盾构洞门渗漏水长效治理监理实践与创新

米振远（中铁华铁工程设计集团有限公司， 北京 100071）

区间盾构洞门渗漏水在沿海地区区间盾构施工中是一个常见的质量顽疾。盾构洞门作为盾构区间与其他结构的连接部位，结构复杂，涉及洞门端头加固、盾构始发、洞口管片拼装、盾构接收及洞门环梁浇筑五个阶段。各种结构交叉工序多，细部处理易有疏漏，常规的结构防渗漏治理办法如打铝管、针头注环氧树脂堵漏等治理效果差，而且洞门渗水直接渗入行车轨道板结构内，收集、抽排较为困难。渗漏水治理效果是现场控制的难点，花费成本较高，经济效益差，如果没有可靠的防水、堵漏措施，地下水就会侵入道床部结构，影响行车安全。区间盾构洞门防渗漏控制需要系统、全面、全过程控制。以某地铁项目为例，在处置区间土压平衡盾构洞门渗漏水治理问题时，系统管控各工序防渗漏措施，补充和细化了相关地铁盾构工程防水细节控制，针对性地指导管控施工单位开展洞门治理工作，成功解决了盾构洞门渗漏水治理问题。监理的思路和做法，对今后处置类似问题具有一定的借鉴意义。

1 盾构洞门渗漏水问题及案例情况

1.1 盾构洞门渗漏水治理难点及防水要求

盾构洞门渗漏水治理是盾构区间渗漏水治理的难点。难点一：常规的结构防渗漏治理办法如打铝管、针头注环氧化合物等治理效果差，经常出现刚刚治理堵漏完又反复出现渗漏水情况，堵不胜堵，代价极大。难点二：洞门连接结构小而多，常规的堵漏治理频繁会影响洞门环梁结构或管片质量，带来更大的渗漏。难点三：洞门位置较为敏感渗漏水直接渗入轨道结构内，给行车带来安全隐患，且该部位抽排集水困难。

区间隧道结构防水等级一般为二级，顶部不允许滴漏，其他部位不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，但总湿渍面积不大于总防水面积的2/1 000，任意100 m2防水面积上的湿渍不超过3处，单个湿渍的最大面积不大于0.2 m2。隧道工程中漏水的平均渗漏量不大于0.05 L/m2·d，任意100 m2防水面积渗漏量不大于0.15 L/m2·d。

1.2 案例盾构区间洞门情况

某地铁区间覆土约8 m～11 m，洞门处地层为④3粉细砂、⑤1粉质黏土、⑧4中粗砂、1-2残积砂质黏性土；到达端覆土约7.990 m，所处地层为⑤1粉质黏土、⑧1粉质黏土、⑧3粉细砂、⑧4中粗砂、⑧5圆砾卵石。

地下水按赋存介质可分为四类：赋存于人工填土中的上层滞水，赋存于砂层中的第四系孔隙潜水，赋存于残积层及全、散体状强风化带中的风化残积孔隙裂隙水，以及赋存于碎裂状强风化～中、微风化带的基岩裂隙水。

2 治理主要技术措施简述

2.1 盾构洞门渗漏水机理分析

通过认真查阅设计文件及相关规范，发现洞门渗漏水来源有两处，一是盾构井方向的地下水通过渗漏洞门钢环与端墙交接部位，二是盾构区间方向地下水通过管片背后空隙渗漏。针对渗漏水来源，本着系统性和全面性控制的原则，主要针对端头加固、洞门钢环与端墙卷材密封盾构机身与洞门钢环间的空隙密封、洞口管片环封质量控制、洞门环梁浇筑空隙填充、缺陷治理环节进行管控，通过一系列的细部控制及环节空隙的填充密室确保盾构洞门渗漏水的治理效果。

2.2 端头加固管控措施

端头加固管控是洞门防渗漏的常规管控环节。按照设计文件及相关规定对该环节进行管控，具体措施为：端头加固完成28 d后，对加固土体进行垂直和水平钻芯取样试验以检查加固效果，垂直取芯数量为施工总桩数的1%且不小于3根，水平取芯数量不少于9个，以其无侧限抗压强度≥0.8 MPa、渗透系数≤1.0×10－6cm/s为合格。

