关于盾构隧道防水堵漏的施工技术论析

摘要：盾构区间出现渗漏现象有：（1）由于区间隧道的洞门处结构复杂，拐角（又称盲区）多，施工缝、变形缝多，是防水工作的难点。（2）由于盾构机在进出隧道时，管片缺乏后座顶力，管片间的压力松弛，接缝间隙一般稍大，易渗漏水。（3）管片安装时引起管片和止水条的破损而渗漏。（4）由于温差，引起混凝土产生裂缝而渗漏。

关键词：盾构隧道；防水堵漏；施工技术

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-

1.工程概况

本标段主要位于佛山南海区与三水区交界位置处，采用盾构工法和明挖法进行施工，盾构段起点在广茂铁路以南，位于广茂铁路与北江大堤之间，盾构段自南向北穿越广茂铁路、G321国道、广三高速和珠二环高速后，终点接入位于小塘立交东侧的远景预留中途提升泵站内，全长约2.4公里。

2.渗水原因分析

盾构区间出现渗漏现象：（1）由于区间隧道的洞门处结构复杂，拐角（又称盲区）多，施工缝、变形缝多，是防水工作的难点。（2）由于盾构机在进出隧道时，管片缺乏后座顶力，管片间的压力松弛，接缝间隙一般稍大，易渗漏水。（3）管片安装时引起管片和止水条的破损而渗漏。（4）由于温差，引起混凝土产生裂缝而渗漏。

3.施工主要应用材料及特点

3.1改性环氧化学灌浆液

施工要点：（1）需灌浆的部位应干净，并安装灌浆咀。（2）配制灌浆液，按改性环氧：固化剂=100：7-10的重量比，将固化剂倒入环氧浆液内，并充分搅拌均匀即可。（3）用灌浆机进行压力灌浆，待灌满后，应及时封闭灌浆孔。（4）经过约72小时的固化，可将外露的灌浆咀切去，并用水泥砂浆复原。

技术数据：见表

项目 指标

外观 棕黄色透明液体

粘度，pa.s ≥10×10-2

固化时间h ≥48

抗压强度，Mpa ≥50

抗拉强度，Mpa ≥8

粘结强度，Mpa ≥1.5

≥1.0

3.2高强无收缩灌浆料

技术特点：（1）早强、高强：1-3天强度可达到30-50Mpa以上，灌浆后24小时即可紧固螺栓、开机试车。28天强度最高可达到80Mpa以上。（2）高自流性：具有高自流性，现场加水搅拌即可使用，不需振捣便可填充全部间隙。（3）微膨胀性：灌浆后无收缩，保证设备、螺栓与基础之间紧密接触。（4）冬季施工性：最低允许在-300C气温下进行室外施工。（5）耐久性：属于无机胶结材料，使用寿命大于基础混凝土使用寿命互过200万次疲劳实验，50次冻融循环试验，强度无明显变化。（6）抗油渗、耐高温冲击：在机油中浸泡30天后强度比浸油前提前10%以上。栽筋后允许对钢筋进行火焰切割和焊接作用。

