第五课(隧道防水技术1101).

第一课盾构法隧道施工发展史第二课隧道轴线控制技术第三课管片拼装技术第四课同步注浆技术第五课隧道防水技术第六课主要配套设备操作及用电第七课隧道施工安全生产第八课隧道测量技术第九课隧道施工总体筹划第十课盾构法施工对地层的影响和防治第十一课盾构法隧道施工技术及工程实例分析第十二课盾构法隧道施工质量通病及防治隧道防水技术◆盾构法盾构隧道防水技术综述◆衬砌接缝防水◆圆形隧道与竖井的井接头处理◆衬砌回填注浆◆注浆◆隧道防水施工与验收◆隧道防水注浆的劳动防护◆隧道注浆的各类设备及工具1、盾构隧道防水技术综述防水效果的高低，仍是衡量地下工程的重要质量指标之一，直接关系到地下工程中设备及结构的腐蚀和老化。直接影响到地下工程的寿命和使用价值，直接关系到地下工程的成功和失败。由于防水效果差，严重漏水，会使排水费增加，维修费用提高，使地下工程的使用成本增加，大大影响了经济效益。由于防水效果差，泥水流失，使地下工程沉陷，导致无法估量的损失。防水工作的重要性渗水点渗水点1）以防为主，以堵为辅。2）任何建筑物或地下工程的防水均以外防水的效果为好。（即迎水面防水）防水的总原则衡量地下工程技术水准的一个重要指标，就是工程的渗漏量。漏水量是划分漏水程度的定量指标。允许渗漏量与防水等级防水等级及标准防水等级标准一级不允许渗水，管片无湿迹二级不允许漏水，管片有少量、偶见的湿迹三级有少量漏水点，不得有线流和泥沙，每昼夜漏水量（0.5L/M2）四级有漏水点，不得有线流和漏泥沙，每昼夜漏水量（2L/M2）1）管片背侧面的防水。通过盾构隧道同步壁后注浆，再次注浆，在控制隧道沉降，改善衬砌受力状况的同时起加强衬砌和盾尾间隙充填和防渗作用。回填注浆的充填层是瞬凝料和塑性固结料。2）管片接缝面的防水处理。3）隧道嵌缝是接缝防水的又一道防线。盾构隧道防水技术的重点与基本原则2、衬砌接缝防水以橡胶为基材，制成特殊构造形式断面的密封垫。通常加工成框形，套裹在衬砌预留的密封槽内，形成线状防水。接缝防水的首要防水－弹性密封垫弹性密封垫的主要材料品种分氯丁橡胶和遇水膨胀橡胶两大类。前者完全依靠压缩密封、弹性复元适应变形防水，后者除了靠压缩密封，更利用吸水性树脂遇水膨胀，以水止水达到密封。弹性密封垫的几种主要材质与构造形式管片橡胶止水带衬砌接缝一旦密封，螺孔便成了漏水隐患，因而它也属于接缝防水内容。螺孔密封圈主要是橡胶密封圈，尤其是水膨胀橡胶圈。密封圈设在螺栓中间，但更多设在端部，衬砌螺孔通常形成锥形防止从垫片、螺帽、螺栓与螺孔砼之间隙渗漏。螺孔密封材料自粘性腻子主要成分类别丁基橡胶乙丙橡胶氯丁橡胶填充剂石油树脂石油沥青增塑剂JN－7A801010122.5356065.5JN－7B801010107205037.53、圆形隧道与竖井的井接头处理刚性接头是将止水钢板分别焊在井壁与衬砌（于井圈位置的）背面的预留钢板上，整圈密封，再外浇砼环箍。柔性接头是在衬砌与井之间用止水带，柔性浆液注浆等柔性法处理接头。刚性接头和柔性接头的处理柔性接头的处理步骤1）井接头注浆2）拆除井口环管片3）与竖井搭接处防水处理4）制作柔性接头砼环1020盾构进洞井接头注浆示意图已制作好的隧道井接头4、衬砌回填注浆回填注浆是用适当的注浆材料，对盾构盾尾的间隙和由掘进产生的扰动范围迅速填充，以防止地层下降并使作用于隧道的土压力得以均布。回填注浆材料应充分回填到管片背部，形成一定厚度的充填层，以防止隧道偏心受压，接缝张开而造成漏水，充填层本身也应作为防水层起作用。回填注浆的作用10181007盾构推进二次注浆及补压浆示意图1）对压浆材料的要求和易性好，要求压出的浆液在一段长时间内有塑性。浆体凝固前能维持一定压力，凝固后的强度需略高于原状土体强度。浆液凝固体体积缩小，以减少地表变形。经地下水稀释后，材料不会分离。2）回填注浆材料一般的组成材料骨料、胶结料、填充料、润滑料、外掺剂回填注浆材料的组成与种类5、注浆1）单液水泥浆注浆材料水泥注浆是通过一定的注浆压力，使浆液在介质中，发挥填充和水化作用，从而达到堵塞空隙、截断水路的目的。