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淺議泥水盾構隧道滲漏原因及對策

2026-03-16

①水壓方面

原因分析:由于在環流系統操作時開挖面的泥水壓力設定值過高,或切削下來的巖塊堵塞排泥管道口或泥水艙,都有可能導致泥水艙內泥水壓力過高,超過盾尾刷的抗壓能力,瞬間擊穿盾尾刷而造成漏漿。

對策:在泥水加壓式盾構工法中,切口水壓設定通常應與作用在開挖面上的土壓保持平衡。動工前應在隧道線路上的多個地點進行土質和地下水調查,決定每個地點的設定切口水壓。在管道發生堵塞時,若開挖面水壓高于上限值則應立即暫停掘進,通過旁路調節使壓力從溢流閥卸掉,開挖面水壓恢復正常后溢流閥自動關閉,再把泥水送進土倉進行逆洗清通管路,或通過檢查判斷具體堵塞位置后人工清除巖塊。

②管片方面

原因分析:1 ) 制作工藝不合格:導致管片接口處有空隙、裂縫、紋路等缺陷;2) 保護不合格:在管片保存、運輸過程中,出現人為破損;3 ) 防水橡膠條粘貼不合格:遇水膨脹橡膠密封粘貼不牢,或過早浸水使膨脹止水效果降低;4 ) 拼裝不合格:拼裝不合格主要體現在3個方面:a.拼裝好的管片環呈橢圓形;b.管片出現錯臺;c. 管片出現破損;5 ) 其他:管片間的對拉螺栓未擰緊,造成接縫張開過大,手孔、注漿孔等薄弱部位封孔質量差,螺栓孔未加防水密封墊圈等。

對策:1) 控制好管片制作工藝。在管片制作過程中,嚴格按照規范要求來確定管片混凝土的抗滲指數和管片的預制精度。根據隧道埋深和地下水的滲透作用,提出經濟合理的混凝土抗滲指標。在管片制作時,嚴格控制水灰比和尺寸精度,采用高精度鋼模以減小誤差,確保管片接頭面密貼,不產生較大的初始裂縫。同時,對混凝土振搗方式、養護條件、脫模時間、溫度應力等方面提出明確的工藝要求。對管片出廠質量進行嚴格的檢驗制度,并減少其堆放、運輸和拼裝過程的損壞率。當表面有裂隙、抗滲檢漏達不到P10, 或是拼裝于地下高水壓地段時,管片外弧面涂聚氨酯類防水涂料。2) 控制好管片拼裝質量。加強拼裝施工培訓,提高拼裝人員的技術水平,要求管片不拼成橢圓形,以減少橢圓和縱縫、環縫錯臺的現象;盾構掘進過程中嚴格控制推進的糾偏量,盡量使管片四周的盾尾間隙均勻一致,減輕管片對盾尾刷的擠壓程度。3) 控制好管片接縫防水。管片接縫防水是盾構法隧道防水的核心,其關鍵是接縫面防水密封材料的采用及其設置。管片拼裝完成后,若管片接縫外側的防水彈性密封墊止水效果不好,那么就需要針對滲漏情況進行嵌縫防水、螺栓孔防水,甚至進行二次襯砌防水。在管片環縫、縱縫的內側設置嵌縫槽,用止水材料在槽內嵌填密實來達到防水目的。在密封墊失效和管片拼裝精度差的部位,螺栓孔處會發生滲漏,需進行螺栓孔防水處理。在螺栓墊圈與螺栓孔之間加上環形的充填材料,在緊螺栓時,充填材料發生部分變形,填滿螺栓孔壁及墊圈表面,達到防止螺栓孔漏水的目的。

③注漿方面

原因分析:泥水盾構機在掘進過程中,壁后注漿質量差、充填不密實,不能使圍巖和襯砌整體協調受力,造成受力不均,局部變形過大,首道防水層失去作用而引起滲漏水。注漿量不足容易引起隧道后期產生較大沉降變形而滲漏。

對策:1 ) 盾構隧道的分段根據隧道滲漏水分布情況,將隧道每10環劃為一段,采用“蛙跳式”間段分割注漿。2) 注漿孔的布置。盡量選擇靠近拱頂的注漿孔進行壓漿。隧道中的注漿分為同步注漿與二次注漿,通過這兩種注漿方法對隧道建筑空隙進行填充。3) 注漿結束標準。如果注漿過早開始,會造成盾構機在推進時發生盾尾漏漿。在隧道注漿防水中的漿液大多選用雙液漿,其注漿壓力與隧道埋深有關。如發現壓力過高可調整注漿流量來控制壓力,同時觀察主要滲漏點的滲漏交換情況,調整注漿位置。4) 注漿材料與注漿配比。采用新生產的普通32.5R 水泥、35Be ~40Be 的水玻璃,膨潤土,穩定劑;其配比由試驗確定。

④密封方面

原因分析:盾尾刷密封裝置受偏心管片過度擠壓后產生塑性變形,在壓力作用下導致漿液滲漏;泥水盾構停止掘進時,土艙內有泥水的壓力作用,管片組裝時很易導致盾尾后退,造成盾尾刷與管片間發生刷毛方向相反的運動,使刷毛反卷,盾尾刷變形,密封性能下降而造成滲漏。

對策:1)嚴格控制盾構推進的糾偏量,盡量使管片四周的盾尾間隙均勻一致,減輕管片對盾尾刷的擠壓程度;2)控制盾構姿態,嚴格控制管片組裝時的千斤頂伸縮量,避免盾構產生后退;3)在條件允許的情況下,可更換最里面一道盾尾刷,以保證盾尾刷的密封性。

⑤油脂方面

原因分析:在盾構掘進過程中,盾尾刷與管片摩擦消耗的油脂與掘進速度成正比,速度過快則注入盾尾的密封油脂在單位時間內不能滿足其消耗量,若不及時調整油脂泵注脂率,則盾尾刷內的油脂量和注入油脂的壓力不能及時密封盾尾,勢必造成盾尾刷的密封效果減弱,形成盾尾滲漏。

對策:1)采用優質盾尾油脂,增大耐負壓能力;2)采用正確方法補充油脂,并合理保養維護;3)當發生嚴重滲漏或竄漿現象時,采用盾尾全艙處理法,并清除盾尾艙內的雜物。

(來源:網絡)