水膨胀橡胶环形密封圈加强防水，在管片生产时预置。

3.5 同步注浆加强防水措施

另外，本工程采取背衬同步注浆作为外加防水层，按本标书同步注浆章节中的有关方法，确保同步注浆的及时性、耐久性以及密实性，切实作到加强防水的作用。

3.6 质量保证措施

为了有效地确保本盾构隧道管片防水效果，对于防水施工环节均由专业防水作业班组实施，同时对防水工必须进行岗前培训经考核合格后才能上岗。各项防水作业分项工作由专业防水工程师进行指导，并进行检查合格后才能进入下道工序。另外，专门成立防水QC 小组，针对工程防水工艺、技术问题开展防水施工质量攻关活动，以优良的工序质量来保证达到优良的工程防水质量。

结论

文章通过结合笔者从事高层建筑结构设计的工作经验，分析了当前高层混凝土建筑的应用优势，同时根据其特点，提出设计中应当如何合理地设计，同时就框架剪力墙的设计应用进行阐述，为同类工程提供有价值的参考。

本文通过结合某地铁盾构隧道施工实例，针对该隧道管片防水设计要求拼装缝采用高弹性三元乙丙橡胶密封条防水，隧道结构上部450 范围内，下部900 范围内的管片间拼装缝内侧进行嵌缝加强防水；螺栓孔及管片吊装孔采用遇水膨胀橡胶圈密封防水，环形间隙注浆体作为隧道防水的加强层。工程实践效果明显，满足防水设计要求，可为同类工程提供有价值的参考。

参考文献

[1]叶天士．杭州地铁1 号线越江隧道管片防水密封垫优化研究[J]．科技咨询，2006，27（02）：74-75．

[2]朱槿平．盾构法隧道管片接缝防水橡胶密封垫研制[J]．科技创新与应用，2007，29 （06）：101-103．

[3]蒋峰．盾构隧道管片防水施工关键技术研究[J]．四川建筑，2011，31（02）：46-49．