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浅析地铁盾构隧道渗漏水的产生原因及分布规律

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年4月下作者：郑显荣

[导读] 随着我国经济的不断发展，越来越多人涌入到大城市中寻求发展机会，公路工程已经难以满足人们的出行需求，这也直接促进着我国地下轨道交通的发展。

广东华隧建设集团股份有限公司郑显荣

摘要：随着我国经济的不断发展，越来越多人涌入到大城市中寻求发展机会，公路工程已经难以满足人们的出行需求，这也直接促进着我国地下轨道交通的发展。目前盾构法是应用较为广泛的施工工艺之一，具有较高的安全性和稳定性。本文对地铁盾构隧道渗漏水的产生原因、分布规律以及防治措施进行了分析。
关键词：轨道交通；盾构法；隧道工程；渗漏水防治
        当前我国科学技术发展迅速，各种施工工艺在轨道交通工程建设中得到了广泛应用，盾构法就是其中之一。该方法的应用原理在于，能够利用预制钢筋混凝土管片来提升隧道的稳定性，营造安全的施工环境，但是在实际工程中，管片拼接不紧密、止水条安装不够规范等，都会引起渗水、漏水，为工程质量带来严重影响。因此要深入分析盾构隧道渗漏水产生的原因，并制定科学合理的预防策略，降低地下水对工程质量带来的负面影响，为盾构法的应用创造良好条件，推动我国轨道交通事业取得发展突破。
        1盾构法隧道防水等级以及防水设计原理
        当前我国城镇化建设进程迅速，人们生活水平日益提升，很多城市的地铁工程建设都取得了不错成效。在施工过程中，不可避免会碰到地下水、软土地层等情况，地下水存在的形式、高度等也都存在差异，为了避免给工程质量带来影响，需要提前做好防水设计工作，避免出现漏水问题。通常来说城市轨道交通隧道防水等级为二级，根据有关标准中的要求，工程不得出现漏水问题，对单位面积内的湿渍数量也有着严格要求。在施工时，会使用到混凝土自防水管片，在接缝上会利用到三元乙丙橡胶止水。
        2渗漏水产生的原因
        2.1地质因素
        我国国土面积辽阔，不同城市在地质条件、环境、地下水压力等各方面都存在差异，在施工中不可避免会受到地质因素的影响，例如外部水压过高、同步注浆效果不好，都会让浆液无法在预期时间内凝固完毕，引起漏水。
        2.2管片因素
        在地铁隧道工程施工过程中，管片制作配比是否合理、在施工中是否做好了养护工作、出气口是否存在裂缝等，都是引起漏水的主要原因。
        2.3材料因素
        在工程开展的过程中，要提前做好管片直径、形变量等设计工作，但是会受到设备、人为操作等各方面因素的影响，管片衬砌环缝的最大计算变形量超出了其最大值，即便使用了止水带，也依然无法起到防水效果，在管片的接缝处之间就慢慢形成了缝隙。
        2.4螺栓孔密封垫防水
        通常来说螺栓孔直径要比螺栓略大，会利用遇水膨胀橡胶垫圈做好防水处理，如果在施工中，对工序要求不严格，或是忽略了橡胶垫圈的安装工作，就会让地下水从缝隙之中渗出，对工程质量造成影响。
        2.5使用期间问题
        在盾构掘进施工完成后，没有做好加固处理，导致隧道内部出现了不均匀的沉降，引起管片接头处发生凸起或凹陷，止水条已经无法发挥其作用，裂缝处的漏水、渗水现象较为严重。在工程投入使用后，这些细微问题没有及时发现，导致愈演愈烈，最终引起较为严重的质量问题。
        2.6其他因素
        首先，三元乙丙橡胶止水条和管片的连接不够牢固，在粘连过程中没有选择应用合适的工艺，在工程投入使用，或在地下水水压的影响下，接缝就会慢慢扩大，引起漏水、渗水问题。其次，对管片拼装的环节要求不够严格，没有按照规章制度开展作业，对止水条造成了破坏。第三，管片尺寸设计、制作不够规范，和预期存在一定的误差，在安装过程中导致管片错台，对安装的平整度造成影响。第四，没有对施工现场进行全面清理，管片之间存在杂物，衔接不够紧密。第五，在同步逐渐时，填充不够密实，浆液配比不符合要求、注浆时间、压力等不满足标准，都有可能引起漏水。
        3渗漏水病害的现场分布规律
        地铁隧道工程中渗漏水的类型具体可以分为这几种：（1）湿迹。受到地下环境、地下水的影响，钢筋混凝土管片表面有明显的色泽变化，出现潮湿斑；（2）渗水。在设计以及止水条的安装中，没有严格按照规范进行，地下水深入到管片中；（3）滴漏。如果没有及时发现渗水部位，当缝隙越来越大时，就会从隧道上方滴落；（4）漏泥沙。接缝逐渐扩大，地下水夹杂着泥沙从缝隙中渗出或滴落。
        在对某城市的地铁隧道工程进行调查后可以发现，大约有3%左右的隧道区段渗漏水现象较为严重，主要集中在小半径弯道、车站端头井等部位，或是施工过程中容易忽略的隐蔽工程上，其中，渗水、滴漏现象较为严重，基本没有发现漏泥沙的问题。具体调查如图1所示。

