盾构隧道二次压力灌浆堵漏施工技术

尹奇瑞

中铁十一局集团城市轨道工程有限公司

1 前言

盾构隧道不可避免地要经过含水量较高的地层，所以必将受到地下水的有害作用。如果没有可靠的防水、堵漏措施，地下水就会侵入隧道，影响其内部结构与附属管线，乃至危害到后期的运营维护，降低隧道使用寿命。目前，国内盾构隧道大多采用水泥水玻璃双液二次注浆或聚氨酯等单一化学材料灌浆进行隧道堵漏，双液二次注浆消耗人力资源较大，材料用量多，需要占用电机车运输二次注浆设备及材料，对连续盾构施工存在较大影响，且不可避免会对隧道周围土体造成扰动，对周边环境影响较大;而单一化学材料灌浆一次成功率低，复漏概率高，堵漏效率及质量得不到保证。因而，采用上述两种传统堵漏工艺，在安全、质量、成本、管理、工效等各方面都难以满足现场施工需要。

有鉴于此，如何提供一种改进的盾构隧道堵漏施工方法，来减少上述弊端已成为各大城市地铁行业亟待解决的技术问题。

2 工艺原理

盾构隧道二次压力灌浆堵漏施工工艺原理：通过观察管片渗漏位置，在管片上斜向取孔安设止水针头，使渗漏水治理途径直达管片渗水患处根部，并不破坏管片原防水设计（管片止水条）。同时，将细布条嵌入管片环、纵缝，作为防止化学浆液大量流出的临时防线。然后向渗水通道内注入超细水泥初步填充渗水通道及管片环、纵缝，利用超细水泥良好的填充性及速凝性构筑密闭压力系统，同时，超细水泥可作为后续注入的环氧树脂防水层的保护层。待超细水泥初凝后，压力系统构筑完成，向渗水通道内注入环氧树脂，环氧树脂具有较高的黏结强度和内聚强度，耐腐蚀性及耐久性优异，能够在渗水通道内结合超细水泥保护层重新构筑起新的双重防水层，从而达到长效封堵渗漏部位的良好效果。

3 堵漏所用材料及设备工具

表1 主要材料与设备工具表

4 5 6 7 8 9 1 0 Φ14，350mm配金属打磨片12mm、14mm、16mm 11 12 13 14钻头打磨机套筒三叉扳手抹刀三角灰刀强光手电碎布条普通硅酸盐水泥白水泥快干水泥901建筑胶水若干1套2把2把2把2支若干若干若干若干若干42.5 15超细水泥若干16环氧树脂若干比表面积宜为300cm²/g~550cm²/g，水灰比为1.5金碧源牌HY-20（双组分），A、B组分重量比为1:1

4 堵漏施工工艺

盾构隧道二次压力灌浆堵漏施工工艺流程如图1所示。

图1 盾构隧道二次压力灌浆堵漏施工工艺流程图

具体施工步骤如下。

（1）观察渗漏点具体位置。管片吊装孔、螺栓孔及裂缝渗水时，渗漏点一目了然，能够轻松确定需要堵漏的作业点；但是管片环、纵缝渗漏水时，很难在昏暗的隧道环境中确定渗漏水的具体位置，因此，需要利用强光手电照明，沿管片环、纵缝仔细查找确定渗漏点位置并做好标记。根据现场施工经验，管片环、纵缝实际渗漏部位一般位于管片内弧面湿渍上部环、纵缝处。

（2）管片环、纵缝临时封堵。在封堵管片环、纵缝处渗漏点前，应使用三角灰刀将布条嵌入管片环、纵缝以防止灌浆时化学浆液大量溢出。应嵌入布条的范围为应尽可能地深入管片环、纵缝并保持连续。管片吊装孔、螺栓孔及裂缝渗漏点封堵时，根据实际情况确定是否需用布条封堵就近的管片环、纵缝。

（3）钻孔安装针头。多数盾构项目使用的混凝土管片厚度为350mm，止水条位置距离管片内弧面290mm，钢筋保护层厚度为50mm。为避免钻孔过程中碰到管片内的钢筋并能够准确钻孔至距止水条内侧20mm左右的位置，特别需要注意的是取孔时不得损坏管片原有止水条，故应在距管片环、纵缝渗漏点棱边40mm 左右处开孔，并倾斜8°左右钻至管片止水条内侧位置，如图2所示。采用该方法取孔不仅避开了管片内部配筋，成孔效率高，而且不损坏管片原有防水装置，同时也可以使治水通道直达病害根部，保障渗漏点治理一次成功率。管片结构尺寸不同的，应根据实际情况确定开孔位置及角度。

