盾构隧道渗漏分析及控制
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【摘要】盾构施工越来越多地运用于城市地铁施工，盾构成型隧道渗漏问题往往带来很多困扰，本文根据实际施工经验，对盾构隧道渗漏原因进行分析，并针对实际问题分析出相应控制要点。
【关键词】盾构 渗漏 管片 注浆 控制
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
一、渗漏原因分析
1、理论分析
盾构隧道的防水工作主要依赖于管片（结构本身）和壁后注浆两方面完成：
1）管片方面：
（1)管片混凝土:合理的混凝土参数，就可以保证结构本身较好的抗渗能力。
（2)管片的制作精度:采用高精度钢模来提高管片精度是很重要的环节。如果管片制作精度差,将会导致管片接缝不密贴而出现较大的原始缝隙,此时如果接缝防水材料的弹性变形量不能适应缝隙要求就会出现漏水。
（3）管片的接缝防水：
通常接缝防水是使用密封材料，施工中这些防水材料很容易被外界的疏忽破坏，因此为渗漏留下隐患。
2）壁后注浆防水
壁后注浆实施的好与坏,直接影响到隧道的施工质量,这已被工程实际所证实。虽然它主要用来控制地面沉降,但客观上是隧道防水的第一道防水防线。
2、 施工实践经验分析
根据以往施工现场情况，管片渗漏水主要集中在管片的纵缝环缝、管片破损部位以及管片螺栓孔、吊装孔等部位，而管片本身完整的情况下很少发现有渗漏现象，这说明管片自身的混凝土抗渗质量比较容易控制，而管片的接缝处防水材料粘贴往往出现不合格或容易遭到破坏。管片螺栓孔和吊装孔部位的渗漏很显然是这两处的防水措施没有很好地起到效果。
综合上面所述，渗漏原因主要有：
1）管片破损，2）防水材料损坏3）注浆效果不佳。
二、薄弱环节分析及预防措施
1、管片破损原因分析及预防措施
1）原因分析
造成管片破碎有多种原因，根据实战分析主要有以下几种：
（1）管片质量
运到现场的管片本身存在质量问题，如管片的保护层过厚、管片养护时间不足、管片裂缝较多、管片修补部位强度没有达到设计要求等，
（2）搬运和堆放时造成的破碎
在搬运、堆放过程中的碰磕，经常导致在碰磕位置处产生小块破裂。
（3）管片拼装操作
A、拼装时，由于管片环面之间及相邻两块管片间接触面达不到理想的平行状态，使得衬砌角部先受力而产生应力集中，导致管片角部破碎。
B、封顶块安装时，由于两邻接块间的间隙太小，封顶块不得不强行顶入，导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎。或未按设计要求在其两侧涂刷剂，亦会导致管片破碎，破碎部位常发生在邻接块上部及封顶块两侧。
C、前一环环面不平整，块与块间有错位，导致下一环管片拼装时易产生破碎。
D、拼装时为抢进度，管片就位速度过快而产生碰磕，以及存在管片错缝时，易引起管片边角的破碎。
（4）在隧道施工过程中，为控制好隧道轴线，必须逐环测量盾构姿态和管片姿态，根据测量资料及时调整各项推进参数。当管片与盾构保持同心，管片法面与盾构机推进方向基本垂直时，管片破碎较少。在实际施工过程中，管片与盾构机的相对关系常常不能保持理想状态，管片就容易破碎。
（5）盾构推进时管片受力不均匀
盾构推进力通过油泵衬垫传递到管片上，油泵衬垫与管片接触部位是压力集中区。如果衬垫面不平整或者衬垫面与管片环面存在夹角，也容易造成管片破碎。
2）针对性措施
管片破碎常常是以上一种或一种以上因素综合作用的结果，经过仔细分析再采取针对性措施进行处理，可以减少管片破碎现象的发生；
对进入施工现场的管片，应逐块进行检查。施工期间，施工单位可设专人对进场管片进行检查，合格后报于监理进行核查，合格后方可卸车。通过多层严格把关，控制进场管片质量。同时质检员或监理每天对现场管片进行抽检，若发现的管片质量问题，由质检员及时向生产厂家反馈，督促生产厂家改进生产工艺，提高管片质量。
