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盾構隧道防水堵漏技術

[11-20 17:26:41]   來源:http://www.laecpy.live  施工技術   閱讀:8653

概要:1 國內外隧道建設及防水情況國內外已建成大量地鐵、隧道,逐步形成了較成熟的結構設計計算理論與工程實踐體系,但是在隧道及地下工程的防水方面認識則相對落后。地鐵不可避免地要經過含水量較高的地層(如上海地鐵所處地層大多為飽和含水軟粘土層),所以必將受到地下水的有害作用。如果沒有可靠的防水、堵漏措施,地下水就會侵入隧道,影響其內部結構與附屬管線,乃至危害到地鐵的運營和降低隧道使用壽命。盾構隧道滲漏水的位置是管片的接縫、管片自身小裂縫、注漿孔和手孔等。其中以管片接縫處為防水重點。通常接縫防水的對策是使用密封材料,以西德為代表的歐洲方面,采用非膨脹合成橡膠,靠彈性壓密,以接觸面壓應力來止水,以耐久性與止水性見長。德國PHOENIX公司提供的隧道襯砌合成橡膠墊就是其中較典型的形式,其工作機理如圖1所示。以日本為代表的方面,則采用水膨脹橡膠,靠其遇水膨脹后的膨脹壓止水。它的特點是可使密封材料變薄、施工方便,但耐久性尚待驗證。國內主要采用水膨脹橡膠,并已開始研究開發水膨脹類材料與密封墊兩者的復合型。2 盾構法隧道的防水設計方法防水方法包括結構自

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  1 國內外隧道建設及防水情況國內外已建成大量地鐵、隧道,逐步形成了較成熟的結構設計計算理論與工程實踐體系,但是在隧道及地下工程的防水方面認識則相對落后。地鐵不可避免地要經過含水量較高的地層(如上海地鐵所處地層大多為飽和含水軟粘土層),所以必將受到地下水的有害作用。如果沒有可靠的防水、堵漏措施,地下水就會侵入隧道,影響其內部結構與附屬管線,乃至危害到地鐵的運營和降低隧道使用壽命。盾構隧道滲漏水的位置是管片的接縫、管片自身小裂縫、注漿孔和手孔等。其中以管片接縫處為防水重點。通常接縫防水的對策是使用密封材料,以西德為代表的歐洲方面,采用非膨脹合成橡膠,靠彈性壓密,以接觸面壓應力來止水,以耐久性與止水性見長。德國PHOENIX公司提供的隧道襯砌合成橡膠墊就是其中較典型的形式,其工作機理如圖1所示。以日本為代表的方面,則采用水膨脹橡膠,靠其遇水膨脹后的膨脹壓止水。它的特點是可使密封材料變薄、施工方便,但耐久性尚待驗證。國內主要采用水膨脹橡膠,并已開始研究開發水膨脹類材料與密封墊兩者的復合型。

  2 盾構法隧道的防水設計方法防水方法包括結構自防水和其它附屬措施,如管片外防水涂層、管片接縫防水、做二次襯砌等。

  2.1 管片結構的自防水結構自防水是首選的防水措施,主要方法為管片材料采用防水混凝土。地鐵結構物一般用普通防水混凝土,而盾構隧道襯砌由預制管片拼裝而成,多用外加劑防水混凝土,抗滲可達S12以上,滲透系數K<10-11cm/s.

  2. 2 管片外防水涂層管片外防水涂層需根據管片材質而定,凡有較深裂紋的管片一般都要增加外防水涂層。對鋼筋混凝土管片而言,一般要求:①涂層應能在盾尾密封鋼絲刷與鋼板的擠壓摩擦下仍保持完好;②當管片弧面的裂縫寬度達0.3mm時,仍能抗0.6MPa的水壓,長期不滲漏;③涂層應具有防迷流的功能,其體積電阻率、表面電阻率要高;④涂層應具有良好的抗化學腐蝕、抗微生物侵蝕能力和足夠的耐久性;⑤涂層要有良好的施工季節適應性,施工簡便,成本低廉。但應指出,若管片制作質量高,采用抗侵蝕水泥,不做外防水層也是可以的。

  2.3 管片接縫防水管片接縫防水包括彈性密封墊防水、嵌縫防水和向接縫內注入聚氨酯藥液等。下面介紹可靠性高的彈性密封墊防水的各種要求: (1)功能要求 ①短期防水要求密封材料因壓縮產生的接觸面應力大于設計水壓力;②長期防水要求接觸面應力不小于設計水壓力;③密封墊在設計水壓力下允許張開值應滿足下式: δ≤BD/(ρmin—0.5D)十δ。十 δs 式中:δ——環縫中彈性防水密封墊在設計水壓力下允許的縫張開值(mm); ρmin——隧道縱向撓曲的最小曲率半徑(mm); D——襯砌外徑 (mm); B——管片寬度(mm); δ。——生產、施工中可能產生的環縫間隙(mm); δs——鄰近建筑物引起的接縫張開值(mm)。 (2)耐久性要求 包括防水功能耐久性、耐水性、耐動力疲勞性、耐干濕疲勞性、耐化學腐蝕性等。 (3)密封材料種類 可分為單一材料的、合成材料的及水膨脹的。現多采用水膨脹橡膠。它大大改善了盾構法隧道的防水性,是今后的發展方向。在設計時必須根據實際情況確定合適的膨脹倍率、膨脹時間及環境可能造成的影響。

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