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【摘要】本文以现场施工实例，介绍了盾构隧道的主要漏水部位，对渗漏原因进行了详细的分析，同时对不同部位的采取不同的治理措施。最后，从管片进场开始到管片拼装完成全过程对如何预防渗漏水进行了阐述。
【关键词】 渗漏,原因,治理,预防
【 abstract 】 This paper to field construction examples, this paper introduces the main leak of shield tunnel parts, to the cause of leakage are analyzed in detail, and at the same time in different parts of the take different treatment measures. At last, from segment comes into play began to complete whole assembled segment on how to prevent leakage is discussed in this paper.
【 key words 】 leakage, reason, treatment, prevention
中图分类号：U455 文献标识码：A文章编号：
1、 前言
城通分公司目前施工的主要是明挖车站及盾构区间，从我公司及其它单位的已完来看，或多或少地存在漏水现象；甚至有些结构渗漏严重、治水周期长、治理费用较大。所以施工过程中预防渗漏水现象的发生，寻找经济有效的堵漏措施显得尤为重要。防水是以加强二次衬砌的自身防水性能和外包柔性防水层（或内嵌式密封垫）,以阻止车站与地下水的联系;堵漏是在隧道施工过程有渗漏时在地层中和衬砌中注浆填充,阻止地下水的流径而起到防水作用。下面以沈阳地铁三标的工文盾构区间为例，浅谈一下地铁工程“防”与“堵”的一些经验。
2、工程概况
工文区间隧道单线长1302m，隧道底部埋深16~31m，主要穿越砂卵地层。隧道防水等级为二级，钢筋混凝土管片采用S10防水混凝土，管片接缝采用橡胶密封垫密封止水，对螺栓孔、注浆孔等特殊部位进行防水密封处理。
3、容易出现渗漏水部位
工文盾构隧道掘进完成后，渗漏点主要集中在隧道顶部封顶块、二次注浆孔、进出洞、洞门环梁等位置。如下图所示：
图1 封顶块处渗漏 图2 二次注浆孔处渗漏
4、 产生渗漏水的原因分析
根据工文盾构区间的实际情况从总体上来看，管片渗漏原因一方面是由于隧道埋深较深，水压较大；另一方面管片在运输、吊放和拼装过程中，不可避免地会产生管片碎裂或密封垫的破坏，或者由于防水胶条粘贴不紧密、螺栓紧固不到位等原因，从而导致隧道出现渗漏水。对具体不同部位，产生漏水的原因各有不同。
4.1 封顶块管片渗漏
封顶块位置主要是因为径向插入拼装时弹性密封垫可能发生扭曲、错位甚至破损而导致漏水。特别是在冬期施工过程中，密封垫或防水胶条在低温条件下变硬变脆，在径向插入过程中更容易发生破坏。为了避免此种现象，要做好管片的覆盖保温工作，在封顶块拼装时密封垫上应涂刷黄油。
同时管片的失圆也可能使封顶块拼装不严密，从而会使管片渗漏。管片的失圆有机械方面的原因，如个别推进油缸漏油导致此油缸推力不足；但主要还是盾构姿态控制方面的原因，如由于操作不当引起盾尾间隙偏差大,管片错台、错位严重,使相邻止水带不能正常吻合压紧。