水泥作为注浆材料具有来源丰富、价格低廉、浆液结石强度高、抗渗性能好、耐久性强等优点。水泥强度等级一般不低于32.5Mpa。单液水泥浆是指用单液注浆系统进行注浆的水泥浆液，这种单液水泥浆具有上述种种优点。但是水泥浆液初、终凝时间长，胶凝时间不能准确控制，浆液早期强度低，强度增长慢，易沉淀析水等，因此使用范围受到一定的限制。适用于隧道井接头注浆、隧道补压浆等浆液凝结速度要求较慢的场合。水泥类注浆单液浆液配比：（1M3）材料名称水（T）水泥（T）稳定剂（T）膨润土（T）规格自来水普硅32.5级重量比0.480.60.0060.06注浆管路和球阀注浆设备2）双液注浆（水泥、水玻璃）采用水泥－水玻璃注浆，能克服水泥单液注浆的弱点，如凝结时间长，时间不易控制，结石率低等。水玻璃即硅酸钠溶液，是一种胶体溶液。水玻璃注浆就是将水玻璃溶液和胶凝剂同时灌入地层，混合后产生化学胶凝反应，填充土（沙）中的空隙或岩石裂隙，生成固接体，以达到防渗堵漏或加固补强的目的。由于水玻璃浆材货源广，价格低，凝胶强度高，凝胶时间可在瞬时至十分钟内变化，且对环境几乎没有污染，所以应用范围较为广泛，如铁道、建筑、煤炭、人防等领域。它是所有注浆材料中耗材量最多的一种。这种材料大量用于863盾构隧道推进过程中的防水堵漏项目施工。水玻璃溶液的主要物理参数有：模数、波美度和粘度等。作为注浆用的水玻璃，对模数m和浓度有一定的要求。m＝SiO2克分子数/Na2O克分子数注浆时使用的水玻璃模数以2.4～3.4为宜，模数小，二氧化硅含量低，凝胶时间慢，结石体强度低；模数大，二氧化硅含量高，凝胶时间快，结石体强度高。当采集的水玻璃模数不合要求时，宜在现场配置。模数大，可加入适量的氢氧化钠，以降低模数增加波美度。模数小时，可加入适量的硅，以提高模数。水玻璃的出厂浓度通常为50～56Be’（波美度），注浆时一般使用30～45Be’的水玻璃，因此注浆前必须稀释或溶解水玻璃。Be’＝145－145/dbdb－－水玻璃溶剂比重双液浆适用于地下建筑的防渗漏处理，也可以用来处理大面积微量渗水的治理等需要快速处理及浆液凝结速度较快的场合。双液浆液配比：（1M3）浆液配比A液B液材料名称水（T）水泥（T）稳定剂（T）膨润土（T）水玻璃（T）规格自来水普硅32.5级波美度为35度重量比0.480.60.0060.060.27注浆初期，孔的吸浆量大，采用水泥－水玻璃双液注浆，缩短凝结时间，控制扩散范围，以降低材料消耗和提高堵水效果。当注浆压力和进浆量达到设计要求时，则可停止注浆。1）油溶性聚氨酯注浆材料聚氨酯注浆材料，其主要成分是以多异氢酸酯与氢氧基化合物（聚酯、聚醚）作用生成的聚氨基甲酸酯，通常称为预聚体。预聚体再与增塑剂、溶剂、催化剂、表面活性剂、泡沫稳定剂、填充剂等配制成的一种高分子注浆材料。特点：遇水发生化学反应而放出气体，使材料发泡膨胀，形成二次渗漏，渗入构筑物或地基裂隙中形成不透水的凝胶物质，最终硬固物的容积大、强度高、抗渗性好。聚氨酯浆液的主剂是多异氰酸酯与聚醚制成的预聚体，它不遇水不反应，稳定性良好。适用于大流量涌水、抢险等。化学注浆聚氨脂浆液配方材料名称规格各组分作用浆液型号（g)233330850630预聚体主剂3300100015001730PAPI工业品补加组分--500580聚醚树脂工业品补加组分--500580三乙胺试剂促进剂10875二月酸硅二丁基锡工业品促进剂-455发泡灵工业品表面活性剂310415某隧道进洞处在凿除洞门时，上部发生漏水。漏水可能是地墙与加固体夹缝或盾壳与加固体间隙流入。为了确保加固区与盾壳接触紧密，隔断盾构与加固体的渗水通道。在盾构盾壳内近洞门3M处沿圆周均布开了6只孔注油溶性聚氨酯,上部两孔各100KG，余下四孔各50公斤。某隧道进洞洞门渗漏水情况油溶性聚氨脂注浆示意图52为了确保加固区与盾壳接触紧密，隔断盾构与加固体的渗水通道。