虹梅南路隧道结构堵漏施工技术研究

赖东升

摘 要：我国经济发展逐渐加快，对于城市高速公路建设的投入也大大增加，传统的盘山公路或高架桥无法满足特殊地区需求。为了更加便于出行，各大城市都在积极筹建隧道公路工作。目前来说，最主要的问题之一就是渗漏，这就要求人们做好防水补漏措施，本次堵漏整治方案主要针对变形缝渗漏、混凝土结构不规则裂缝渗漏及管片拼缝渗漏，阐述了隧道渗漏水的主要原因及影响。并采取相应措施进行治理，治理施工内容主要分暗埋段变形缝渗漏整治、工作井变形缝渗漏整治、工作井混凝土结构裂缝渗漏整治，车道层顶部变形缝先堵漏后安装托盘，从堵漏材料及施工工艺等分析了目前轨道交通隧道整治存在的问题及以后的发展方向，本文在此基础上详细探究了隧道结构渗漏的根本原因以及堵漏技术的实际应用，为类似工程施工方案提供了参考。

关键词：隧道;渗漏;交通;变形缝

中图分类号：U455.43 文献标识码：A

0 引言

随着长三角区域经济高速发展，基础交通建设大幅增加，建设规模较以前提升很多。据统计，2020年，公路通车总里程约510万公里，根据2%的复合增长率，预计2021年全国公路总里程可达520万公里，截止2021年4月中国高速公路总里程达到了16万公里，稳居世界第一。在公路领域的建设中，隧道工程因具有缩短里程、降低坡度、改善线形等特点被广为采用。然而，因在建設前期隧道环境问题未得到充分考虑，随着投入使用的隧道数量、里程快速增加，在已建成的隧道运营过程中，运行状况不容乐观，受到了地质、施工和运营环境等因素不同程度的影响，基本都会出现结构渗漏水的病害，俗称“十隧九漏”，尤其沿海地区以及内地富水软弱地层修建的地铁工程变形缝、诱导缝以及90%以上施工缝在建成后不久即发生渗漏水现象，其中变形缝渗漏水问题更加突出且治理难度较大，给工程的正常使用及运营造成较大影响。有效治理渗漏对保证隧道行车安全及正常使用非常重要，本文以虹梅南路隧道变形缝的治理为例，详细论述了变形缝治理的施工内容、技术要求以及施工阶段应该采取的安全措施，通过对现存问题的分析探讨，合理采取了最佳施工方案。为类似渗漏的治理提供了有价值的参考。

1 工程概况

虹梅南路隧道全长5.26公里，连接闵行、奉贤两区。闵行两个工作井，奉贤一个工作井。浦西起点至剑川路区段为改建原有地面道路，双向4车道，剑川路匝道南侧至浦东终点为双向6车道。其中盾构隧道段长3.39公里，采用直径14.93米的超大直径盾构施工掘进。此次渗漏整治工程主要为暗埋段变形缝渗漏整治、工作井混凝土结构渗漏整治、盾构段管片拼缝渗漏整治。本次堵漏整治方案主要针对变形缝渗漏、混凝土结构不规则裂缝渗漏及管片拼缝渗漏，也是本工程核心施工内容。根据甲方要求，先整治影响车道层的变形缝渗漏，后处理其他变形缝渗漏及混凝土裂缝渗漏。并遵循“以堵为主，堵排结合，因地制宜，多道设防，综合治理”的原则。

2 渗漏原因

施工原因：通常是隧道渗漏水的主要原因。施工时，要求施工单位要严格按照设计要求施工，严把施工质量，防水设施牢固可靠，严格按照标准安装防水板及防水卷材。如过程中执行不到位，防水设施容易破损，造成隧道内的渗漏。隧道内混凝土一般为防渗混凝土，在混凝土拌和、浇筑、振捣过程中，出现松散不密实、混凝土离析等问题。在混凝土养护、拆模时，如时间控制不到位，也会造成混凝土内部出现贯通细小裂纹或表层麻面，不能起到防渗作用，从而造成以点、线为主的渗水问题，且混凝土长期处于潮湿状态。

设计因素：国内的基础设施建设象奴一般工期较紧，有时仅仅只有初步设计图就开始施工，一边施工一边设计方案，缺少了泄露方面的考虑，没有对土质和水文条件做充分考虑，抗浮力不够，以至于工艺不能满足设计要求。

材料原因：隧道内的混凝土多采用防渗混凝土，在混凝土搅拌、浇筑过程中，难免会出现搅拌不均，混凝土离析等问题。或混凝土过早拆模，提前施工导致混凝土内部出现贯通细小裂纹或表层麻面，未能起到有效防渗作用导致局部漏水。