4.2二次注浆孔处渗漏
注浆孔位渗漏则是由于二次补浆时须将管片及同步注浆包裹层击穿，二次补浆的浆液无法完全止水而造成的。一般情况下二次注浆选取管片靠上部位左右对称进行，但部分地段可能存在注浆压量或注浆压力不足的情况，特别是在渗透性较大的砂卵地层中，在浆液未完全凝固前部分流失，从而造成注浆孔位附近浆液不饱满引起渗漏。
4.3 进出洞处管片接缝渗漏
除封顶块位置外其余管片接逢位置一般较少漏水，一般情况下是因为接缝处有杂物或管片因受力不均而造成错台或结构裂缝导致渗漏现象。但在进出洞处，由于盾构进洞2~3环、出洞6~8环左右的管片不宜进行同步注浆，管片变形及错台相对较大。同时盾构推力有所降低，管片间橡胶止水带挤压力不足以抵抗地下水压，导致渗漏现象。
值得注意的是，进出洞位置附近几环由于同步注浆不一定及时，很可能导致管片底部约1/3管片周长范围内填充物为掘进土，同步注浆及二次补浆不能完全渗透。故此处应在管片底部补充注入纯水泥浆，与底部土体混合形成砂浆包裹体，对洞门附近防水十分有利。
4.4 洞门环梁处渗漏
一般洞门钢环外径为6600mm（相对于管片外径为6000mm），管片后同步注浆层外径为6300mm左右，故环梁范围内还有一层约150mm厚的原土层使环梁与地下水直接接触。当然，洞门环梁自身有防水板、止水胶等防水措施，但是渗漏水的源头还是环梁与地下水没有通过注浆层隔绝。
5、渗漏水处理措施
5.1 环、纵缝及裂缝渗漏水部位治理
采用高压灌注堵漏工艺，其原理是在管片裂缝内注入水溶性聚氨酯堵漏剂，使其遇水分散乳化，进而凝胶固结，与周围混凝土粘接，起到止水和加固补强的双重功能。
5.1.1 寻找裂缝
对潮湿的部位，先清扫结水，待潮湿部位全部清理干净、表面稍干时，仔细寻找裂缝，用色笔或粉笔沿裂缝做好记号。
5.1.2 钻孔
按混凝土结构厚度，距离环、纵缝或裂缝约150mm，沿缝方向两侧交叉钻孔。孔距按现场情况而定，以两孔注浆后浆液在裂缝处能交汇为原则，孔径采用非標的13mm针头。孔与裂缝断面成45度～60度倾角交叉，并交汇与外侧向内1/3范围。
5.1.3 埋设止水针头
止水针头是浆液注入裂缝内的连接件，埋设时用专用工具紧固，并保证针头的橡胶部分及孔壁在未使用前干燥，否则在紧固时容易引起打滑。
5.1.4 裂缝修补
灌注浆液从第一针头开始，当浆液从裂缝处冒出，应立即停止灌注，移入下一枚针头，以此类推，直至全部灌满为止。
为使裂缝完全灌满聚氨酯浆液，应进行二次注入。第二次注入应与第一次注入间隔一段时间，但必须在聚氨酯浆液完全凝固前完成。
5.1.5 表面清理
待聚氨酯浆液凝固后，管片表面应及时清理，保证隧道外观良好。
5.2 注浆孔位渗漏水部位治理
在注浆孔渗漏水较小的情况下，首先清理注浆孔，并在束节内螺纹和闷头外螺纹位置涂少量双快水泥，然后将闷头旋紧(加设止水垫圈），最后在闷头处再用水泥封一圈，彻底堵住渗水。
在注浆孔漏水较大的情况下，先通过注浆止水，再用双快水泥涂抹管片内螺纹和闷头外螺纹位置，然后将闷头旋紧(加设止水垫圈），最后在闷头处用水泥封一圈。如注浆孔螺纹有损坏，则先在孔内部用双快水泥封堵，然后在注浆孔表面用赛柏斯防水材料封堵。
5.3 洞门环梁处渗漏治理
先在环梁后注入水泥浆（渗漏严重时注入双液浆），再采用薄钢板将钢环与管片端头整体焊接，使环梁与地下水隔绝。这样环梁在一个干燥的环境中施工，即能止水，有保证了环梁混凝土的质量。
6、几点体会
鉴于隧道渗漏的危害，堵漏应坚持“预防为主，治理为辅”的原则，从管片进场开始到管片拼装完成全过程进行质量控制。主要有以下几个方面：