2.3 洞门钢环与端墙卷材密封管控措施

洞门钢环与盾构井端墙卷材密封是防止因盾构井方向来水导致洞门渗漏的关键环节，也是监理管控的重点，但该环节设计文件中没有细部做法，相关规范也缺乏验收控制内容。此问题在召开的监理例会上由监理明确提出，以会议纪要形式报建设单位，引起建设单位重视，明确提出施工方案中必须增加洞门钢环与端墙防水卷材密封的具体措施，保证洞门处不渗漏。

案例做法：（1）洞门钢环上靠近防水卷材侧20 cm处加设止水钢板，止水钢板环向与洞门钢环焊接牢固；（2）洞门钢环安装时，将端墙防水卷材翻至洞门钢环止水环处，并将接茬处粘贴封闭严实；（3）采用聚硫密封胶对防水卷材进行防水收口处理。

监理管控措施：（1）检查止水钢板与洞门钢环的焊缝密实情况；（2）检查防水卷材与洞门钢环的搭接长度是否满足方案要求；（3）观察聚硫密封胶与防水卷材进行防水收口密实情况。

2.4 进出洞前盾构机身与洞门钢环间的空隙密封管控措施

进、出洞前盾构机身与洞门钢环间的空隙密封是防止因盾构方向来水导致洞门渗漏的关键环节。盾构机身与洞门钢环间的空隙密封不好，会导致盾构进洞初始土压平衡不能有效建立，不能正常同步注浆及二次注浆，注浆质量无法有效管控。设计文件中往往对该环节密封的设计无要求或无具体要求，相关规范也缺乏验收控制内容，监理在该部位防渗漏水缺陷防治时管控依据不充分，此问题在召开监理例会上由监理明确提出，以会议纪要形式报建设单位，引起建设单位重视，明确提出施工方案中必须增加进洞密封具体措施，保证洞门处不渗漏。

案例做法：零环拆除后及盾构（始发）接收后，快速清除钢环内的渣土，立即用3 mm～5 mm圆弧形钢板将洞门钢环与端墙上的预埋件焊接，作为封堵钢圈，其作用主要是封堵洞门钢环与管片外壁的间隙。该方法一方面能快速稳定管片，另一方面焊接钢板起到较好的止水效果，牢固连接管片与洞门钢环。注浆过程中若发现洞门焊接弧形钢板有渗漏水情况应及时进行补焊，保证密封效果；在封堵安装固定带有橡胶密封层的止水折页板时，用压板螺栓固定牢靠；最后在密封止水折页板上、中、下部位加装6个注浆管，为防止现场对预留注浆管进行注浆时不能有效地将水排开，提前对预留注浆管设置止回阀，在预留注浆管最高处设置排气阀。

监理管控措施：（1）检查封堵钢圈与洞门钢环焊接密封情况；（2）检查止水橡胶板及压板螺栓固定间距及螺栓的拧固力；（3）观察橡胶密封层的止水折页板与盾构机机身密封情况，可通过折页压板后钢丝绳调整密封空隙；（4）检查闸阀密闭功能及注浆管数量的要求。

2.5 洞口管片背后环封质量管控措施

在进、出洞前盾构机身与洞门钢环间的空隙密封管控好的前提下，洞口管片环封控制是切断盾构方向来水通道的关键环节。

案例做法：在盾构管片的预留注浆孔位置上采用特殊的注浆闸阀通过螺纹与管片进行连接，安装注浆球，安装时闸阀处于关闭状态，待连通注浆管路后且准备压浆时打开闸阀，进行注浆。注浆主要采用水泥浆，水泥采用新鲜无结块强度等级为42.5普通硅酸盐袋装水泥，水泥浆的水灰比为0.8∶1～1∶1；注浆压力为0.3 MPa～0.5 MPa。在注水泥浆效果不好时可选择水泥-水玻璃双液浆。以吊装孔流出浆液为准，当所有打开的吊装孔都有浆液流出或注浆压力达到标准，即完成注浆。冲洗管路，清理场地。待浆液有一定的强度后，拆除注浆闸阀，并用上紧注浆孔堵头，将注浆设备移动到下一注浆区域。水泥-水玻璃双液浆配比，见表1。

表 1 双液浆配比及浆液主要性质表

监理管控措施：（1）检查洞口环封注浆量及压力是否满足方案及规范要求，观察环封完管片渗漏情况；（2）检查止水砂浆、配合比、规格及性能是否满足设计文件要求；（3）检查管片的环向及纵向螺栓是否全部穿进并拧紧，外露铁件防腐处理是否符合设计文件要求；（4）检查临时开设的管片注浆孔是否按设计文件进行防水处理，检查数量，要逐孔检查；（5）检查洞门止水板处注浆管补充注浆，检查注浆量及注浆压力是否满足方案及规范要求，同时观察补充注浆结束的管片渗漏情况。

