第五課(隧道防水技術(shù)1101)

盾構(gòu)法隧道施工培訓(xùn)隧道股份盾構(gòu)公司課程目錄第一課盾構(gòu)法隧道施工發(fā)展史第二課隧道軸線控制技術(shù)第三課管片拼裝技術(shù)第四課同步注漿技術(shù)第五課隧道防水技術(shù)第六課主要配套設(shè)備操作及用電第七課隧道施工安全生產(chǎn)第八課隧道測量技術(shù)第九課隧道施工總體籌劃第十課盾構(gòu)法施工對地層的影響和防治第十一課盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)及工程實(shí)例分析第十二課盾構(gòu)法隧道施工質(zhì)量通病及防治隧道防水技術(shù)◆盾構(gòu)法盾構(gòu)隧道防水技術(shù)綜述◆襯砌接縫防水◆圓形隧道與豎井的井接頭處理◆襯砌回填注漿◆注漿◆隧道防水施工與驗(yàn)收◆隧道防水注漿的勞動防護(hù)◆隧道注漿的各類設(shè)備及工具1、盾構(gòu)隧道防水技術(shù)綜述

防水效果的高低，仍是衡量地下工程的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，直接關(guān)系到地下工程中設(shè)備及結(jié)構(gòu)的腐蝕和老化。直接影響到地下工程的壽命和使用價(jià)值，直接關(guān)系到地下工程的成功和失敗。由于防水效果差，嚴(yán)重漏水，會使排水費(fèi)增加，維修費(fèi)用提高，使地下工程的使用成本增加，大大影響了經(jīng)濟(jì)效益。由于防水效果差，泥水流失，使地下工程沉陷，導(dǎo)致無法估量的損失。防水工作的重要性滲水點(diǎn)滲水點(diǎn)1）以防為主，以堵為輔。2）任何建筑物或地下工程的防水均以外防水的效果為好。（即迎水面防水）防水的總原則衡量地下工程技術(shù)水準(zhǔn)的一個(gè)重要指標(biāo)，就是工程的滲漏量。漏水量是劃分漏水程度的定量指標(biāo)。允許滲漏量與防水等級防水等級及標(biāo)準(zhǔn)防水等級標(biāo)準(zhǔn)一級不允許滲水，管片無濕跡二級不允許漏水，管片有少量、偶見的濕跡三級有少量漏水點(diǎn)，不得有線流和泥沙，每晝夜漏水量（0.5L/M2）四級有漏水點(diǎn)，不得有線流和漏泥沙，每晝夜漏水量（2L/M2）1）管片背側(cè)面的防水。通過盾構(gòu)隧道同步壁后注漿，再次注漿，在控制隧道沉降，改善襯砌受力狀況的同時(shí)起加強(qiáng)襯砌和盾尾間隙充填和防滲作用?；靥钭{的充填層是瞬凝料和塑性固結(jié)料。2）管片接縫面的防水處理。3）隧道嵌縫是接縫防水的又一道防線。盾構(gòu)隧道防水技術(shù)的

重點(diǎn)與基本原則2、襯砌接縫防水以橡膠為基材，制成特殊構(gòu)造形式斷面的密封墊。通常加工成框形，套裹在襯砌預(yù)留的密封槽內(nèi)，形成線狀防水。

接縫防水的首要防水－彈性密封墊彈性密封墊的主要材料品種分氯丁橡膠和遇水膨脹橡膠兩大類。前者完全依靠壓縮密封、彈性復(fù)元適應(yīng)變形防水，后者除了靠壓縮密封，更利用吸水性樹脂遇水膨脹，以水止水達(dá)到密封。彈性密封墊的幾種主要材質(zhì)與構(gòu)造形式管片橡膠止水帶襯砌接縫一旦密封，螺孔便成了漏水隱患，因而它也屬于接縫防水內(nèi)容。螺孔密封圈主要是橡膠密封圈，尤其是水膨脹橡膠圈。密封圈設(shè)在螺栓中間，但更多設(shè)在端部，襯砌螺孔通常形成錐形防止從墊片、螺帽、螺栓與螺孔砼之間隙滲漏。螺孔密封材料自粘性膩?zhàn)又饕煞诸悇e丁基橡膠乙丙橡膠氯丁橡膠填充劑石油樹脂石油瀝青增塑劑JN－7A801010122.5356065.5JN－7B801010107205037.53、圓形隧道與豎井的井接頭處理剛性接頭是將止水鋼板分別焊在井壁與襯砌（于井圈位置的）背面的預(yù)留鋼板上，整圈密封，再外澆砼環(huán)箍。柔性接頭是在襯砌與井之間用止水帶，柔性漿液注漿等柔性法處理接頭。

