南京地铁二号线某标盾构区间管片防水施工方案.docx

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南京地铁二号线某标盾构区间管片防水施工方案

xx地铁二号线XX标盾构区间

管片防水施工方案

xx地铁二号线XX标项目部

一防水原则、防水重点、防水要求

1）防水原则

以防为主，多道防线，刚柔结合，综合治理。

以采用高精度管片为前提，以管片结构自防水为根本，管片接缝防水为重点，区间隧道与工作井、隧络通道接头防水为重点，确保区间隧道整体防水性能。

在采用高精度钢筋砼管片的前提下，采取膨胀密封和弹性密封相结合，设计制作特定构造形式，膨胀力大、耐久性好、在长期压缩下应力松弛小的、优良性能的复合材质的框形橡胶圈，满足衬砌接缝长期防水要求。

2）防水重点

以衬砌混凝土自身防水、衬砌结构接缝防水、隧道与车站、旁通道接头防水为重点。

3）防水要求

①管片混凝土抗渗等级为S10。

②管片裂缝应不大于0.2mm。

③地下水对混凝土有腐蚀时，要求混凝土的抗侵蚀系数大于0.8。

④接缝弹性密封垫在错位10mm，且环纵缝张开6mm（其中包括弹性密封垫沟槽制作误差、拼装误差、后期接缝变化）时，能长期抗0.6Mpa的水压不漏水。

⑤盾构区间隧道防水等级为二级，顶部不允许有滴漏，其他不允许漏水，结构表面可有少量的湿渍，总湿渍总面积不应大于总防水面积的6/1000，任意100m2防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m2。

二主要防水措施

衬砌防水措施有：

管片混凝土自防水；管片接缝设弹性密封垫及螺栓孔防水；嵌缝密封；隧道与车站、旁通道接头防水。

三防水材料的技术性能

1）衬砌混凝土管片结构自防水

在管片生产中，通过合理的配合比设计、规范的材料选购、严格的生产控制和检测等措施来确保管片的抗渗性能。

本工程衬砌混凝土采用强度为C50的高强砼，其抗渗等级1.0MPa。

管片的抗渗和检漏标准：

在0.8MPa水压力作用下，恒压3小时，渗透深度小于5cm。

管片在预制厂制作时防水检查和检测的内容主要有：

砼的抗渗强度报告、管片检漏试验报告、管片砼的外观检查、管片成环拼装精度、单块管片成型精度。

管片的外观检查除一般要求内实外光外，尤其是检查嵌缝条槽口处砼的外观：

有否气孔及小蜂窝现象。

2）管片接缝防水及螺栓孔防水

⑴管片接缝防水

为了满足接缝防水要求，在管片接缝处设置了框形弹性密封垫和嵌缝两道防水措施，并以弹性密封垫为主要防水措施。

①弹性密封垫防水

弹性橡胶密封垫在错位10mm，环、纵缝张开6mm（其中包括密封垫沟槽制作误差、拼装误差、后期接缝变化）时，要求能长期抗0.6MPa水压，长期不渗漏。

弹性密封垫由三元乙丙橡胶挤出硫化而成，在其顶面嵌入水膨胀橡胶，在变形缝环面，密封垫顶部粘贴3mm厚水膨胀橡胶。

下部开有多个孔槽，可改善应力一应变特性，使接缝张开一定范围时，密封垫接触面的压应力变化较小，在满足水密要求的前提下减小拼应力。

为减少封顶块插入时弹性密封垫间的摩阻力，封顶块两侧的弹性橡胶密封垫在拼装前涂表面润滑剂，为水性涂抹剂，粘度为300cps。

弹性橡胶密封垫与混凝土管片间用单组份氯丁-酚醛胶粘剂粘结。

弹性橡胶密封垫顶面嵌入的水膨胀橡胶表面涂缓膨胀剂。

变形缝处在密封垫外增设遇水膨胀椽胶，进一步加强变形缝处防水能力。

此外，为加强弹性密封垫角部防水，在密封垫外角部覆贴自粘性丁基橡胶薄板，它由未硫化丁基橡胶薄片构成，厚1.5mm，宽50mm，长75mm×2。

粘贴时，仅覆盖一半弹性密封垫表面（不遮盖水膨胀橡胶表面）。

其剪切粘接强度大于或等于0.07MPa。

②嵌缝防水

嵌缝槽密封材料采用聚合物水泥（如氯丁胶乳水泥砂浆），材料与混凝土结合面用界面处理剂进行处理。

嵌缝范围：

洞门段30mm、联络通道两侧各8～10m处等变形量大的衬砌环段进行整环嵌填，其余区段则在拱顶40°范围和拱底90°范围内嵌填的。

⑵螺栓孔及吊装孔（注浆孔）的防水

①螺栓孔防水

采用遇水膨胀椽胶密封圈作为螺栓孔密封圈，利用压密和膨胀双重作用加强防水，而且材料到期可以更换。

做到螺孔处不出现渗漏、点漏、线漏现象。

②吊装孔（注浆孔）防水

当吊装孔和注浆孔结合使用时，为减少注浆孔作为隧道渗水的薄弱环节，在吊装孔的管片外侧留50mm的素砼，当需要进行衬砌背后二次注浆时，将吊装孔素砼破开，作为注浆孔使用。