6.1、管片进场验收
管片出厂前由厂内质检员按照下图顺序对每片管片的外观进行严格检查,并填写管片付运及装车外观检查记录表,如发现外部有轻微破损,须依据管片修补方案进行修补或做其它处理,并填写修补记录表。如管片外观有较严重损毁或结构强度不符合要求，则做报废处理。并填写不合格品通知单存档备案，做到有据可查。
6.2、工地现场地面管片修补与弹性密封垫 、缓冲衬垫的粘贴
由于管片吊运至现场管片堆场时，经常会造成管片缺边掉角现象。因此，在管片卸车和翻运中，必须细致认真。首先管片吊装时由起重工现场指挥卸车和堆码，且堆放高度不大于6层。
一旦发现管片有碎裂现象，通知管片厂派专业人员对碎裂部位进行及时清理，同时，采用双快水泥予以修补，待修补部位与管片同强度后再吊入隧道使用。
在弹性密封垫 、缓冲衬垫粘贴时，必须按照规定进行粘贴，防止由于粘贴不正确造成管片在拼装时受力不均而碎裂。
6.3、管片拼装时质量控制
施工过程中通过以下工作确保管片接缝防水的效果更佳。
（1） 加强施工监测工作，加强盾构掘进线性控制，提高盾构掘进质量，减少轴线偏差量和纠偏力度，为管片拼装创造良好前提；
（2）拼装前用高压水对管片结构特别是弹性密封垫部位进行冲洗，确保相邻环的弹性密封垫紧密接触；
（3）加强管片拼装施工管理，提高拼装质量，尤其是提高管面平整度使管片间的密封圈完全接合，以减少管片错台；
（4）管片拼装后及时上紧螺栓，盾构机推进用力均匀，楔形块纵向插入时要求采用减摩润滑剂；
（5）提高同步注浆和二次补浆质量，减少沉降，使拼装好的成型管片稳固从而使接缝稳定达到防水目的。在盾尾地层和衬砌管片之间的环形空隙内及时地二次补浆，浆液凝固后可以形成一道良好的防水防线。
【参考文献】
[1] 《中国建筑防水》2011年14期
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】 渗漏,原因,治理,预防
【 abstract 】 This paper to field construction examples, this paper introduces the main leak of shield tunnel parts, to the cause of leakage are analyzed in detail, and at the same time in different parts of the take different treatment measures. At last, from segment comes into play began to complete whole assembled segment on how to prevent leakage is discussed in this paper.
【 key words 】 leakage, reason, treatment, prevention
中图分类号：U455 文献标识码：A文章编号：
1、 前言
城通分公司目前施工的主要是明挖车站及盾构区间，从我公司及其它单位的已完来看，或多或少地存在漏水现象；甚至有些结构渗漏严重、治水周期长、治理费用较大。所以施工过程中预防渗漏水现象的发生，寻找经济有效的堵漏措施显得尤为重要。防水是以加强二次衬砌的自身防水性能和外包柔性防水层（或内嵌式密封垫）,以阻止车站与地下水的联系;堵漏是在隧道施工过程有渗漏时在地层中和衬砌中注浆填充,阻止地下水的流径而起到防水作用。下面以沈阳地铁三标的工文盾构区间为例，浅谈一下地铁工程“防”与“堵”的一些经验。