图1 某地铁隧道工程渗漏水调查情况
        在对该工程进行调查后可以发现，从图a中可以得知，在渗漏水类型方面，渗水问题最为严重，占据52%；湿迹占比40%，滴漏为8%。图b为渗漏水部位的分布情况，其中50%以上的渗漏水部位发生在环缝，主要是因为止水条材料质量不符合标准、安装工艺不够成熟等引起的，十字缝、注浆孔、螺栓孔出现渗漏水问题相差不大，同样是容易出现该问题的主要部位，需要引起施工人员的充分关注。图c为管片渗漏点的分布情况，从图中可以得知，标准块、邻接块的比例一共占据了99%，这也是施工中需要关注的重点，要为后续工程的顺利开展提供可靠参考意见。
        4地铁盾构隧道渗漏水防治措施
        4.1管片接缝渗漏水预防
        首先，在三元乙丙橡胶止水条和管片的连接必须牢固，在安装之前，要清理现场的杂物，选择符合标准的胶水，均匀涂抹，涂抹完毕后用胶锤轻轻打击。其次，保证钢筋混凝土管片的运输、拼装工序符合要求，按照设计图纸仔细对其安装位置进行调整。第三，为了避免出现管片错台的问题，要安排专职人员对管片进行测量和分析，详细记录其上浮量，在必要的情况下可以进行二次注浆。第四，保证止水条洁净，在安装之前，清理掉其表面的杂物。最后，要防止止水条变形，选择变形量较大的止水材料。
        4.2灌浆材料配比
        不同类型的双组分环氧树脂浆材的固化时间、温度等都存在差异，当外部环境的温度越高时，材料固化时间也会相应的减少，要根据工程要求、防水标准、施工现场的环境温度等，对灌浆材料进行严格配比。
        4.3堵漏施工工艺
        主要分为三个部分：（1）清理。清理接缝内的杂物、泥垢等，保证钢筋混凝土管片表面的湿润，做好养护工作；（2）钻孔。确保钻孔直径、数量等符合要求，避免孔洞距离过近，破坏管片稳定性，引起的裂缝；（3）堵嘴。在钻好孔洞内部安装注浆嘴，利用六角扳手拧紧，不要让注浆嘴和孔洞之间出现缝隙。
        结语：
        总而言之，随着我国地铁隧道工程数量和规模的不断扩大，在利用盾构法施工的过程中，一定要做好地下水的防渗、防漏工作，遵循“以防为主，多道防线，综合治理，标本兼治”的主要原则，对能够引起漏水、渗水的原因进行深入分析，制定科学合理的解决对策，制定科学的施工计划以及质量保证体系，从多个方面加强管理，全面提升防治水平。
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