盾构盾构隧道防水施工技术

摘要：以上海地铁M8线黄兴路站～延吉中路站区间隧道防水施工为工程案例，详细介绍了盾构隧道防水施工工艺、渗漏水原因分析及应对措施，以期为其它类似工程提供参考和借鉴。
关键词：盾构；隧道；防水；渗漏水；措施

1项目概况
黄兴绿地站～延吉中路站区间单线总长约800m，纵向埋设呈单坡，覆土深度为地面以下5.2m～8.94m，在里程约为SK3+970处穿越走马塘河。隧道掘进通过的地层主要为第②-3b灰色砂质粉土夹淤泥质粉质粘土和第④层灰色淤泥质粘土，土层含水量在43%～52%之间，具体地质及埋深情况见图1。区间隧道衬砌采用环宽1m的钢筋砼管片，管片外径6.2m，内径5.5m。采用通缝拼装，环与环间由17根纵向M30直螺栓连接，块与块间由12根环向弯螺栓连接。隧道由法国FCB盾构机完成施工。
延吉中路站～黄兴路站区单线总长约2240m ，在里程XK7+936.165（SK7+923）位置设一处旁通道。区间隧道采用外径为6200mm、内径为5500mm、衬砌环环宽为1200mm的钢筋砼管片，隧道由日本小松盾构机完成施工。

图1 盾构隧道地质剖面示意图

2 区间隧道、旁通道及泵站防水设计

2.1 区间隧道、旁通道及泵站防水原则

2.

1.1 区间隧道防水原则

区间隧道防水的设计原则是“以防为主，刚柔结合，多道防线，因地制宜，综合治理”，采用高精度钢模制作高精度管片，以管片结构自防水为根本，接缝防水为重点，确保隧道整体性防水。区间隧道防水要求是：
1.整个标段区间盾构隧道应满足国际二级防水标准，同时满足初步设计技术要求，隧道上半部不允许渗漏水，结构表面偶见湿渍及隧道下半部、洞门及联络通道允许有少量漏水点，不得有线流和漏泥砂现象的发生，实际渗漏水量小于0.1L/m2·d。
2.隧道渗水量每昼夜不超过0.06升/平方米；任意100平方米每昼夜渗水量≤10升。隧道顶不允许滴水，侧面允许有少量、偶见湿渍，即隧道内总湿渍面积≤4/1000总表面积，任意100m2隧道内表面的湿渍不超过4点，任一湿渍面积≤0.15平方米。衬砌接头不允许漏泥砂和滴漏，拱底块在嵌缝后不允许有渗水。
2.

1.2 旁通道及泵站防水原则

旁通道及泵站防水设计遵循“以防为主，以堵为辅，多道防线，综合治理”的原则，以混凝土结构自防水为根本，接缝防水为重点，辅之以夹层防水层加强防水。衬砌防水要求与区间隧道相同。

2.2 管片结构自防水及管片外涂层防水

管片结构自防水是首选的防水措施，主要方法是通过采用防水混凝土及严密的施

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工工艺来保证管片制作质量，以达到防水效果。而管片外防水涂层一般根据管片材质而定，凡是有较深裂缝的管片一般都要增加外防水涂层，对钢筋混凝土管片而言要求涂层要能在盾尾密封钢丝刷与钢板的挤压磨擦下仍保持完好，当管片弧面的裂缝宽度达0.3mm时，仍能抗0.6Mpa的水压，且涂层应具有良好的防迷流功能、抗化学腐蚀功能和季节适应性。另外管片衬砌环、纵缝防水构造均采用弹性橡胶密封垫（图2），管片拼装时，预先将弹性橡胶密封垫套在每块管片的凹槽内，通过拧紧环纵向螺栓来压缩橡胶密封垫，使橡胶密封垫对地下水压产生抗力，见图3。所有螺栓均进行防腐镀锌处理，螺栓孔和回填注浆孔均设置密封圈。为防止安装时密封垫角部受损和漏水，在密封垫外角部贴自粘性橡胶薄板，安装前在密封垫表面涂缓膨胀剂。封顶块两侧的密封垫在拼装前表面涂水性润滑剂（粘度300cps），以减小插入时的摩阻力。