2、工程概况
工文区间隧道单线长1302m，隧道底部埋深16~31m，主要穿越砂卵地层。隧道防水等级为二级，钢筋混凝土管片采用S10防水混凝土，管片接缝采用橡胶密封垫密封止水，对螺栓孔、注浆孔等特殊部位进行防水密封处理。
3、容易出现渗漏水部位
工文盾构隧道掘进完成后，渗漏点主要集中在隧道顶部封顶块、二次注浆孔、进出洞、洞门环梁等位置。如下图所示：
图1 封顶块处渗漏 图2 二次注浆孔处渗漏
4、 产生渗漏水的原因分析
根据工文盾构区间的实际情况从总体上来看，管片渗漏原因一方面是由于隧道埋深较深，水压较大；另一方面管片在运输、吊放和拼装过程中，不可避免地会产生管片碎裂或密封垫的破坏，或者由于防水胶条粘贴不紧密、螺栓紧固不到位等原因，从而导致隧道出现渗漏水。对具体不同部位，产生漏水的原因各有不同。
4.1 封顶块管片渗漏
封顶块位置主要是因为径向插入拼装时弹性密封垫可能发生扭曲、错位甚至破损而导致漏水。特别是在冬期施工过程中，密封垫或防水胶条在低温条件下变硬变脆，在径向插入过程中更容易发生破坏。为了避免此种现象，要做好管片的覆盖保温工作，在封顶块拼装时密封垫上应涂刷黄油。
同时管片的失圆也可能使封顶块拼装不严密，从而会使管片渗漏。管片的失圆有机械方面的原因，如个别推进油缸漏油导致此油缸推力不足；但主要还是盾构姿态控制方面的原因，如由于操作不当引起盾尾间隙偏差大,管片错台、错位严重,使相邻止水带不能正常吻合压紧。
4.2二次注浆孔处渗漏
注浆孔位渗漏则是由于二次补浆时须将管片及同步注浆包裹层击穿，二次补浆的浆液无法完全止水而造成的。一般情况下二次注浆选取管片靠上部位左右对称进行，但部分地段可能存在注浆压量或注浆压力不足的情况，特别是在渗透性较大的砂卵地层中，在浆液未完全凝固前部分流失，从而造成注浆孔位附近浆液不饱满引起渗漏。
4.3 进出洞处管片接缝渗漏
除封顶块位置外其余管片接逢位置一般较少漏水，一般情况下是因为接缝处有杂物或管片因受力不均而造成错台或结构裂缝导致渗漏现象。但在进出洞处，由于盾构进洞2~3环、出洞6~8环左右的管片不宜进行同步注浆，管片变形及错台相对较大。同时盾构推力有所降低，管片间橡胶止水带挤压力不足以抵抗地下水压，导致渗漏现象。
值得注意的是，进出洞位置附近几环由于同步注浆不一定及时，很可能导致管片底部约1/3管片周长范围内填充物为掘进土，同步注浆及二次补浆不能完全渗透。故此处应在管片底部补充注入纯水泥浆，与底部土体混合形成砂浆包裹体，对洞门附近防水十分有利。
4.4 洞门环梁处渗漏
一般洞门钢环外径为6600mm（相对于管片外径为6000mm），管片后同步注浆层外径为6300mm左右，故环梁范围内还有一层约150mm厚的原土层使环梁与地下水直接接触。当然，洞门环梁自身有防水板、止水胶等防水措施，但是渗漏水的源头还是环梁与地下水没有通过注浆层隔绝。
5、渗漏水处理措施
5.1 环、纵缝及裂缝渗漏水部位治理
采用高压灌注堵漏工艺，其原理是在管片裂缝内注入水溶性聚氨酯堵漏剂，使其遇水分散乳化，进而凝胶固结，与周围混凝土粘接，起到止水和加固补强的双重功能。
5.1.1 寻找裂缝
对潮湿的部位，先清扫结水，待潮湿部位全部清理干净、表面稍干时，仔细寻找裂缝，用色笔或粉笔沿裂缝做好记号。
5.1.2 钻孔
按混凝土结构厚度，距离环、纵缝或裂缝约150mm，沿缝方向两侧交叉钻孔。孔距按现场情况而定，以两孔注浆后浆液在裂缝处能交汇为原则，孔径采用非標的13mm针头。孔与裂缝断面成45度～60度倾角交叉，并交汇与外侧向内1/3范围。
