盾构隧道渗漏原因分析及措施

罗宇勤，黄江华，马亚兵

（浙江华东工程安全技术有限公司，杭州 310000）

1 引言

管片渗漏现象会对盾构隧道施工产生很大影响，这是地铁隧道施工质量的重要判断依据，是施工遇到的重大技术难题[1-3]。管片渗漏形式主要有：管片环缝渗漏、管片纵缝渗漏、管片螺栓孔渗漏、管片拼装孔渗漏、管片裂缝处渗漏和管片破损处渗漏等[4]。

2 盾构施工中管片渗漏原因分析

引起管片渗漏的原因有很多，笔者根据多年现场实践经验，统计富水砂层地质条件下盾构隧道管片渗水情况，采用因果分析法进行分析，较为常见的主要有以下几种。

2.1 姿态控制不合理引起盾尾间隙过小

推进过程中在调整盾构姿态时出现急纠猛纠现象，导致盾构机的实际轨迹和管片的线形不一致，从而使得盾尾间隙不对称，盾尾间隙小的一侧会使管片受挤压而产生错台破损或者因受力不均出现裂缝，在破损或裂缝处出现渗漏情况。

2.2 拼装过程中忽视拼装质量

作业人员为追求施工进度，管片未调整到位就伸出油缸顶管片，导致管片错台甚至破损；管片螺栓紧固不到位，造成防水条挤压力不足，进而导致防水失效出现渗水；拼装过程止水条出现严重错位，防水效果遭到严重破坏。

2.3 同步注浆不饱满或者盾尾出现严重漏浆现象

同步注浆不饱满或漏浆太多，导致管片外侧出现较大空隙，地下水顺势流入填充，为形成渗水通道提供有利条件；若密封条贴合不严实，在密封薄弱处就容易产生渗漏现象。

2.4 盾尾变形较大

盾尾变形过大，易出现盾尾间隙分布不均匀，进而对管片安装造成一定影响，管片成型后椭圆度过大进而影响下一环管片拼装，出现管片错台，也会因管片相互挤压出现管片破损引起渗漏水现象。

2.5 管片自身质量问题

设置密封垫的沟槽部位混凝土不密实有气泡、裂纹等缺陷，拼装时容易出现破损，导致密封垫失效发生渗漏现象。

2.6 盾构推进中推力不均匀

管片受力过大且不均匀容易产生裂纹、贯穿性断裂和错台等风险，导致管片渗漏，特别是在小半径曲线段掘进时，管片受力小的一侧千斤顶作用力过小达不到止水条所需的挤压力，容易因为止水条挤压不实影响防水效果，出现管片接缝渗漏。

2.7 螺栓防水密封垫使用不规范

螺栓防水密封垫遇水膨胀，施工中发现经常使用已失效或者已破损的防水密封垫，甚至不使用密封垫，使得密封垫起不到应有的防水作用，在螺栓孔处容易出现渗漏。

2.8 盾构前进反力不足

在盾构始发与接收阶段，因盾构前进阻力所提供的反力远小于管片止水胶条所需的挤压力，使得管片止水胶条挤压不实，影响止水条的防水效果，造成管片接缝渗漏水。

3 控制措施

3.1 合理的调整盾构机姿态

随时关注盾构机的姿态以及掌握盾构机和管片之间的相对位置，合理地调整推进油缸压力，使盾构机的实际轨迹和设计轴线尽量同步，在曲线段纠偏做到“勤纠、缓纠”，正确选择管片类型和拼装点位，保证合适均匀的盾尾间隙，使盾构机趋势和管片趋势一致，以盾尾间隙控制为主，线形控制为辅，防止因盾尾间隙过小出现盾尾磨损管片和管片错台现象，从而导致管片渗漏。

3.2 严格控制管片拼装质量

管片拼装之前必须把盾尾拼装区域内的杂物清理干净，管片拼装应遵循由下至上、左右交叉的顺序，保证管片位置和前一环管片平顺；拼装完成后及时紧固管片螺栓，待管片脱出盾尾时加强螺栓复紧，保证成型管片在有关规范要求的椭圆度、错台标准内，保证管片安装质量满足规范要求。

3.3 提高同步注浆质量

根据不同地层、隧道埋深选择合理的注浆方量，加强浆液的配比质量控制，在推进过程中密切关注注浆压力，合理调节注浆速度，并注意关注盾尾漏浆情况，使注浆量、注浆速度、注浆压力和推进速度形成最佳的匹配，当盾尾漏浆严重时需选用高质量盾尾油脂，并及时进行二次补浆，保证管片背后有足够的浆液注入。

3.4 加强盾构机圆度检测

盾构机每完成一个区间施工都要进行盾尾圆度检测，保证盾尾变形在施工允许范围之内，当出现盾尾变形超过规范要求时，及时对盾尾圆度进行矫正以达到施工要求。

3.5 加强管片和止水条出厂验收和进场验收

安排专人驻厂质量把关管片的生产过程，严格把控管片生产质量，发现质量缺陷时应禁止出厂；施工单位对进场的管片和止水条要严格把关，会同监理共同验收，同时注意运输吊装过程中对管片的保护。

3.6 加强掘进过程中的推力控制

盾构机的前进靠千斤顶的顶推实现，方向控制则由各组千斤顶的油压差来实现，推进过程严禁急纠猛纠，避免因压差过大造成管片受力不均匀而产生裂纹、破损，在曲线段掘进时，一方面应合理控制油压差，另一方面还要保证油缸压力最小一侧不低于40bar，避免出现因压差过大或者油压过小导致管片受力不均，从而使管片之间接缝间隙过大，导致止水条防水失效，最终引起管片环缝出现渗漏现象。

3.7 加强管片螺栓密封垫的安装质量控制

安装管片螺栓时需要添加合格的防水密封垫，密封垫要做好防水措施，以免在未安装之前遇水膨胀失效；进行螺栓紧固时，控制好合理的紧固扭矩，防止密封垫损坏而使其防水失效，当发现安装的密封垫不合格时应当及时更换，以防管片螺栓孔处出现渗漏现象。

3.8 及时采取相应措施堵漏

在施工过程中，当出现渗漏水时，要及时采取相关措施进行堵漏，避免因地层沉降过大导致地表开裂或沉陷，目前运用比较普遍的方法是进行二次补浆（一般情况注入单液浆，堵漏效果不明显时需要注入双液浆），必要时用环氧树脂配合堵漏。

4 结语

随着地铁建设的快速发展，盾构施工技术也在逐步完善，但是，管片错台和渗漏一直是盾构施工中的重难点问题，针对不同情况提前采取有针对性的预防措施是防止出现管片错台和渗漏水的关键。当出现管片错台渗水情况时，需要及时分析查找原因，并及时采取有针对性的控制措施，这不仅有利于施工安全，同时还能节约施工成本。

论文结合富水砂层地质条件下盾构施工过程中发生的管片渗漏现象，统计了富水砂层地质条件下盾构隧道管片渗漏情况，采用因果分析法对其原因加以分析，并提出了相应的防治措施。按照本文所述应对措施，可有效控制盾构区间管片渗漏现象，为后续施工提供了参考，也为进一步提高盾构隧道施工质量，延长隧道使用寿命提供了参考依据。