剛性接頭和柔性接頭的處理柔性接頭的處理步驟1）井接頭注漿2）拆除井口環(huán)管片3）與豎井搭接處防水處理4）制作柔性接頭砼環(huán)1020盾構(gòu)進(jìn)洞井接頭注漿示意圖已制作好的隧道井接頭4、襯砌回填注漿回填注漿是用適當(dāng)?shù)淖{材料，對盾構(gòu)盾尾的間隙和由掘進(jìn)產(chǎn)生的擾動范圍迅速填充，以防止地層下降并使作用于隧道的土壓力得以均布?；靥钭{材料應(yīng)充分回填到管片背部，形成一定厚度的充填層，以防止隧道偏心受壓，接縫張開而造成漏水，充填層本身也應(yīng)作為防水層起作用?；靥钭{的作用10181007盾構(gòu)推進(jìn)二次注漿及補(bǔ)壓漿示意圖1）對壓漿材料的要求和易性好，要求壓出的漿液在一段長時(shí)間內(nèi)有塑性。漿體凝固前能維持一定壓力，凝固后的強(qiáng)度需略高于原狀土體強(qiáng)度。漿液凝固體體積縮小，以減少地表變形。經(jīng)地下水稀釋后，材料不會分離。2）回填注漿材料一般的組成材料骨料、膠結(jié)料、填充料、潤滑料、外摻劑回填注漿材料的組成與種類5、注漿1）單液水泥漿注漿材料水泥注漿是通過一定的注漿壓力，使?jié){液在介質(zhì)中，發(fā)揮填充和水化作用，從而達(dá)到堵塞空隙、截?cái)嗨返哪康?。水泥作為注漿材料具有來源豐富、價(jià)格低廉、漿液結(jié)石強(qiáng)度高、抗?jié)B性能好、耐久性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。水泥強(qiáng)度等級一般不低于32.5Mpa。單液水泥漿是指用單液注漿系統(tǒng)進(jìn)行注漿的水泥漿液，這種單液水泥漿具有上述種種優(yōu)點(diǎn)。但是水泥漿液初、終凝時(shí)間長，膠凝時(shí)間不能準(zhǔn)確控制，漿液早期強(qiáng)度低，強(qiáng)度增長慢，易沉淀析水等，因此使用范圍受到一定的限制。適用于隧道井接頭注漿、隧道補(bǔ)壓漿等漿液凝結(jié)速度要求較慢的場合。

水泥類注漿單液漿液配比：（1M3）材料名稱水（T）水泥（T）穩(wěn)定劑（T）膨潤土（T）規(guī)格自來水普硅32.5級重量比0.480.60.0060.06注漿管路和球閥注漿設(shè)備2）雙液注漿（水泥、水玻璃）采用水泥－水玻璃注漿，能克服水泥單液注漿的弱點(diǎn)，如凝結(jié)時(shí)間長，時(shí)間不易控制，結(jié)石率低等。水玻璃即硅酸鈉溶液，是一種膠體溶液。水玻璃注漿就是將水玻璃溶液和膠凝劑同時(shí)灌入地層，混合后產(chǎn)生化學(xué)膠凝反應(yīng)，填充土（沙）中的空隙或巖石裂隙，生成固接體，以達(dá)到防滲堵漏或加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。由于水玻璃漿材貨源廣，價(jià)格低，凝膠強(qiáng)度高，凝膠時(shí)間可在瞬時(shí)至十分鐘內(nèi)變化，且對環(huán)境幾乎沒有污染，所以應(yīng)用范圍較為廣泛，如鐵道、建筑、煤炭、人防等領(lǐng)域。它是所有注漿材料中耗材量最多的一種。這種材料大量用于863盾構(gòu)隧道推進(jìn)過程中的防水堵漏項(xiàng)目施工。水玻璃溶液的主要物理參數(shù)有：模數(shù)、波美度和粘度等。作為注漿用的水玻璃，對模數(shù)m和濃度有一定的要求。

m＝SiO2克分子數(shù)/Na2O克分子數(shù)注漿時(shí)使用的水玻璃模數(shù)以2.4～3.4為宜，模數(shù)小，二氧化硅含量低，凝膠時(shí)間慢，結(jié)石體強(qiáng)度低；模數(shù)大，二氧化硅含量高，凝膠時(shí)間快，結(jié)石體強(qiáng)度高。當(dāng)采集的水玻璃模數(shù)不合要求時(shí)，宜在現(xiàn)場配置。模數(shù)大，可加入適量的氫氧化鈉，以降低模數(shù)增加波美度。模數(shù)小時(shí)，可加入適量的硅，以提高模數(shù)。