5.1.3 埋设止水针头
止水针头是浆液注入裂缝内的连接件，埋设时用专用工具紧固，并保证针头的橡胶部分及孔壁在未使用前干燥，否则在紧固时容易引起打滑。
5.1.4 裂缝修补
灌注浆液从第一针头开始，当浆液从裂缝处冒出，应立即停止灌注，移入下一枚针头，以此类推，直至全部灌满为止。
为使裂缝完全灌满聚氨酯浆液，应进行二次注入。第二次注入应与第一次注入间隔一段时间，但必须在聚氨酯浆液完全凝固前完成。
5.1.5 表面清理
待聚氨酯浆液凝固后，管片表面应及时清理，保证隧道外观良好。
5.2 注浆孔位渗漏水部位治理
在注浆孔渗漏水较小的情况下，首先清理注浆孔，并在束节内螺纹和闷头外螺纹位置涂少量双快水泥，然后将闷头旋紧(加设止水垫圈），最后在闷头处再用水泥封一圈，彻底堵住渗水。
在注浆孔漏水较大的情况下，先通过注浆止水，再用双快水泥涂抹管片内螺纹和闷头外螺纹位置，然后将闷头旋紧(加设止水垫圈），最后在闷头处用水泥封一圈。如注浆孔螺纹有损坏，则先在孔内部用双快水泥封堵，然后在注浆孔表面用赛柏斯防水材料封堵。
5.3 洞门环梁处渗漏治理
先在环梁后注入水泥浆（渗漏严重时注入双液浆），再采用薄钢板将钢环与管片端头整体焊接，使环梁与地下水隔绝。这样环梁在一个干燥的环境中施工，即能止水，有保证了环梁混凝土的质量。
6、几点体会
鉴于隧道渗漏的危害，堵漏应坚持“预防为主，治理为辅”的原则，从管片进场开始到管片拼装完成全过程进行质量控制。主要有以下几个方面：
6.1、管片进场验收
管片出厂前由厂内质检员按照下图顺序对每片管片的外观进行严格检查,并填写管片付运及装车外观检查记录表,如发现外部有轻微破损,须依据管片修补方案进行修补或做其它处理,并填写修补记录表。如管片外观有较严重损毁或结构强度不符合要求，则做报废处理。并填写不合格品通知单存档备案，做到有据可查。
6.2、工地现场地面管片修补与弹性密封垫 、缓冲衬垫的粘贴
由于管片吊运至现场管片堆场时，经常会造成管片缺边掉角现象。因此，在管片卸车和翻运中，必须细致认真。首先管片吊装时由起重工现场指挥卸车和堆码，且堆放高度不大于6层。
一旦发现管片有碎裂现象，通知管片厂派专业人员对碎裂部位进行及时清理，同时，采用双快水泥予以修补，待修补部位与管片同强度后再吊入隧道使用。
在弹性密封垫 、缓冲衬垫粘贴时，必须按照规定进行粘贴，防止由于粘贴不正确造成管片在拼装时受力不均而碎裂。
6.3、管片拼装时质量控制
施工过程中通过以下工作确保管片接缝防水的效果更佳。
（1） 加强施工监测工作，加强盾构掘进线性控制，提高盾构掘进质量，减少轴线偏差量和纠偏力度，为管片拼装创造良好前提；
（2）拼装前用高压水对管片结构特别是弹性密封垫部位进行冲洗，确保相邻环的弹性密封垫紧密接触；
（3）加强管片拼装施工管理，提高拼装质量，尤其是提高管面平整度使管片间的密封圈完全接合，以减少管片错台；
（4）管片拼装后及时上紧螺栓，盾构机推进用力均匀，楔形块纵向插入时要求采用减摩润滑剂；
（5）提高同步注浆和二次补浆质量，减少沉降，使拼装好的成型管片稳固从而使接缝稳定达到防水目的。在盾尾地层和衬砌管片之间的环形空隙内及时地二次补浆，浆液凝固后可以形成一道良好的防水防线。
【参考文献】
[1] 《中国建筑防水》2011年14期
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。