（2）搬运堆放时的针对性措施
在搬运过程中轻吊慢放，着地时要平稳；堆放时不宜超过3层，并正确摆放垫木。选、摆放好垫木，在管片车上管片搁置部位设置橡胶条，以起到缓冲作用。
（3）管片拼装时的针对性措施
拼装前，先测量前一环各管片之间的相互高差，包括环向和径向。根据实测数据，调整已粘贴好的纠偏锲子，以保证拼装后环面的平整度。
拼装前还需要清理前一环管片上的泥块及浆液，保证环面清洁、无夹泥。
拼装时保证衬砌环圆度，块与块不错位。
封顶块安装前，实测并确保顶部两邻接块间间距，并通过推进油泵的伸缩来调整好邻接块间的间距，以便顺利安装封顶块。
（4）推进时的针对性措施
推进前检查各油泵衬垫的完好情况，发现有破损的及时调换，同时应仔细观察衬垫与管片环面的吻合程度，对不吻合处可增设石棉或橡胶锲子来调整。
在盾构推进时，及时根据设计要求、盾构穿越土层的变化、上部载荷情况以及测量资料来调整各项施工参数，将盾构姿态严格控制在设计允许偏差范围之内。同时，结合隧道衬砌的实际情况，在不超出偏差范围的情况下，对盾构姿态作适当调整，使盾构机与管片尽可能处于同心状态。
2、防水材料损坏原因分析及预防
1）管片防水的损坏多是由于施工中操作的不注意人为造成。
（1）止水条粘贴不牢，管片运输和安装过程中止水条脱落会造成防水破坏。
（2）遇水膨胀止水胶圈过早浸水膨胀造成的防水效果降低。
（3）管片拼装过程中，仰拱部位由于清理不及时，管片缝隙之间有渣土造成管片之间挤压破坏防水从而产生渗水现象。
（4）管片拼装质量差，管片错台过大造成管片止水条失效，产生管片缝隙之间漏水。
（5）螺栓孔、吊装孔等部位未加防水垫(圈)或垫(圈)未压紧；
（6）在同步注浆和补压浆结束后，吊装孔无法清理干净、吊装孔闷头拧不紧造成注浆孔渗水。
（7）管片拼装过程中，吊装孔受集中冲击动载，塑料丝口容易造成螺牙变形或损坏，使吊装孔渗水。
2）对于防水材料的损坏，需要在施工中进行控制：
（1）.防水材料每批进场必须在监理见证的情况下，由实验员随机取样进行试验，合格后方可使用。防水材料的存放应该通风，严禁暴晒或者潮湿，材料出库要检查质量，不合格或变质的材料严禁使用。
（2）防水材料的粘贴时首先必须用干抹布清理粘贴区域，然后在管片与防水材料表面各刷一层胶，待5-10分钟后粘贴，并用橡胶锤敲打至粘贴紧密。保证止水条等防水材料的粘贴精度和质量。
（3）管片的运输和安装过程别注意对防水材料的保护，防止破损。
（4）螺栓孔内必须加垫防水胶圈。
3、注浆的控制
管片后的注浆作为防水工作的第一道防线，也起到一定的作用，所以不论在特殊地段还是一般地段，对其控制都不能怠慢。因此需要做好同步注浆的控制:
（1）注浆前进行详细的浆液配比试验，选定合适的注浆材料及浆液配比，保证所选浆液配比、强度、耐久性等物理力学指标符合设计施工要求。
（2）制订详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析注浆效果，反馈指导下次注浆。
（3）根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正注浆参数设计和施工方法，发现情况及时解决。
（4）做好注浆孔的的密封，保证其不渗漏水。
（5）做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，保证注浆作业顺利连续不间断进行。
（6）当注浆量突然增大时要检查是否发生了泄漏或注入掌子面，若发生这些现象则立即停止注浆，妥善处理后再继续注入；
（7）注浆过程中要做好注浆记录。包括注浆时间、注浆压力（变化）、注浆量、注浆过程中出现的问题及解决方法等。