1、浅谈地铁隧道管片堵漏的方法上海轨道交通维护保障中心 朱 妍摘 要：通过分析上海地铁隧道管片渗漏水的原因，结合现场实际情况，提出一系列针对整治隧道管片堵漏维修工艺的处理方案，从模拟实践中取得了较好的效果，对今后在实际施工中的运用打下了良好的基础，并具有一定的实际指导意义。关键词：地铁；隧道管片；渗漏水；整治；堵漏上海的地质属于软土层，若地铁隧道区间的混凝土结构在建设过程中存在弊病，或在运营过程中受气温变化、列车振动、地层不均匀沉降、附近新建工程的地层扰动等因素影响，会产生结构开裂、管片渗漏水等病害，并且这些有害裂缝和管片渗漏始终处于“活动”的状态。这将直接影响到轨道及接触网的安全运行，经日积月累
2、，将可能影响到地铁隧道管片壁后的水土平衡，导致路面坍陷及整个隧道结构的安全。在以往隧道维修过程中，针对管片渗漏水的整治方法通常是采取抽管引水和局部灌浆堵漏的方法，但效果总不能令人满意，前者属于治标不治本，后者虽对渗漏水部位进行了堵漏，但维持时间不长，返修率较高，并且由于采用聚氨脂浆液灌浆，其浆液的膨胀往往会对管片结构稳定存在一定的影响。因此，如何摸索出一套隧道堵漏方案，有效整治管片渗漏水病害是我们迫切需要解决的问题。1 管片渗漏原因分析目前，在建和投入运营的轨道交通隧道结构均普遍出现管片渗漏水病害。通过调查发现，渗漏水主要集中在管片的环、纵拼接缝及手孔螺栓处。上海地铁区间隧道主要埋设在软土层中
3、。该软土层主要是灰色淤泥质黏土、黏土、粉质黏土加簿层粉砂，含水率达43.1%57.9%。在建设过程中若出现下列施工质量问题，则管片会出现不规则裂缝，地下水通过止水带间隙从管片接缝及手孔处流出。1）管片拼装质量差（螺栓未拧紧、接缝张开过大） 。2）封孔质量差（手孔、螺栓孔、注浆孔等薄弱部位未加防水垫片） 。3）管片在制作时养护不合理，表面出现气孔和干缩裂缝。4）管片在运输、拼装过程中碰撞破损，主要是局部应力集中，管片环纵面外沿碎裂。5）遇水膨胀橡胶粘结不牢，或过早浸水使膨胀止水效果降低。6）地铁在投入运营后，由于隧道的不均匀沉降及周边施工的影响将造成管片接缝处的止水带失效。2 治理方法考虑到地下
4、水对地下工程具有吸湿、侵蚀及渗漏等诸多不良影响，时间一长，必将影响整个隧道的结构稳定，降低隧道的使用年限。因此，我们仍然考虑采取化学灌浆的堵漏方案对管片渗漏水进行整治。2.1 管片节点隔断由于管片之间是环环相通的，地下水渗入管片后便会沿着拼缝流动。同理，对管片拼缝进行灌浆，如不采取措施进行节点隔断，浆液将会无限制流动，无法控制。因此，必须先要解决节点隔断这一难点。首先，我们在管片制作现场对管片结构进行深入了解和分析。管片厚度为 35cm，管片内侧距止水条的垂直距离为 27cm。止水带镶嵌在一个对应的凹槽内，遇水会产生膨胀，起到防水渗漏的作用（见图 1） 。由于管片接缝的变形，止水带膨胀不足以补
5、偿接缝的变形，将会产生一定间隙，从而造成地下水通过该间隙渗入，从管片接缝及螺栓孔内流出。止水带的位置在其所在的槽内，在管片拼装过程中不会产生位移，我们可以采用带定位杆的冲击钻，准确控制钻孔深度，钻孔至止水带表面（不会破坏止水带） 。在管片纵向拼缝中间，优先选取较干燥处作为节点位置，用 18mm 钻头沿管片纵缝钻取两个小孔至接近止水带处，孔距为 30cm。用配以长胶枪嘴的胶枪，深入底部灌入非流动胶（粘结王）将钻孔填充密实，然后插入一根 10mm 的细棒压挤胶体，使胶体向纵缝两侧进一步挤压，形成两条柱状的隔断。考虑到在两根胶体之间接近止水带的部位会存在少许间隙。因此，选用油性聚氨脂对两个柱体之间的
6、小腔进行补浆隔断（见图 2） 。此办法是希望通过两条柱状隔断和中间灌浆隔断，形成三重隔断，它们之间互相配合补充，尽量保证隔断的完好有效，以形成区域的封闭注浆。实现节点隔断之后，我们就可以针对管片的渗漏情况，对渗漏管片进行单环或双环隔断封闭，并以单环或双环为一个封闭腔体单位实施灌浆堵漏。每环由 6 块管片组成，在纵向缝管片中间选取 6 个节点进行隔断，这样便可形成单环或双环封闭腔体进行后面的分块灌浆。2.2 埋设注浆管及拼缝封闭处理注浆管采用外径 5mm、长 110mm 的钢管，并带有螺纹连接注浆头，钻一个 6mm、深5cm 小孔，将注浆管插入其中。并采用 PRIME GEL 2200 FLEX
7、IBLE 弹性环氧胶泥将注浆管固定及周边封闭。在纵缝节点两个钻孔之间埋设同样的注浆管，以便节点的小腔的灌浆密封。采用此注浆嘴进行灌浆和出气，会使灌浆非常方便，同时还能避免在弹性环氧胶泥进行表面密封作业时堵塞注浆孔，确保埋设的注浆孔有效。在管片环向缝上按图 3 所示埋设 9 个注浆孔，在纵向缝每个节点内也埋设一个注浆孔。足够多的注浆孔可以方便后面的灌浆作业。3 灌水检查密封情况先采用压水试验进行检验，方便可行，能够确认整个密封隔断工作是否合格，确保后面的注浆一次成功；同时，我们选用的浆液都是亲水性浆液，前面的压水试验不会影响后面灌浆材料的固结效果。按图 3 所示，曲低向高，从 1、9 号注浆孔灌
8、水，上面的 2、8 号注浆孔出水，封闭2、8 号，依次 3、7、4、6 号孔出水，直至 5 号孔出水。密封的好坏决定了灌浆能否完全饱满。如发现密封不合格，则对节点进行补充灌浆，直到密封合格，才能开始灌浆。4 灌浆灌浆过程的控制程序为：对应设置 9 个注浆管，通过沿环缝设立不同标高位置的灌浆（出气）孔，由下至上进行压浆，上部出气孔有浆液流出，说明此出气孔以下环路已经灌满，将下部注浆孔进行封闭，以此出浆孔作为注浆孔继续注浆，依次直至顶部的出气口出浆，说明整环灌满浆液。注浆压力控制在 0.8MPa 以下，注浆结束后适当摒浆 35min。弹性环氧和丙烯酸盐在管缝中灌浆性能比较见表 1，可根据现场实际情况选择灌浆主材。5 结语根据上述管片堵漏的理论方案，我们组织了相关课题攻关小组，进行了在隧道管片渗漏水状态下，采用该方案堵漏的模拟试验，并取得了令人满意的效果。为此，建议将该管片堵漏的方法逐步用于隧道结构养护工作中，并不断加以总结和完善，努力攻破隧道管片渗漏水堵漏这一地下工程防排水的难题。
