摘要:在进行隧道工程建设时,盾构法施工技术应用非常广泛。盾构法施工的关键在于防水工程,如果防水处理不好,会对隧道工程产生严重的影响,埋下安全隐患。本文主要分析了盾构施工中防水工程的质量控制,及注意事项,希望能对今后的施工起到帮助作用。
关键词:盾构法;隧道;衬砌结构;管片;嵌缝
中***分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:
随着我国城市化进程的加快,交通建设项目与日俱增,其中不乏一些隧道工程的施工。隧道工程处于特殊环境中,往往处于高水头压力之下,长期受到水的侵蚀,因此必须做好工程防水。在盾构法施工中,常用的结构是由单层钢筋混凝土管片拼装而成的衬砌结构,防水主要分为管片结构自防水、接缝防水、螺栓孔和注浆孔防水、渗漏处理等。其中以管片结构自防水和接缝防水为主,下面将作简要分析。
一、管片衬砌结构防水分类盾构法隧道是由衬砌块拼装而成,隧道内处处都是管片接缝,因此寻找安全、快速、经济的隧道接缝防水方法、防水材料等施工技术显得非常重要。目前国内地铁盾构隧道结构一般为采用单层预制混凝土管片拼装而成的圆形断面结构,其防水施工主要包括:管片结构自防水、管片外防水涂层、衬砌接缝防水(弹性密封垫防水、嵌缝防水)、螺栓孔防水、渗漏处理。而其中控制隧道渗漏水质量的主要施工工艺有:管片结构自防水和衬砌接缝防水。
二、管片自防水施工要点1、原材料的控制
要选择合适的原材料,进行科学的设计配比,按照规定加强检测,保证管片成品的抗渗等级、强度和各项质量指标符合设计要求。管片防水材料主要有两种:一种是以日本为代表的遇水膨胀橡胶,另一种是多孔三元乙丙弹性密封垫。遇水膨胀橡胶止水条这种材料之所以在日本应用非常广泛,主要是因这种材料首先由日本开发、价格低;另一个原因是日本盾构隧道通常采用双层衬砌,即在管片衬砌内再现浇一道混凝土衬砌,对第一道衬砌的防水质量要求并不象国内这样高。国内,南京地铁一号线及二号线其它区间隧道管片接缝防水采用了三元乙丙弹性密封垫。
2、施工注意事项(1)管片运至现场后,根据天气情况是否决定对管片进行覆盖。(2)应使用已修补与清理好的管片,管片表面应干燥,雨天需搭设防雨设施才可以粘结施工。(3)粘结剂贮桶开封后,溶剂挥发变稠时,可适量加溶剂稀释。(4)管片安装防水材料时,应注意不要将胶水涂在软木橡胶和弹性密封垫上,如若有应该清理干净,否则影响止水效果。防水材料粘贴完后,应把混凝土管片上的胶水清理干净。(5)在粘结前再次检查粘结面涂胶的均匀程度,管片四个角部的密封垫,既不得耸肩,又不得塌肩。整个密封垫表面应在一个平面上,严禁歪斜、扭曲。管片在粘贴装设密封垫12h内,不得送井下拼装。(6)密封垫、自粘性橡胶薄板、螺栓孔橡胶垫圈等在施工前(或施工中)遇水会膨胀,应在其表面涂缓膨剂,特别是位于拱底的密封垫表面需涂缓膨剂三度。在雨天和梅雨季节应覆盖防水布。(7)在涂刷缓膨剂时,应将管片垫高,并用帆布将管片覆盖严密,保证粘贴质量,尽量不磕碰,损坏密封垫及管片的棱角。三、管片接缝防水
管片接缝防水主要包括弹性密封垫防水和嵌缝防水等。
1、弹性密封垫防水
(1)对弹性密封垫防水的各种要求。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;长期防水要求接触面应力不小于设计水压力。