3 治理方案

此次虹梅南路隧道渗漏治理施工内容主要分暗埋段变形缝渗漏整治、工作井变形缝渗漏整治、工作井混凝土结构裂缝渗漏整治，其中影响车道层的变形缝先进行整治：车道层顶部变形缝先堵漏后安装托盘、侧墙变形缝可先不做处理。混凝土结构不规则裂缝渗漏治理方法为打斜孔至裂缝内注浆堵漏。

3.1 车道层变形缝渗漏整治

车道层变形缝的治理分为顶部变形缝治理和底部变形缝治理。其中车道层顶部的侧墙变形缝需将车道层顶部的防火板拆除并暴露出变形缝后堵漏。整治步骤为：清缝→封缝→打孔、埋管→注浆，堵漏剖面图如图1所示。

（1）清缝：对渗漏变形缝内部进行清除垃圾等处理。

（2）封缝：用双快水泥进行缝内封堵。要求压紧密实。

（3）打孔、埋管：打孔方式分为斜打孔和垂直打孔两种。斜打孔即在变形缝两侧，钻斜孔穿过结构至中埋式止水带迎水面后埋管。垂直打孔是垂直于变形缝打孔至不超过中埋式止水带后埋管。

（4）注浆：注浆时使缝内充满浆液。注浆材料可视现场情况采用丙凝浆液或油溶性聚氨酯浆液。

车道层顶部变形缝堵漏完成后安装托盘，托盘尺寸需根据现场情况决定。部分变形缝处有线管及指示灯紧贴顶部而影响托盘安装。故在影响安装托盘处的线管及指示灯需先下降或移动，待托盘安装好后再将线管及指示灯紧贴托盘安装。托盘端头在有条件的情况下安装漏斗后再接入PVC排水管沿侧墙固定，接入防撞墙上部排水沟内，若防撞墙上部没有排水沟的则在防撞墙上部重做排水沟再将PVC管沿防撞墙接缝接入路面排水沟。

车道层底部变形缝渗漏多表观现象为沥青层渗漏或排水沟渗漏，因无法直接找出或看到底板变形缝，故也无法直接对变形缝进行堵漏。车道层底板变形缝渗漏一般有两种解决方式，一为地面开槽引流至排水沟，二为刨除沥青层暴露出底板结构及变形缝，再针对变形缝进行缝内注浆及壁后注浆堵漏。

（1）地面开槽引流：1）在地面渗漏处凿开沥青层;2）开凿放坡至两侧排水沟或横截沟内;3）沟槽上部两侧需设置台阶放置钢板;4）钢板上部重新铺设沥青。

（2）变形缝缝内注浆：1）刨除地面沥青层暴露出底板结构及变形缝;2）缝内注浆施工方法及工序同顶部变形缝堵漏。

（3）变形缝壁后注浆：针对渗漏严重的结构缝，先在结构缝两侧垂直开孔至迎水面注浆堵漏，开设的垂直孔需两次开孔形成。若注浆完成后缝内仍有渗漏则再结合缝内注浆，使结构缝完全封闭。待底部结构缝堵漏完成后用环氧浆液封闭注浆孔。应注意在底板上开孔，不可直接打穿底板。开孔位置与开孔数量根据现场情况确定。

1）将孔口管埋入孔内，待植筋胶凝固后安装连接管和防喷装置;2）从防喷装置内二次开孔打穿底板;3）连接注浆管路，注浆堵漏。注浆材料采用丙凝浆液或油溶性聚氨酯浆液;4）连待注浆完成后拆除防喷装置和连接管，用环氧封闭注浆孔。

3.2 工作井渗漏整治

工作井渗漏主要为变形缝渗漏及不规则裂缝渗漏，变形缝渗漏治理按照车道层顶部变形缝堵漏方式堵漏。工作井混凝土渗漏裂缝整治流程如下：

（1）打孔：钻斜孔至裂缝处，注浆孔宜交叉布置在裂缝两侧。

（2）埋管：在已打好孔的位置埋入金属注浆管。

（3）注浆：注浆材料采用油溶性聚氨酯浆液。要求使裂缝充满浆液。

（4）封孔：待注浆材料固化后，去除注浆管，用双快水泥封孔。

对于干裂缝，则需对裂缝开展宽度进行检测，以0.2 mm为界点对裂缝进行分类。对于开展宽度小于0.2 mm的裂缝不做处理。对于开展宽度大于0.2 mm的裂缝可进行打孔注入环氧浆液补强后再表面修补。环氧注浆方法与混凝土渗漏裂缝整治方法相同，但材料为环氧浆液。表面修补可用环氧浆液对其表面涂刷也可表面扩缝后用环氧砂浆修补。