图2 弹性橡胶密封垫构造图 图3环纵缝接缝防水构造图
1.安装洞门环板。即在车站内衬墙施工中预埋一环形钢板，其厚度为150mm，内径φ6620mm，外径φ6820mm。环形钢板上加焊72只M20螺栓，通过与螺母结合来固定帘布橡胶板。

2.安装帘布橡胶板。通过它和管片的密贴来防止管片背后注浆时的浆液外流。

3.安装扇形压板。通过调节扇形压板的位置来压紧帘布橡胶板，保证帘布橡胶板在注浆压力下不翻转。

2.3 洞门衬砌结构防水

保留管片与现浇洞门圈之间的环向接缝密封，并在现浇洞门圈与管片之间加设一道水膨胀性止水条、现浇洞门圈与车站内衬墙之间的施工缝处加设两道水膨胀性止水条，并在洞门衬砌施工前对管片背后进行二次注浆来加强防水，以确保洞门施工作业面的干燥。

2.4隧道嵌缝堵漏防水施工

图4 接缝嵌缝防水示意图
在盾构掘进结束后对管片预留的接缝、手孔处进行沟槽嵌缝、手孔封堵等防水处理，见图4。嵌缝通常采用三种方式进行：第一种方式：施作于一般嵌缝范围拱顶45度、整环变形缝、钢管片环及钢管片环之间整环环缝、钢管片环与混凝土管片环之间整环环缝及钢管片环上的纵缝。第二种嵌缝方式：施作于一般嵌缝拱底86度，进、出洞各20环整环环、纵缝嵌填（扣除变形缝环），联络通道钢管片衬砌中心环缝前后各2环（已扣除钢管片环、变形缝环）整环环、纵缝嵌填。第三种嵌缝方式：若接缝存在高差，须用聚乙烯泡沫条在接缝较低的一侧填实，用氯丁胶乳快硬水泥抹平，以保证接缝平滑。

2.5旁通道防水施工

2.5.1混凝土结构防水措施

采用高性能混凝土。即选用强度等级≥42.5的P1和P11、P0型水泥及坚固耐久、级配合格、粒形良好的洁净骨料为原料，添加优质粉煤灰（≥II级灰）、矿渣微粉（比表面积=380m2/kg )等复合超细矿物掺合料配制成以耐久性为重点的高性能混凝土，同时通过添加高效减水剂，限制胶凝制材料量（≥300㎏/m3），水胶比（≤0.45）及总用水量（≤185kg/m3），严格规定级配料与外加剂中的含碱量（总含碱量≤2 kg/m3）等措施，控制混凝土初期开裂与收缩裂缝，以确保结构混凝土的自防水性能。旁通道及泵站混凝土抗渗等级≥S8。
旁通道与隧道接缝处分别预设兜绕成圈的遇水膨胀橡胶条和预设注浆管于支护层与结构层中。

2.5.2旁通道及泵站夹层防水

旁通道及泵站由支护层与结构层组成，在两者之间设置夹层防水层。夹层防水层由无纺布缓冲层、EVA防水板、无纺布保护层共同组成，EVA防水板接头处除采取双缝焊接并进行真空检漏外，还加强了：①双向设置聚丙烯土工膜，同时要求初次衬砌的平整度满足D/H≥10；②在内衬混凝土中预埋回填注浆管，后期注入超细水泥浆，加强拱顶部的密实性；③由于防水板及其内外保护层、缓冲层在圆隧道接头处的收口密封是关键，故应特别注重圆隧道（钢管片）与通道（初次衬砌喷射混凝土与现浇混凝土）接头处的防水。

2.6 局部渗漏水及其他损坏处理方案

隧道衬砌从设计方面采取了防水措施，基本能满足隧道防渗漏水的要求，但也可能有局部渗漏水现象发生。实际施工中对这些部位进行了认真处理，确保整个区间满足抗渗要求。
1.进行渗漏水调查。内容包括渗漏水位置（里程、部位）、裂缝与破碎情况（长度、宽度、形状、裂缝是否贯通、干湿程度）、渗漏量大小（滴漏、线漏、面漏）、变化发展情况（产生与发生时间，开展过程）及对结构安全的影响（混凝土的侵蚀、钢筋的锈蚀）等。