耐久性要求包括防水功能耐久性、耐水性、耐动力疲劳性、耐干湿疲劳性、耐化学腐蚀性等。密封材料种类:一般可分为单一的、合成的及遇水膨胀性的材料。现多采用遇水膨胀橡胶,它可大大改善盾构隧道的防水性,是今后的发展方向。在设计时必须根据实际情况确定合适的膨胀倍率、膨胀时间及环境可能造成的影响。(2)管片弹性密封垫粘贴a管片表面要平滑,侧面不能有孔洞和缺边;管片和密封垫应干燥,没有灰尘。b将密封垫套在管片上,检查型号及位置是否正确,并将其悬挂于管片上。c用稀释液清洗止水条和管片,侧面和底面一定要清洗干净。d待稀释液挥发后,开始涂胶水,胶水要100%覆盖止水条和管片的底部和侧面。先涂止水条,后涂管片,胶水用量要适宜。e胶水溶剂挥发以后,将密封垫装入槽内,粘结顺序为先短边后长边、从中间到角边。f最后用锤击打止水条,使其与管片粘结牢固。(3)弹性密封垫施工要求:为防止遇水膨胀橡胶条在施工前(或施工中)遇水(或遇潮)产生超前膨胀,应在其表面涂缓膨剂,特别是位于拱底的密封垫表面须涂缓膨剂三遍。
2、嵌缝防水(1)嵌缝范围:一般地段在隧道拱顶45°和下部90°范围内嵌填,以确保接触网上方的拱顶不滴水,拱底不漏泥沙。临近洞门的20环、变形缝环及特殊衬砌环前后各10环管片须整环嵌填,以加强相应部位的防水。(2)嵌缝材料:嵌缝材料要求与基础面的黏结性良好、材料性能稳定,通过充填嵌缝防水材料与基础面良好的黏结性能达到隧道密封防水的效果,一般地段拱顶、拱底和临近洞门的20环和特殊环前后各10环管片整环采用聚合物水泥。变形缝及特殊衬砌环环缝采用聚硫密封胶。(3)嵌缝防水施工要点:
a纵环缝清理
隧道内槽壁上的灰尘会使 PE 泡沫棒与管片基面之间会形成渗水路径,使得嵌缝失效。所以在嵌缝施工前必须对嵌缝槽内的泥沙和杂物进行清除,并用清水冲洗干净。
b堵漏
检查作业范围内的嵌缝槽有无冒水、滴漏、慢渗。主要采用注浆进行堵漏止水,保证在嵌缝施工前基面的干燥。隧道的渗漏水治理效果很大程度上取决于堵漏作业人员的经验。而缺少严格、正确的渗漏水调查也是堵漏失败的一大原因,这一点必须得到足够的重视,才能保证嵌缝施工的质量。
c基层处理
在管片拼装过程中,盾构管片的角部和边缘由于应力集中个别部位会出现碎裂的情况。出现上述情况后地下水就会管片裂缝处直接进入隧道,同时会造成钢筋的锈蚀,进而影响结构强度。在基层处理过程中对该部位必须将损坏的管片修复至原来的尺寸,确保隧道嵌缝的质量满足要求。
d嵌入PE泡沫棒
泡沫条根据环纵缝大小适用不同尺寸的泡沫条,在施工 PE 泡沫棒时,使用专用工具,将 PE泡沫棒达到预定深度并确保紧密服贴,严禁将 PE泡沫棒击断或是翘曲不服贴。嵌入的顺序为先环后纵。环缝中的 PE 泡沫棒应尽量减少接头,环纵缝相交处的十字接头需要加强处理,保证薄弱部位的施工质量。
e灌胶
将 A、B组份按比例取出倒在塑料混胶板上,用批刀来回循环批抹,到颜色均匀一致为止。将调制好的密封胶装入挤出***。利用挤出***将密封胶注射进嵌缝槽内并用腻子刀进行抹平修整,嵌填顺序宜为自下而上环向依次作业。
f成品保护
嵌缝后的成品保护尤为重要,刚成型的密封胶尚未完全硫化,若被破坏,将完全失去其作用,后果将十分严重,且修补难度很大。所以对成品嵌缝表面必须加以覆盖,尤其是底部。防止行人踩踏、机械或者尖锐物刺破,划伤等现象发生。
四、管片成品检漏试验引起隧道渗漏水的原因主要是管片拼装施工精度不够或违反操作规程造成的,从施工工艺看,具体可分为以下几类:①管片在制作时养护不合理,表面出现气孔和龟缩裂缝;管片在运输、拼装中受挤压、碰撞,缺边掉角;②遇水膨胀橡胶粘贴不牢,或下坡时过早浸水使膨胀止水效果降低;③管片拼装质量差,螺栓未拧紧,接缝张开过大;④手孔、螺栓孔、注浆孔等薄弱部位未加防水垫片,封孔施工质量差。
五、结语盾构防水施工是盾构法隧道中的重要环节,尤其该标段穿越地质情况复杂多次穿越复合地层,并伴随有特级曲线隧道,这使隧道的防水施工显得尤为重要,我们必须严格控制防水材料质量、前期防水施工及后期防水施工的质量。并且勤观察勤检测,根据不同的施工情况灵活调整,保证施工质量。
参考文献:
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