3.3 盾构段管片拼缝渗漏治理

3.3.1 背水面注浆堵漏

背水面注浆堵漏治理的需要经历一下几个阶段，第一步即打孔，清理管片的嵌缝槽及环、纵缝，在相邻管片缝隙上正面垂直打孔1 m设2～3个注浆孔;然后在已打好孔的位置埋入金属注浆管阀，然后孔内清理干净;根据要求，在相邻管片缝隙表面用弹性环氧密封胶封闭，间隔留出气孔;下一步为注浆。采用注浆时，当出气孔出浆后将出气孔封闭，然后再进行屏浆，使缝隙充满聚氨酯浆液。注浆压力：<0.4 MPa;最后待注浆材料固化后，将金属管拔出，用弹性环氧密封胶封孔。

3.3.2 迎水面注浆堵漏

当漏水量较大或者出现漏沙、漏泥时，应采用迎水面壁后注浆工艺施工。注浆材料一般为油溶性聚氨酯及丙烯酸盐类堵漏材料;选定渗漏区域注浆孔位，打开原注浆预留孔;安装外接头、球阀和防喷装置;用电锤钻钻穿管壁、疏通预留孔;按比例配制注浆所用浆液;连接注浆管路;使用电动齿轮泵注入规定剂量的浆液;按要求完成注浆，关闭球阀，拆除防喷装置和注浆管路;待浆液凝结;拆除球阀，恢复原状注浆孔。

4 注浆材料选用

4.1 油溶性聚氨酯堵漏剂

油溶性聚氨酯堵漏剂是一种双组份聚氨酯灌浆材料，利用自身亲水基团和水快速反应形成高分子聚氨酯发泡体，发泡凝固速度极快，在与水充分反应的情况下，10 s内就能起泡，30 s左右形成固结体，发泡膨胀率大。在堵漏抢险时，由注浆孔将其注入承压水土层，遇水快速起泡，填充因渗漏造成土体流失而形成的空隙，快速封闭渗漏通道，起到抢险堵漏作用。在明水渗漏的情况下，对裂缝进行注浆，通过与水反应发泡，排挤掉裂缝中的水分，为后续的嵌缝、加固等工序提供良好的施工环境和工作面。

4.2 丙凝注浆液

丙凝法是一种新型化学注浆堵漏技术，它采用双液注浆，将按照一定比例称好的三种原料加水搅拌制成甲液，再将过硫酸铵和水按照一定比例搅拌制成乙液，当两种液体混合后即发生聚合反应，30 s初凝，2 min～3 min反应完毕，终凝成胶体。其胶体在20℃温度及标准浓度下，其黏度仅为12×10-3 Pa·s，与水接近，其可灌性较好。而且浆液从制备到所需的时间，可以在几分钟到几小时内精确的加以控制，而且凝结过程不受潮湿介质影响，遇空气不会降低胶结强度。浆液的黏度在凝结前保持不变，使浆液在灌浆过程中保持相同的渗透性和可灌性。浆液的凝结是立即发生的，凝结后几分钟就能达到极限强度，对加快施工进度和提高灌浆质量有利。浆液凝固后，凝胶本事基本上不透水（透水系数为10-9 cm/s），耐久性和稳定性好，可用于永久性灌浆。

5 质量保证措施

为了保证工程施工质量，实现既定质量目标，便于质量管理，在工程实施过程中，我们要建立质量控制的层层负责制，做到层层落实，明确质量管理条线。第一层：操作工人负责;第二层：当班负责人负责;第三层：项目经理部质量负责人负责;第四层：项目经理负责。具体为操作工人向当班负责人负责，当班负责人向项目经理部质量负责人负责，项目经理部质量负责人向项目经理负责，项目经理对工程质量负总体责任。

工程实施时，加强施工过程的质量控制，严格实行“三检制”，即：自检、互检、专检。在工程施工过程中，质量检查采用自检、互检和专检相接合的程序进行。当一道工序结束后，质量员按质量标准对本班组的当天施工情况进行检查，同时负责做好内业质量资料;项目经理与技术负责人进行监督、抽查，发现问题，及时进行整改;互检为当进行到下道工序时，需对上道工序的质量情况进行检查，为互检，由质量员对各班组的施工質量进行对照检查，并形成文字形式，写出具体的质量检查的奖罚措施，奖优罚劣，起到监督作用并帮助整改;专职质量员对各道工序按设计文件、施工规范、验收标准进行验收，并且以文字形式对工序的好坏进行评价，即专检。