技术指标：见表

项目

型号 1d竖膨胀率（%） 抗压强度（Mpa） 流动度（mm） 坍落度（mm） 最低施工温度（0C） 参数用水量 容量

（t/m3）

1天 3天 28天

JYGM-Ⅰ（早强型） ≥0.02 ≥30 ≥45 ≥70 ≥290 / -10 13-14% 2.3

JYGM-Ⅰ（加固型） ≥0.02 ≥30 ≥40 ≥65 / ≥270 -10 10-12% 2.4

JYGM-Ⅰ（低温型） ≥0.02 ≥30 ≥40 ≥65 ≥290 / -30 13-14% 2.3

JYGM-Ⅱ（普通型） ≥0.02 ≥22 ≥38 ≥55 ≥260 / +5 13-14% 2.3

JYGM-Ⅱ（加固型） ≥0.02 ≥22 ≥30 ≥55 / ≥270 +5 10～12% 2.4

JYGM-Ⅲ（超流态） ≥0.02 ≥20 ≥30 ≥45 ≥350 / +5 18～22% 2.3

项目

型号 d竖膨胀率（%） 抗压强度（Mpa） 流动度（mm） 可操作时间（min） 参数用水量 容量

（t/m3）

2小时 1天 2天 3天 28天

JYGM-Ⅵ（超早强型） ≥0.02 ≥15 ≥30 ≥40 ≥40 ≥60 ≥270 30 13-14% .3

JYGM-Ⅵ（超高强型） ≥0.02 / ≥40 ≥40 ≥60 ≥90 ≥270 40 13-14% 2.4

各种试模尺寸间强度换算关系：见表

试模尺寸mm

强度比（%）

龄期（D） 40×40×160 70.7×70.7×70.7 100×100×100 150×150×150

1天 100 90 90 90

3天 100 80 80 80

28天 100 70 70 70

3.3混凝土修补砂浆

JY-X型混凝土修补砂浆是一种主要用于混凝土结构表面缺陷修补和加固施工的专用水泥基聚合物修补砂浆，分单组分（JY-X01）和双组分（JY-X02）两种，具有交高的强度，粘接性，抗裂性和防水性。根据同一工程，不同部位和缺陷情况，用单成双组材料。

技术指标：见表

项目 抗压强度

（Mpa） 抗折强度

（Mpa） 与水泥砂浆拉伸粘接强度（Mpa） 抗渗等（Mpa） 吸水率（%） 使用温度

技术指标 ≥15 ≥40 ≥4 ≥8 ≥1.2 ≥1.5 ≥5.5 ≥60

砂浆的施工及养护方法：（1）用JY-X混凝土修补砂浆作整体面层时，厚度不应小于3mm。当一次施工面积较大时，应留施工缝或分片错开施工。每块面块不宜超过10-15m2，可视现场环境而定，补缝或分片错开施工的间隔时间不应少于24小时。（2）在混凝土或砖石结构的立面钢结构的表面上做整体面层时，应分两次进行，每次的间隔不应少于24小时，当进行最后一次抹百时，应一次抹平，不得反复抹压。

3.4混凝土平色剂

3.4.1管片拼装缝堵漏施工工艺及流程

确定漏水点清理渗漏基面钻孔清理安装灌浆接嘴高压灌注浆料观察补漏拆灌浆嘴槽孔修补检查验收。

（1）管片破损补漏施工工艺及流程：沿管片接口60公分钻孔一个埋入灌注针头沿接缝塞棉纱膨胀快干水泥密封清理管片赃物4小时后高压灌浆磨平针头补平针头及打磨。（每个漏水缝前端20厘米用深孔截水，T字部位则在三个方向的漏水部位前端各20厘米钻深孔截水。）（2）螺栓渗漏施工工艺及流程：螺栓穿过管片接口处钻孔埋入灌注针头纵向螺栓渗漏按管片宽度沿接缝塞棉纱膨胀快干水泥密封，环向螺栓渗漏按2米长密封清理管片赃物4小时后高压灌浆磨平针头补平针头及打磨。

3.4.2施工要点

（1）打准渗水点，把渗水部位，清理干净。（2）用快速堵漏剂预埋注浆管，间距应根据实际情况而定，一般1米左右。（3）用电动高压注浆泵，将堵漏剂从注浆管中注入混凝土空隙缝，直到压不进为止（注入率≤0.011/min）随即关闭阀门，24小时后割除（去除）注浆咀。（4）为达到长期防水目的，可再在施工面面上涂刷聚氨酯防水层。（5）注浆完毕及时用溶剂清洗设备与工具。（6）施工现场保持通风，注意防火，严禁火种。

3.4.3高压注浆堵漏工法

（1）本工法是利用高压灌注机所产生的巨大压力，将材料送至壁体的缝隙中间部位，使材料中间部位为中心向四周扩散，材料与水快速反应硬化后，填实空隙达到加固地基，堵漏防渗的效果。（2）本工法所使用的高压注浆机，灌注压力高、流量大，可快速止水，确为有效堵水工法。（3）本工法的灌注点由结构的中心位置开始灌注，尤其对厚度大于40cm以上的混凝土壁体，使用本工法堵漏更是快速有效。