水玻璃的出廠濃度通常為50～56Be’（波美度），注漿時(shí)一般使用30～45Be’的水玻璃，因此注漿前必須稀釋或溶解水玻璃。

Be’＝145－145/dbdb－－水玻璃溶劑比重雙液漿適用于地下建筑的防滲漏處理，也可以用來處理大面積微量滲水的治理等需要快速處理及漿液凝結(jié)速度較快的場合。雙液漿液配比：（1M3）漿液配比A液B液材料名稱水（T）水泥（T）穩(wěn)定劑（T）膨潤土（T）水玻璃（T）規(guī)格自來水普硅32.5級波美度為35度重量比0.480.60.0060.060.27注漿初期，孔的吸漿量大，采用水泥－水玻璃雙液注漿，縮短凝結(jié)時(shí)間，控制擴(kuò)散范圍，以降低材料消耗和提高堵水效果。當(dāng)注漿壓力和進(jìn)漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，則可停止注漿。1）油溶性聚氨酯注漿材料聚氨酯注漿材料，其主要成分是以多異氫酸酯與氫氧基化合物（聚酯、聚醚）作用生成的聚氨基甲酸酯，通常稱為預(yù)聚體。預(yù)聚體再與增塑劑、溶劑、催化劑、表面活性劑、泡沫穩(wěn)定劑、填充劑等配制成的一種高分子注漿材料。特點(diǎn)：遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而放出氣體，使材料發(fā)泡膨脹，形成二次滲漏，滲入構(gòu)筑物或地基裂隙中形成不透水的凝膠物質(zhì)，最終硬固物的容積大、強(qiáng)度高、抗?jié)B性好。聚氨酯漿液的主劑是多異氰酸酯與聚醚制成的預(yù)聚體，它不遇水不反應(yīng)，穩(wěn)定性良好。適用于大流量涌水、搶險(xiǎn)等?；瘜W(xué)注漿聚氨脂漿液配方材料名稱規(guī)格各組分作用漿液型號（g)233330850630預(yù)聚體主劑3300100015001730PAPI工業(yè)品補(bǔ)加組分--500580聚醚樹脂工業(yè)品補(bǔ)加組分--500580三乙胺試劑促進(jìn)劑10875二月酸硅二丁基錫工業(yè)品促進(jìn)劑-455發(fā)泡靈工業(yè)品表面活性劑310415某隧道進(jìn)洞處在鑿除洞門時(shí)，上部發(fā)生漏水。漏水可能是地墻與加固體夾縫或盾殼與加固體間隙流入。為了確保加固區(qū)與盾殼接觸緊密，隔斷盾構(gòu)與加固體的滲水通道。在盾構(gòu)盾殼內(nèi)近洞門3M處沿圓周均布開了6只孔注油溶性聚氨酯,上部兩孔各100KG，余下四孔各50公斤。某隧道進(jìn)洞洞門滲漏水情況油溶性聚氨脂注漿示意圖524361為了確保加固區(qū)與盾殼接觸緊密，隔斷盾構(gòu)與加固體的滲水通道。在盾構(gòu)盾殼內(nèi)近洞門3M處沿圓周均布開了6只孔注油溶性聚氨酯。3米2）水溶性聚氨酯注漿材料特點(diǎn)：固接體具有一定彈性，便于清理。它與水接觸后可以快速膨脹，形成柔彈性閉孔聚氨脂固接物，可以抵擋熱循環(huán)變化，頻繁的裂縫張縮。