2.6 洞门环梁浇筑空隙填充管控措施

洞门环梁混凝土空隙填充是洞门渗漏水的重要环节。洞门环梁混凝土空隙是盾构区间前后结构来水的通道，由于洞门环梁浇筑属密闭有限空间浇筑，这种工法缺陷导致环梁顶部混凝土充填不满和不密实，需要在洞门环梁处预留注浆管注浆补充填充。

案例做法：（1）环梁施工缝浇筑混凝土前，应将其表面凿毛并清理干净，涂刷混凝土界面处理剂或15 kg/m2水泥基渗透结晶型防水涂料；（2）施工缝中部设置两道止水条，并预埋一道可重复注浆管；（3）在钢环内靠近端墙处埋设注浆管，分别布置在上部180°范围，内沿环向角度60°引出钢制注浆管，注浆管共设置3个；（4）遇水膨胀止水条洞门环梁混凝土浇筑有限空间作业振捣不密实，在对洞门环梁浇筑前对施工人员进行详细交底，将施工过程及注意事项明确，严格按照要求对洞门环梁浇筑进行振捣，使混凝土振捣密实，避免在浇筑施工完成后出现裂缝及渗漏水；（5）在浇筑洞门环梁后可采用后置注浆管进行补充注浆，保证防水效果，减少后期渗漏水。

监理管控措施：（1）检查所有的防水材料性能、试验数据，防水材料的进场抽样检验、复验等均应符合国家有关规定、规范的要求；（2）检查混凝土表面凿毛质量，杂物清理干净，检查止水条埋设固定情况；（3）检查可重复注浆管固定和注浆口的保护情况；（4）检查浇筑混凝土质量规格、配合比及工作性能等是否满足设计文件和方案的要求；（5）检查浇筑混凝土后注浆量和注浆压力，细致观察洞口混凝土渗漏情况。

2.7 缺陷治理管控措施

缺陷治理管控是治理洞门渗漏水的常规预防环节，也是控制洞门渗漏水的最终措施。

案例做法：（1）裂缝堵水注浆选用改性环氧树脂注浆材料；（2）沿裂缝两侧交错打设注浆小铝管注浆，小铝管间距30 cm～50 cm；（3）注浆压力0.1 MPa左右；（4）封缝处理。

监理管控措施：（1）检查防水材料性能和试验数据，所有防水材料的进场抽样检验、复验等均应符合国家有关规定、规范的要求；（2）缺陷治理必须由具有经资格审查合格的专业防水施工队进行，检查施工单位是否提前组织注浆堵漏施工人员进行交底以及明确在注浆堵漏过程中小铝管埋设深度、角度及注浆压力范围，尽量避免二次堵漏；（3）检查堵漏注浆小铝管埋设深度和角度是否满足方案要求；（4）检查注浆压力是否满足方案要求，观察注浆是否溢出裂缝；（5）观察封缝后混凝土表面是否有湿渍和其他外观缺陷。

3 技术管控措施应用效果验证

通过实施系统性各阶段防水措施后，监理在监4条盾构区间8条盾构隧道、16个洞门，其中15个洞门滴水不漏，1个洞门有湿渍2处，湿渍面积加起来不足0.1 m2，取得了较好成效。

综上，盾构洞门渗漏水长效治理的关键细节控制为洞门钢环与端墙防水卷材密封、进出洞盾构机身与洞门钢环的密封、洞门管片背后环封控空及环梁浇筑时钢环空隙填充四个细部控制。

盾构洞门渗漏水治理有关规定如GB 50108—2008《地下工程防水技术规范》、GB 50446—2017《盾构法隧道施工及验收规范》、GB/T 50299—2018《地下铁道工程施工质量验收标准》、DBJ/T 13—313—2019《福建省城市轨道交通工程渗漏水治理技术规程》等，对洞门钢环与端墙防水卷材密封、进出洞前盾构机身与洞门钢环间的空隙密封、洞口管片背后环封控制、环梁浇筑空隙填充管等项目没有相关验收内容，一般设计文件上也无相关做法要求。监理项目部通过系统性、阶段性管控，为盾构洞门渗漏水治理的细部做法做了积极的探索与实践，确保了地铁工程的工程质量，同时从经济效益上避免了后续多次堵漏，省时省力，节约经济成本。