4.管片自身结构裂缝堵漏、管片蹦角修补施工方法

（1）采用的堵漏补强技术，是目前国内较先进的混凝土结构裂缝堵漏补强技术，本技术能有效地治理各种建筑渗漏加固补强，广泛应用于大型堤坝、地铁、地下室、厂矿及民用建筑等裂缝渗漏的防水堵漏补强工程。（2）对地下室防水补漏采用机械高压、喷射化学灌浆方法，使用进口专用压力泵（PMA×250kg/cm2）将低粘度，高膨胀率和具补强作用的改性环氧进行补强，并具有极高的抗渗和密封能力，能堵塞混凝土结构裂缝和微细小裂缝，并能抵抗建筑出现的震动和轻微变形、沉降，达到永久性的（补强）效果。（3）本技术对于大小、深浅不一的混凝土结构裂缝，无需进行各种铲凿及预埋处理，不损坏墙面、地面，可直接在裂缝钻孔（Φmxx=12mm，间距150-250mm，工作压力根据裂缝大小、深浅及出水量在1-250kg/cm2范围任意调整）进行压灌注浆。（4）本技术专门配有进口泵和灌注连接设备，其流量为2.3升/分钟，最大工作压力250kg/cm2即使在漏水处有水喷出，在不降低水压情况下也能迅速堵漏。（5）本技术和方法，不破坏原来结构，不损坏现场设施，可带水作业，不影响工地施工，特别适遂道裂缝补强。（6）补强步骤：1）找出裂缝，清理渗漏裂缝或面渗处各种结晶及污物，确定并布置钻孔位置。2）原有的堵漏灌浆失效部分全部铲除掉直到裂缝基面。3）用冲击钻钻孔，用冲击钻沿裂缝布孔，一般30-40一个钻空，埋好机械高压注浆咀，钻孔深度视裂缝处钢筋混凝土强度确定，强度低，钢筋混凝土厚度厚则钻孔可加深，反之则钻浅些。4）在钻好孔内埋入灌注针头，针头长度规格有8.5cm、15cm，根据壁体厚薄，密实程度，表面松散情况选用。5）锁紧针头，即用套筒扳手拧紧针头。6）在针头上接入牛油头，准备注射堵漏剂。7）使用灌注机前，先检查高压，管出油口接合部是否锁紧，以免灌注时漏油。8）检查完后，接通电源，先吸丙酮冲洗剂，接着排空丙酮后即可吸入灌注堵漏剂。随着吸料、灌料进行，压力逐渐增加，直至堵漏剂渗出裂缝外表面为止即可暂停，待开始发泡固化后再加压灌注一次，直至堵漏剂完全封堵住裂缝伸缩缝为止，即告灌注完成，注灌时应从裂缝底部开始，从下面上进行。

5.质量要求及保证措施

（1）严格把好材料质量关，使用的化学灌浆材料，具有产品合格证、说明书和技术报告，经现场抽样复试合格后方可施工，绝不使用伪劣产品。（2）严格操作规程和技术规范，施工中不偷工减料。（3）坚持检查验收制度，坚持自检、互检和专检。（4）对已修补好的管片，手锤敲击，若敲击修补处有空响，那说明此处修补不合格，得返工重新修补，反之则说明合格。（5）对已修补好的管片要仔细检查，不允许有裂缝产生，特别是与原管片断面之间更不允许有干缩裂缝存在，如有以上情况存在则必须返工。（6）凡经修补或表面处理后的部位颜色应与管片的原色基本一致，表面的光洁度也要与原管片基本吻合，保证隧道内管片安装的整体效果。（7）修补管片的质量由技术工程师具体负责、监控，在施工工艺、材料及材料配合比、操作方法等要作全面监督，也确保修补后的管片符合质量技术要求。