盾构工程渗水原因分析及对应措施研究

盾构工程渗水原因分析及对应措施研究

程晓永

中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司

摘要：盾构工程是隧道工程施工的重要构成，但在开展盾构工程过程中容易出现渗水问题，导致盾构工程的质量安全存在隐患，若要排除隐患，需要对盾构工程出现渗水的原因进行分析，并制定相应的措施，从而使盾构工程渗水问题得到有效规避，保证盾构工程施工的质量及安全性。本文从实际案例出发，对盾构工程渗水的原因进行分析，并制定相应的措施，已解决实际渗水问题。

关键词：盾构工程；渗水问题；原因分析；对应措施

随着我国经济的不断发展，隧道工程的数量及规模逐渐增加，隧道工程开展中经常会采用盾构法施工，但在开展盾构工程时，容易发生渗漏水问题，不仅对隧道结构的质量和使用寿命产生影响，而且还容易形成一定的安全隐患^[1]，开展盾构工程渗水的防治工作已势在必行，但在开展盾构工程渗水防治工作之前需要对渗水的原因进行综合分析，从而有针对性的将渗水问题予以解决，因此，本文重点对盾构工程渗水原因进行分析，并制定对应措施来解决渗水问题。

1. 工程概况

国内某盾构隧道工程使用管片衬砌的方式施工，管片属于钢混结构，管片共计6块，其中3块为标准块，2块为邻接块，1块为封顶块，其厚度通常可达到300mm，混凝土强度等级为C50、S12，钢筋型号为HRB335、HPB235，各块间使用螺栓进行连接，螺栓型号为M24，每环纵缝使用螺栓共计12根，每个环缝使用的螺栓共计10根。在施工中，排除混凝土结构自身问题，该盾构工程容易受地层水压作用力的影响，管片间拼缝易发生渗水问题，具体渗水原因需要进一步分析，并且还需要采取有效的措施对渗水问题进行防治。

2.渗水原因分析

该盾构隧道工程之所以存在渗水问题，是各方面因素综合所致，具体的渗水原因可总结以下几点：

（1）防水材料原因：在选择防水材料时，可能会因止水条的安装和选择不当，或者是止水条粘贴时间存在不足等。

（2）管片原因：管片在生产的过程中，因原材料质控不严格、混凝土在振捣时不够密实，从而造成蜂窝麻面问题出现，又或是混凝土浇筑完成后，因养护工作不足导致开裂问题，均会造成管片质量存在问题。

（3）验收原因：管片进场时，未能够严格按照质量检验标准进行验收，或者是管片在转运时没有严格按照特定的流程进行规范化操作，导致崩裂掉块、边角坏损以及止水条脱落等一系列问题出现。

（4）管片拼装原因：管片拼装时未能够严格依照操作流程进行拼装，造成管片受到碰撞或者是止水条受到侧压，特别是本项目使用的封顶块容易受两侧块体产生的挤压作用影响，造成止水条出现脱落变形；管片拼装时因过于困难，造成错台问题出现，从而造成后期阶段管片之间产生挤压作用，进而造成管片出现开裂、掉块、滑移、变形等问题^[2]，又或是管片连接的螺栓未能拧紧，造成松动问题出现，均会导致渗水问题发生。

（5）辅助工作原因：在开展注浆工作时，因注浆孔未能有效封堵，以及结构同管片将采取的措施不够合理等因素，均会造成渗水问题出现。

3.盾构工程渗水问题的应对措施

3.1管片渗漏水问题的处理措施

当管片出现大量渗漏水时，应该使用水玻璃与水泥注浆，水灰比应控制为1:1，水泥与水玻璃的体积比应该控制在1:0.3~1:1之间，当水玻璃的使用量逐渐减少的情况下，注浆的凝结时间会随之缩短，当两者的体积比控制在1:0.4~0.6之间时，注浆后的抗压强度能够达到最大值，实际操作时应该根据具体的情况作出适当调整。当水泥与水玻璃体积比为1:1时，伴随水灰比逐渐减小，注浆后的抗压强度将会逐渐增加，所以在注浆的过程中，应将注浆压力保持在0.6MPa之内，且要保证注浆的饱满度。