隧道內(nèi)堵漏移動車架堵漏移動車架平臺管片滲漏點(diǎn)滲漏點(diǎn)注漿處理滲漏點(diǎn)處理完畢滲漏點(diǎn)處理完畢3）丙烯酸鹽注漿材料在地層中發(fā)生聚合反應(yīng)，生成具有一定彈性，不溶于水的高分子聚合體，起到堵水或加固地層的作用。丙稀酸鹽注漿材料，其固接物為具有回彈力的彈性凝膠漿液，粘度最低，滲透性最好，膠凝時(shí)間能準(zhǔn)確控制的漿材，是一種比較實(shí)用的防滲堵漏材料。適用于能適量變形的裂縫等。丙凝漿液材料組成組別材料名稱作用狀態(tài)性質(zhì)配合比用量范圍(%)甲組丙烯酰胺主劑白色結(jié)晶易溶于水，吸濕，在空氣中易聚合，有毒5～20甲亞基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑白色粉末有毒0.3～0.7三乙醇胺促進(jìn)劑無色油狀液體易溶于水，在空氣中吸收CO20.5～2.0硫酸亞鐵強(qiáng)促進(jìn)劑藍(lán)綠色結(jié)晶易吸潮，氧化成高價(jià)鐵0.02～0.1鐵氰化鉀緩凝劑紅色結(jié)晶易吸潮，氧化成高價(jià)鐵（有毒）0.02～0.1乙組過硫酸胺引發(fā)劑白色結(jié)晶易吸濕，易分解0.5～2.04）環(huán)氧樹脂注漿材料環(huán)氧樹脂作為注漿材料，始于1962年，美國用環(huán)氧樹脂對砼裂縫進(jìn)行修復(fù)，取得了較好的效果。隨之各國對這種灌漿材料展開了研究，這種漿材的應(yīng)用范圍越來越廣。從單一的砼裂縫補(bǔ)強(qiáng)，發(fā)展到基巖斷層破碎帶及泥化夾層的灌漿處理，以及軟弱基礎(chǔ)的穩(wěn)定補(bǔ)強(qiáng)等用途。這種材料在我國注漿工作中也得到了廣泛的應(yīng)用。適用于干燥或潮濕環(huán)境中的砼或超細(xì)裂縫的結(jié)構(gòu)粘結(jié)，封閉多孔的低密度砼。隧道推進(jìn)中由于地質(zhì)條件及盾構(gòu)操作等原因造成推進(jìn)軸線超標(biāo)即拋高或超沉及偏移，由此造成隧道軸線不達(dá)標(biāo)，為此可采用以下幾種方法加以補(bǔ)救。⑴抬高注漿由于各類原因造成隧道超沉，隧道軸線不達(dá)標(biāo)，可以采取隧道內(nèi)抬高注漿的施工方法。利用隧道底部管片注漿孔或埋設(shè)新注漿孔實(shí)施補(bǔ)壓漿，逐步抬高隧道，促使隧道軸線達(dá)標(biāo)。定向注漿隧道抬高注漿示意圖

⑵側(cè)向注漿由于各類原因造成隧道平面偏移，隧道軸線不達(dá)標(biāo)，可以采取隧道內(nèi)單側(cè)注漿的施工方法，利用隧道單側(cè)管片注漿孔埋設(shè)新注漿孔實(shí)施補(bǔ)壓漿，同時(shí)另一管片注漿孔沖水放泥，逐步使隧道反向位移，最終使隧道軸線達(dá)標(biāo)。隧道側(cè)向注漿示意圖⑶壓低注漿由于各類原因造成隧道拋高，隧道軸線不達(dá)標(biāo)，可以采取隧道內(nèi)壓低注漿的施工方法，利用隧道上部管片注漿孔埋設(shè)新注漿孔實(shí)施補(bǔ)壓漿，同時(shí)底部管片注漿孔沖水放泥，逐步壓低隧道，促使隧道軸線達(dá)標(biāo)。隧道壓低注漿示意圖⑷抬升力的計(jì)算及注意事項(xiàng)A抬升力計(jì)算需要考慮隧道上部土壓力、隧道糾偏段重力、隧道位移摩擦力等因素。B測量數(shù)據(jù)的綜合分析與監(jiān)測糾偏注漿的同時(shí)，要在地面、周邊管線及建筑物、隧道內(nèi)布置監(jiān)控點(diǎn)，按時(shí)監(jiān)測地面、周邊管線及建筑物的沉降，隧道偏移量及隧道收斂度等相關(guān)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)注漿施工，及時(shí)調(diào)整注漿壓力和注漿量。C漿液的選用及配合比側(cè)向注漿分成帷幕注漿和頂升注漿兩部分，帷幕注漿宜選用單液漿，頂伸注漿宜選用惰性漿液。惰性漿液配比：（1M3）抬高注漿和壓低注漿宜選用單液漿，單液漿配比同上。然而漿液的選用仍需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況再作決定，并非固定模式。主要材料名稱水泥（T）粉煤灰（T）水（T）膨潤土（T）重量0.150.60.50.026、隧道防水施工與驗(yàn)收隧道防水中的重要環(huán)節(jié)是防水施工，搞好防水施工的基本要點(diǎn)如下。1）根據(jù)地下工程防水施工作業(yè)的特點(diǎn)，必須由經(jīng)資格審查合格的專業(yè)防水施工隊(duì)進(jìn)行施工，作業(yè)人員應(yīng)持有由當(dāng)?shù)亟ㄎJ(rèn)可的培訓(xùn)部門頒發(fā)的上崗證。2）防水施工應(yīng)與其它施工（即襯砌裝卸堆放、成環(huán)拼裝、盾構(gòu)推進(jìn)、回填注漿等）配合，既共同保證防水效果，又合作確保盾構(gòu)隧道施工質(zhì)量。3）防水施工中所用材料、制品等品種、規(guī)格、材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。4）對防水施工質(zhì)量的檢測，應(yīng)通過施工驗(yàn)收進(jìn)行。其基本要?jiǎng)t是：A防水施