图2 管片环、纵缝渗水点堵漏时钻孔位置示意图

在管片吊装孔渗漏点处钻孔时，应先在吊装孔内塞入碎布并压紧，然后用双快水泥封堵吊装孔，再在吊装孔下方40mm~50mm 处斜向钻孔至吊装孔底部。在管片螺栓孔渗漏点处钻孔时，垂直于管片内弧面直接钻至管片螺栓处即可。在管片裂缝渗漏点处钻孔时，应直接在裂缝上垂直钻孔深入管片。钻孔时应注意避开管片内部的钢筋。

钻孔使用Φ14，长度为350mm的钻头，其直径略大于止水针头且能够保证钻至管片渗水通道处。堵漏需要在管片上钻取多个孔时，应保持钻孔间隔在350mm~400mm 左右，钻孔完成后应立即安装止水针头。

（4）管片表面覆盖塑料薄膜。灌注浆液前，在漏点下部的管片表面覆盖一层塑料薄膜，防止化学浆液渗出污染下部管片，便于后期清理工作。

（5）压注超细水泥浆液。将高压灌注机连接到管片上已安装好的止水针头上，准备构筑密闭压力灌浆系统。配制超细水泥浆液（水灰比1.5），加入高压灌注机浆罐内开始缓慢压注浆液，待注浆压力达到0.2MPa~0.3MPa时停止超细水泥浆液压注。压注过程中，水或超细水泥浆液可能从渗水通道内渗出，此时应及时向管片环、纵缝塞布条封堵并仔细观察渗漏情况，防止压力过大破坏密闭压力灌浆系统。超细水泥具有良好的填充性及速凝性，初凝后具有一定强度，能够较好地填充渗水通道及管片环、纵缝，待超细水泥初凝后，密闭压力灌浆系统构筑完成。

（6）压注环氧树脂。完成压注超细水泥1小时后，使用另一台高压灌注机开始压注环氧树脂，压注过程应缓慢进行并密切关注灌浆压力，并观察是否存在浆液渗漏情况。压力达到0.4MPa~0.5MPa时闭管待凝，8~12小时后检查管片是否渗漏，如管片仍存在渗漏情况时，继续注浆，必要时另外再开孔继续灌浆。环氧树脂具有较高的黏结强度和内聚强度，耐腐蚀性及耐久性优异，能够在渗水通道内结合超细水泥保护层共同构筑起新的双重防水层。

（7）拆除止水针头并修补针孔。渗漏点封堵完成，待环氧树脂凝固后（8~12小时）可以拆除止水针头。拆除时应注意是否有环氧树脂渗出，若有渗出，应重新装上止水针头待凝。止水针头拆除后，用管片修补料封堵针孔，确保管片结构的质量和外观要求。

（8）清理施工区域。堵漏施工完成后应及时清理施工区域，在管片环、纵缝中取出嵌入布条，并清除管片下部的覆盖的塑料薄膜，最后用灰铲或打磨机清理管片表面及环、纵缝内残留的超细水泥浆液及环氧树脂浆液。

5 注意事项

（1）在灌浆作业施工时，施工人员必须带好橡胶手套、口罩、防护眼镜等，防止超细水泥浆液或化学浆液伤人。灌浆压力要时刻注意，保证注浆压力符合要求，防止由于压力过大而压暴管路伤人。

（2）一般情况下，渗漏点在盾构机一、二号台车前完成封堵，并在堵漏点至末节台车前仔细检查堵漏效果。若出现复漏情况应在末节台车上重复注浆，避免漏点拖出末节台车增加堵漏难度。

（3）修补管片表面遗留针孔应使用经试验确定的配比配制管片修补料，确保管片结构的质量和外观要求。管片修补材料是由混合水泥、建筑胶水和水混合配制而成，其中混合水泥是由普通水泥与白水泥按照重量比1：2.5的比例混合而成，混合水泥与水的比例为2：1；建筑胶水添加量为混合水泥重量的5%。

6 结束语

目前，上海轨道交通五号线南延伸3标、苏州轨道交通三号线18 标、上海轨道交通十五号线7 标等项目已成功运用了该堵漏工艺，高效、高标准地完成了盾构隧道的堵漏施工，漏点封堵100%完成，无复漏。该工艺操作便捷，可以随漏随堵，堵漏效果稳定，保证了成型隧道质量，利于隧道内文明施工管控，且速度快、效率高，节能环保，综合效益较好。