通过上述质量过程控制保证计划，优质、高速、准时完成本工程的施工任务。争取本工程合格率达到100%，产品合格率100%，用户满意率81%，做好工程建设工作，为发展上海的轨道交通事业付出我们全部的热忱，贡献我们的力量。工程实施前，要编制施工组织设计和施工技术措施，然后进行审定。施工时，严格按照审定过的施工组织设计和施工技术措施进行施工，严格执行有关施工与验收相关规范，以及建设单位、设计单位和监理单位的相关技术规定。相关专职、兼职技术人员必须持证上岗，上岗前进行技术教育和质量意识提高等教育培训，培训合格方可上岗。施工材料质量注浆所用原材料必须符合设计文件和有关规范的规定，并且分批次进行检查、检验。检查原材料生产许可证、质量保证书及复验报告等，必要时请第三方进行检测。

6 安全施工措施及注意事项

6.1 安全施工措施

隧道施工过程复杂，某个环节不注意可能会造成重大安全隐患，需要加强现场场容管理，使现场做到整齐、干净、节约、安全、施工秩序良好。要及时清运施工垃圾，施工垃圾经清理后集中堆放，集中的垃圾应及时运走，以保持场容的整洁。项目应遵守国家有关环境保护的法律，采取有效措施控制现场的各种粉尘、废气、废水、固体废弃物以及噪振动对环境的污染及危害。每日的施工浆液空桶、清洗的浆桶、水泥桶或（袋子），施工结束后用编织袋装运出施工现场，按上海市有关的环保要求进行处理。清洗液清洗完毕注浆泵后废液装入桶中，清运出现场，按上海市有关的环保要求进行处理。并且需要采取以下安全施工保证措施：

（1）施工现场建立健全的安全组织机构，设专职安全员，各工种、班组设立兼职安全员，同时根据工程的特点，制定该项目各级管理人员和各部门的安全责任制。

（2）施工现场建立完备的安全保护措施，醒目的安全标志，工人进入施工现场戴好安全帽及穿醒目反光背心;建立健全安全生产操作规程和规章制度，新工人进入施工现场前必须认真学习本工种安全技术规程，未经安全知识教育和培训，不得进入施工现场操作。

（3）工程开工前，必须实行三级安全技术交底，以及分部（分工种和综合性安全技术交底），定期召开安全工作会议，开展现场安全检查活动，并认真填好安全日记。

（4）现场电缆架设合理，照明充电，各种照明电器设立二级漏电保护装置，用电设备实行“一机一闸一保护”。电器、线路修理时必须断电，并挂上警示牌。

（5）所有施工人员在未经甲方同意前不得进入施工现场，影响车辆正常行驶。进入现场后严禁吸烟，登高作业必须系好安全带，保证安全可靠。

（6）材料、设备必须堆放在指定位置，严禁超出界线，以防止影响车辆行驶安全。远离火源，有毒性物品必須封存，并且配置消防器材;施工现场必须符合上海市文明工地的统一标准。大风或大雨天气，为保证施工安全和施工质量，应停止施工。

6.2 注意事项

为了避免施工过程中存在的潜在风险进入施工现场戴好安全帽、防护眼镜、口罩及其他安全防护用具，必须正确使用个人劳保用品;现场施工人员的着装必须保持整洁。不得穿拖鞋;现场施工人员必须正确使用相关机具设备。上岗前必须检查好一切安全设施是否安全可靠。暂停作业时，应将工作放置稳妥，严禁抛掷工具及废料;材料构件等物品分类码放整齐。领用材料、运输垃圾，材料等，不沿途遗洒，如出现需及时清扫维护，保持原有环境卫生;操作人员操作时，如有头疼、恶心现象，应停止作业。患有材料刺激过敏人员，不得参加相应工作;高处作业时，必须挂口安全带;严禁在高空中没有扶手的攀沿物上随意走动;作业时要注意车道上部线缆，防止触碰。

7 总结

本文以虹梅南路隧道变形缝的治理为例，详细论述了变形缝治理的施工内容，技术要求，通过对隧道渗漏的原因进行分析，对车道变形缝的整治，工作井渗漏整治，盾构段管片拼缝渗漏治理分别采用了不同的措施，并对注浆液材料进行了合理选取，最后对施工中的可能出现的安全隐患进行了合理预防。为今后类似工程渗漏水的治理提供了参考依据。

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