在盾构盾壳内近洞门3M处沿圆周均布开了6只孔注油溶性聚氨酯。3米2）水溶性聚氨酯注浆材料特点：固接体具有一定弹性，便于清理。它与水接触后可以快速膨胀，形成柔弹性闭孔聚氨脂固接物，可以抵挡热循环变化，频繁的裂缝张缩。隧道内堵漏移动车架堵漏移动车架平台管片渗漏点渗漏点注浆处理渗漏点处理完毕渗漏点处理完毕3）丙烯酸盐注浆材料在地层中发生聚合反应，生成具有一定弹性，不溶于水的高分子聚合体，起到堵水或加固地层的作用。丙稀酸盐注浆材料，其固接物为具有回弹力的弹性凝胶浆液，粘度最低，渗透性最好，胶凝时间能准确控制的浆材，是一种比较实用的防渗堵漏材料。适用于能适量变形的裂缝等。丙凝浆液材料组成组别材料名称作用状态性质配合比用量范围(%)甲组丙烯酰胺主剂白色结晶易溶于水，吸湿，在空气中易聚合，有毒5～20甲亚基双丙烯酰胺交联剂白色粉末有毒0.3～0.7三乙醇胺促进剂无色油状液体易溶于水，在空气中吸收CO20.5～2.0硫酸亚铁强促进剂蓝绿色结晶易吸潮，氧化成高价铁0.02～0.1铁氰化钾缓凝剂红色结晶易吸潮，氧化成高价铁（有毒）0.02～0.1乙组过硫酸胺引发剂白色结晶易吸湿，易分解0.5～2.04）环氧树脂注浆材料环氧树脂作为注浆材料，始于1962年，美国用环氧树脂对砼裂缝进行修复，取得了较好的效果。随之各国对这种灌浆材料展开了研究，这种浆材的应用范围越来越广。从单一的砼裂缝补强，发展到基岩断层破碎带及泥化夹层的灌浆处理，以及软弱基础的稳定补强等用途。这种材料在我国注浆工作中也得到了广泛的应用。适用于干燥或潮湿环境中的砼或超细裂缝的结构粘结，封闭多孔的低密度砼。隧道推进中由于地质条件及盾构操作等原因造成推进轴线超标即抛高或超沉及偏移，由此造成隧道轴线不达标，为此可采用以下几种方法加以补救。⑴抬高注浆由于各类原因造成隧道超沉，隧道轴线不达标，可以采取隧道内抬高注浆的施工方法。利用隧道底部管片注浆孔或埋设新注浆孔实施补压浆，逐步抬高隧道，促使隧道轴线达标。定向注浆隧道抬高注浆示意图⑵侧向注浆由于各类原因造成隧道平面偏移，隧道轴线不达标，可以采取隧道内单侧注浆的施工方法，利用隧道单侧管片注浆孔埋设新注浆孔实施补压浆，同时另一管片注浆孔冲水放泥，逐步使隧道反向位移，最终使隧道轴线达标。隧道侧向注浆示意图⑶压低注浆由于各类原因造成隧道抛高，隧道轴线不达标，可以采取隧道内压低注浆的施工方法，利用隧道上部管片注浆孔埋设新注浆孔实施补压浆，同时底部管片注浆孔冲水放泥，逐步压低隧道，促使隧道轴线达标。隧道压低注浆示意图⑷抬升力的计算及注意事项A抬升力计算需要考虑隧道上部土压力、隧道纠偏段重力、隧道位移摩擦力等因素。B测量数据的综合分析与监测纠偏注浆的同时，要在地面、周边管线及建筑物、隧道内布置监控点，按时监测地面、周边管线及建筑物的沉降，隧道偏移量及隧道收敛度等相关数据，指导注浆施工，及时调整注浆压力和注浆量。C浆液的选用及配合比侧向注浆分成帷幕注浆和顶升注浆两部分，帷幕注浆宜选用单液浆，顶伸注浆宜选用惰性浆液。惰性浆液配比：（1M3）抬高注浆和压低注浆宜选用单液浆，单液浆配比同上。然而浆液的选用仍需根据现场实际工况再作决定，并非固定模式。主要材料名称水泥（T）粉煤灰（T）水（T）膨润土（T）重量0.150.60.50.026、隧道防水施工与验收隧道防水中的重要环节是防水施工，搞好防水施工的基本要点如下。1）根据地下工程防水施工作业的特点，必须由经资格审查合格的专业防水施工队进行施工，作业人员应持有由当地建委认可的培训部门颁发的上岗证。2）防水施工应与其它施工（即衬砌装卸堆放、成环拼装、盾构推进、回填注浆等）配合，既共同保证防水效果，又合作确保盾构隧道施工质量。3）防水施工中所用材料、制品等品种、规格、材料应符合设计要求。4）对防水施工质量的检测，应通过施工验收进行。其基本要则是：A防水施工隐蔽工程工序完成后，即进行隐蔽工程验收，并填写记录，包括工程部位及内容、作业时间、作业环数、材料用量、达到的标准及施工、建设（监理）单位