文档介绍：盾构法隧道防水施工技术

摘要分析隧道渗漏水的机理,总结国内外盾构法隧道防水堵漏的技术方法,并结合广州轨道交通三号线客村~大塘盾构区间防水施工,提出了防渗堵漏的技术措施。
关键词盾构法隧道三元乙丙橡胶遇水膨胀橡胶止水条管片嵌缝二次注浆
1、国内外盾构法隧道防水施工情况
国内外已建成的大量地铁、隧道在防水方面有了很大的提高,尤其是盾构法隧道逐步形成了较成熟的防水设计理论与工程实践体系,并从防水材料的性能得到很大的改进,但是地铁隧道经过富水地层的防水效果都不是很理想,地下水侵入隧道,影响隧道的内部结构与附属管线,有的甚至影响到地铁的运营。
盾构隧道渗漏水的位置主要是管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和手孔等,其中以管片接缝处为防水重点。国外通常接缝防水有两种:一种是以德国为代表的欧美方面,采用三元乙丙橡胶弹性密封垫,靠弹性压密,以接触面压应力来止水,以耐久性和止水性见长,其工作机理见图1;
图1 三元乙丙橡胶弹性密封垫工作机理
第二种是日本方面,采用缓膨型遇水膨胀橡胶,靠其遇水膨胀后的膨胀压来止水,它的特点是可使密封材料变薄、施工方便,但耐久性尚待验证。
国内近几年除了采用国外的两种方法外,还研究开发了水膨胀与密封垫结合两者的复合型材料,即采用三元乙丙橡胶挤出硫化而成并于顶面嵌入水膨胀橡胶弹性密封垫,并在上海试用。
2、盾构法隧道的防水施工
盾构区间防水工作以管片结构自防水为根本、接缝防水为重点,确保隧道整体防水,同时遵循“以防为主、以堵为辅、多道防线、综合制理”的原则,制定防水施工措施。
管片结构的自防水
管片砼采用高抗渗高强度(C50)等级的混凝土,抗渗等级为S12。采用掺加高效减水剂UEA及粉煤灰“双掺”技术,减少水泥用量,降低水化热,减少收缩裂缝的产生。
高抗渗性混凝土管片通常是以高精度钢模单块制成的高精度管片,虽然管片的精度高低与混凝土衬砌自防水无直接关系,但它是控制衬砌拼装缝隙的关键。
为达到管片砼的自防水,管片的生产主抓三个方面:砼密实度、抗裂性能和制作精度。
管片的接缝防水
1、管片之间设置密封垫沟槽,其内设置高弹性三元乙丙橡胶密封垫。
2、管片上预留有嵌缝槽。为防止隧道上半部拱顶滴漏危及行车安全,对隧道上半部拱顶45°范围作嵌缝密封。隧道下半部不作嵌缝处理,但道床混凝土与管片间的施工缝要用遇水缓膨胀腻子防水,道床混凝土本身的施工缝用弹性密封胶密封。嵌缝密封材料采用单组份亲水性聚氨脂密封胶,由嵌缝枪嵌填处理。在弹性密封垫寿命期满之后,虽然无法更换密封垫,但作为第二道防水线的嵌缝材料是容易剔除并重新嵌填新嵌缝密封胶,保证隧道长期防水效果。
3、螺栓孔采用可更换的遇水膨胀橡胶密封圈作为螺孔密封圈加强防水。
4、衬砌环缝满足①短期防水要求密封材料因压缩产生的接触面应力大于设计水压力;②长期防水过程中,在出现最大计算变形量时,仍保证在规定压力等于隧道实际承受的最大水压下不渗漏。
变形量应按公式计算:

式中:δ——环缝中弹性防水密封垫(材料)在设计水压力作用下允许的环缝张开值(m);
ρmian--隧道纵向变形曲线最小曲线半径(m)(由设计定);
D―――隧道外径(m);
B―――管片环宽(m);
δ0――生产及施工误差可能造成的环缝间隙(m);
δs――隧道邻