3.2管片拼缝渗水处理措施

首先，应该对渗水点进行查找，将处理部位事先确定，这一步骤非常关键，因盾构工程与其他工程相比，在结构形式方面存在较大的差异，导致渗水点的确定难度较大，若仅通过表面观察难以发现渗水点，所以需要先将管片拼缝位置渗漏水擦拭干净，认真观察具体渗漏水情况，以确定渗漏点位置；其次，对已经确定的渗水处，应在渗漏水位置向两侧各延伸一定范围，以确保渗漏水不会向两侧扩散，并在其两端还应该设置终止孔，终止孔的深度应该达到止水条位置，同时还应该对终止孔进行清洗，两终止孔之间的范围应该使用速凝水泥进行封堵，封堵过程中要保证密实度，保证注浆过程中不会出现漏浆问题，封堵示意图见图1所示；再次，需要在封堵范围内埋置注浆管，注浆管材质为铝，孔深达到5.0~8.0cm，孔径达到0.8cm，孔距需要达到35~40cm，埋管使用速凝水泥进行嵌缝，填压时要保证其密实度和表面的平整度，还要将原来的拼缝凹槽露出，确保管片质量及外观效果；第四，对渗水范围进行确定，然后使用快干水泥进行嵌缝处理，使用钢丝刷将拼缝中滞留的泥垢和浮尘清理干净，从而保证水泥能够将管片进行密实的粘连，以免渗水问题发生；第五，凝固后应该使用柔性环氧树脂注浆，注浆时应保证其压力能够达到0.3~0.4MPa，当压力达到预定值后需要将注浆管封闭等待凝固，注浆管封闭待凝12h之后，需要检查孔口，若孔口处的浆液饱满度有所缺乏，则应该再次注浆或者是重复注浆，直至注浆质量达到标准为止，注浆过程中还要保证饰面保护工作，若出现漏浆，则应该对其及时处理，以免管片受到污染；最后，待凝时间达到5d后，需要对缝面进行修饰，直至封堵不渗水为止。

图1渗水处封堵示意图

3.3原注浆孔渗水问题的处理措施

如果发生大量渗水，则应该先进性双液浆注浆，直至基本封住明水为止；然后需要对注浆孔进行清理，保证注浆孔内部不会出现颗粒物以及泥垢；沿着孔壁完成柔性环氧树脂涂刷工作，保证涂刷均匀，并且还要保证不露白，之所以使用柔性环氧树脂，主要是因为该材料与水存在较强的润湿性以及亲和力，能够有效提升粘结效果，完成上述操作后还需进行埋管，同时需要使用速凝水泥进行封管，封管时要保证压贴平整密实，确保不会出现渗漏问题。初凝后还应该将柔性环氧树脂注入其中，注浆压力须控制在0.3~0.5MPa，要进行重复注浆，确保孔口饱满，待凝3~5d后进行拆管，拆管后需要开展饰面修复工作。

3.4螺栓孔渗水处理措施

首先需要沿着螺栓的实际位置开槽，所开槽为环形槽，槽的规格为4cm*4cm，保证槽内不会出现浮尘和泥垢，然后将浓缩剂涂于槽内，该浓缩剂需要混合干净水，涂刷体积比应该为5:2，喷涂体积比应该为5:3，完成浓缩剂涂刷后，需要压入封堵剂，保证压贴的密实度和平整性。

3.5管片裂缝渗水处理措施

首先，需要沿着裂缝渗水位置开“V”槽，该槽深度及宽度均为2~3cm，沿着裂缝开骑缝孔，各孔之间的距离为40cm，孔深达到8~10cm，孔径可达10cm，然后需要对孔进行清理，保证槽缝以及孔内不会出现碎渣和泥垢；其次，在孔内设置注浆管，注浆管管径为0.8cm，管长为15cm，使用速凝水泥进行埋管和嵌缝，保证嵌入的密实性、均匀性以及平整度，不要出现渗漏问题；再次，将柔性环氧树脂依次注入到A、B、C、D四个孔之中（见图2），A孔注入时，B孔属排气孔，当B孔冒浆时，A孔闭管，B孔注入时，C孔属排气孔，C孔冒浆时，B孔闭管，以此类推，当D孔注入时，首次注浆压力应该控制为0.3MPa，第二次注浆时压力应该控制为0.5MPa，采取逐级升压的方法进行灌注，不注浆后应将注浆管封闭等待凝固；最后，待凝12h后应该检查孔口管，若孔口管的浆液未达到饱满程度时，应该继续注浆，直至注浆饱满为止，从而使注浆质量得到保证，注浆后4d将注浆管拆除，拆除后还需要进行饰面处理。

图2管片裂缝封堵示意图

4.结束语

综上所述，盾构工程施工中容易出现渗水问题，本文结合实际案例对渗水的原因进行了分析，并制定了针对性解决措施，通过将这些措施予以落实，能够有效实现盾构工程渗水问题的防治，从而使工程的质量以及安全性得到保证，更加能够提升该工程的使用寿命，从而实现综合效益的提升。

参考文献

1. 林炫宇. 地铁盾构隧道渗漏水的控制策略探讨[J]. 交通科技与管理, 2021(25):111-112.

2. 鲁聪, 李涛, 袁盛杰. 运营期水下盾构隧道渗漏水成因及处治措施[J]. 工程建设, 2021, 53(10):44-49.