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盾构法隧道施工的防水技术
 

盾构法已成为下现代城市地下铁道或排水隧道等施工的主流方法,而盾构法施工的隧道的防水是一项非常重要而复杂的工作。地铁隧道中用盾构法施工的防水,主要是指在盾构挖掘过程中的施工防水和隧道本身的防水,前者根据不同类型的盾构有不同的施工方法及采用冻结、气压、加泥水或者背后注浆等辅助方法来解决施工防水问题。

 

1. 隧道防水的标准

序号

工程部位

防水标准

1

隧道顶部

不允许出现滴水

2

侧墙表面

允许表面有少量、偶见湿渍;隧道内潮湿面积≦4/1000总内表面积;任意100m2内表面积上的湿渍不超过4处,而且任一湿渍面积≦0.15m2;每昼夜渗水量不大于0.06/m2,每昼夜任意100m2渗水量≦10L;在0.8MPa水压下维持3小时渗水进入管片外背高度50mm

3

管片混凝土

抗渗等级P12;管片混凝土的渗透系数K5×1013m/s

4

管片接缝

环、纵缝张开6mm时,要求能长期抗0.6MPa水压;衬砌接头不允许漏泥砂和滴漏,拱底块嵌缝作业后不允许有渗水。

 

2. 结构自防水

结构自防水效果是隧道防水的根本所在,盾构法隧道的结构自防水包括管片防水和背衬注浆防水。

2.1 管片自身防水

  管片自身防水能力对隧道防水起决定性作用,它不仅可以消除地下水带来的危害,而且可以提高结构本身的耐久性,提高隧道的使用寿命。为确保管片砼C50强度等级P12防水标准,从提高管片的加工精度、完善制作工艺、合理选择原材料和制作机具及科学合理的砼配合比,并在生在过程中及时优化配比等方面加以控制。

2.2 注浆防水

   盾构机刀盘半径一般较盾尾半径稍大,且管片拼装是在盾尾内部进行的,管片外径和开挖围岩之间存在着一定间隙。在现阶段盾构施工中一般进行注浆填充,既起到回填注浆的作用,保证地层不过量沉降,又是隧道防水的一道坚实的屏障。如果注浆量不足或质量不好,则管片背后很容易形成漏水通道,最终造成隧道的渗漏水。

2.2.1 注浆量:集合体积的150200%

2.2.2注浆压力:0.20.5MPa

2.2.2 注浆材料:单液注浆——水泥砂浆、水泥膨润土;双液注浆——水泥+水玻璃。

3. 接缝防水

3.1 止水条防水

  管片连接缝的防水也是区间隧道防水的重要环节,为了提高接缝防水的效果,在接缝处设施多孔特殊断面的弹性橡胶密封垫。

  ⑴ 在弹性密封垫安装前应清除管片管片上预留凹槽接触面的灰尘,防止安装后剥离、脱落。安装使用特别注意弹性密封垫必须精准地黏贴在凹槽正中位置,以保证管片拼装时弹性密封垫能以最大面积接触。

⑵ 黏贴步骤:管片选型     基面清理     槽内涂粘结剂     密封垫涂粘结剂     黏贴     用木锤或橡胶锤打压密贴

⑶ 在管片拼装前,若因故导致弹性密封垫损坏或水膨胀条发生了预膨胀,则必须重新更换弹性密封垫。

⑷ 封顶块与邻接块的防水密封垫在拼装前涂水性表面润滑剂(粘度为300CPS),以减少封顶块插入时弹性密封垫间的摩擦力。

⑸ 管片角部为防水的薄弱环节,角部密封垫要铺设到位,并在管片角部黏贴自粘性橡胶薄片。

⑹ 加强管片拼装施工管理,提高拼装质量。为防止成环片在水压作用下,环纵缝张开漏水,拼装时也要严格禁锢纵向螺栓。

⑺ 加强盾构施工控制,提高盾构掘进质量。给管片吊装创造一个良好的环境。这样才能保证管片居中安装、铺设顺畅、密封垫各向受力均匀,提高防水效果。减少隧道轴线的偏差和纠偏力度(一次纠偏不超过4mm,避免因盾构掘进产生过大的横向分力而导致管片破损或错台。

3.2 嵌缝防水


  若管片间存在高差时,嵌缝方式如右图所示:

4. 管片表面防水

  对于卖身较大或地下水有侵蚀性的地段,需要在管片外设一增强防水、防腐涂层。涂层的性能要求如下:

  ⑴ 在盾尾密封用钢丝刷与钢板的挤压下不损坏,且能抗渗水。

⑵ 在管片狐面的混凝土裂缝宽度达到0.3mm时仍能抵抗0.6MPa水压面而不渗漏。

⑶ 涂层耐化学腐蚀性好、抗微生物侵蚀性好、耐久性好。

⑷ 涂层应有防迷流的功能,其体积抗祖率、表面抗祖率高。

我们推荐选用:HP-1高渗透改性环氧防腐涂料和811环氧树脂防水涂料。

5. 连接螺栓孔、注浆孔、管片手孔防水

  ⑴ 连接螺栓孔防水

  采用遇水膨胀橡胶材料密封圈封堵,利用压密和膨胀双重作用加强防水。

⑵ 注浆孔防水

注浆孔迎水面在观片生产时与浇厚20mm的同级素砼,可起到很好的防水作用。通过注浆孔进行注浆结束后将活动端头部分拆除,清除预留孔内残余物,填入腻子型入睡膨胀止水密封材料,然后用防水砂浆封固孔口。

⑶ 管片手孔防水

管片手孔防水处理时上部管片手孔采用充填水不漏外罩C15细石砼的封堵方式进行防水;中下部管片手孔采用掺有硫铝酸盐水泥的C15细石砼的方式防水。

 

 
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