注浆孔设置一道水膨胀螺孔密封圈加强防水。

⑶材料主要技术指标

材料主要技术指标见“三元乙丙橡胶”、“单组份氯丁-酚醛胶粘剂”、“遇水膨胀橡胶”、“氯丁橡胶”、“缓膨胀剂”。

3）嵌缝防水

嵌缝防水要求拱顶嵌缝不滴漏，拱底块在嵌缝作业后无渗流、渗水现象。

嵌缝施工要求如下：

三元乙丙橡胶

项目

指标

测试方法

备注

硬度SH

拉伸强度（Mpa）

压缩永久变形%*

拉伸强度变化率%**

扯断伸长率变化率%**

硬度变化SH**

伸长率%

防霉等级***

67°±5°

>10.5

<25

≤15

≤30

≤6

>350

达到或优于一级

按GB/T531测试

按GB/T528测试

按GB/T7759测试

按GB/T528测试

按GB/T528测试

按GB/T531测试

按GB/T528测试

参照GB2423-16-81J测试

*指70℃22hr的变化

**指70℃96hr的变化

***指防霉试验按每一区间检测一次的检查频度进行

单组份氯丁-酚醛胶粘剂

项目

指标

阻燃性

离火10秒自熄

橡胶与水泥粘接面剪切强度（MPa）

≥0.20

遇水膨胀橡胶

项目

指标

测试方法

备注

硬度（SH）（密封垫）

硬度（SH）（螺孔密封圈）

拉伸强度（Mpa）

伸长率%

扯断永久变形%

静水膨胀率（密封垫）%*

静水膨胀率（螺孔密封圈）%*

45°±7°

42°±7°

≥3

≥400

≤20

≥400

≥250

按GB/T531测试

按GB/T531测试

按GB/T528测试

按GB/T528测试

按GB/T7759测试

按GB/T1690测试

按GB/T1690测试

*静水膨胀率%=（膨胀后体积/膨胀前体积）×100％

氯丁橡胶

项目

指标

测试方法

硬度（SH）

拉伸强度（Mpa）

永久压缩变形％（23℃72hr的变化）

硬度变化SH（70℃96hr的变化）

拉伸强度变化率%（70℃96hr的变化）

扯断伸长率变化率%（70℃96hr的变化）

扯断伸长率%

防霉等级

50°±5°

>12

<22

≤＋8

<10

<20

>440

达到或优于一级

按GB/T531测试

按GB/T528测试

按GB/T7759测试

按GB/T531测试

按GB/T528测试

按GB/T528测试

按GB/T528测试

参照GB2423-16-81J测试

缓膨胀剂

项目

指标

备注

干燥时间：

表干（h）**

实干（h）**

粘度（mpa.s）

涂抹与否最终膨胀率之比值ß%***

涂抹缓膨胀剂后七天膨胀率与最终膨胀率之比%**

≤10

≤24

≤600

≥90

≤60

*ß=（涂抹后最终膨胀率/未涂抹最终膨胀率）*100%

**指缓膨胀剂（一般三度）厚度为0.8mm（干膜）时测得数据。

一般衬砌，拱底120°范围内采用遇水膨胀密封胶加封氯丁胶乳水泥封填，其他部位采用单组份聚氨酯密封胶嵌填。

出进口洞20环嵌缝材料全部采用遇水膨胀密封胶加封氯丁胶乳水泥封填。

见“聚氨脂密封胶主要技术指标”。

项目

单位

指标

硬度（SH）（固化后）

拉伸强度

施工时间

低温柔性

延伸率

流动性（下垂）

A

（Mpa）

hr（20°CRH>50%）

-30°C

%

Mm

25～35

0.3～0.5

≤3

无裂纹

≥300

≤2

聚氨脂密封胶主要技术指标

4）盾构隧道与盾构工作井接头防水

盾构隧道与盾构工作井接头防水：

仅接头处允许有少量渗漏，无肉眼可见的水流，砼表面水斑限制在最低限度。

四防水施工及主要技术措施

1）管片防水质量及主要技术措施

⑴管片结构混凝土的抗渗等级为1.0MPa，混凝土采用高效减水剂、高活性微矿粉掺料，选择合理的拌和物配合比参数，配制以抗裂、耐久为重点的高性能混凝土。

每10环管片做一组圆柱体的抗渗试验。

⑵钢筋混凝土管片每生产一环应抽查一块进行单块检漏试验，将管片吊放在检漏台上就位后，在管片内弧面铺上橡皮，上好夹具，先用手动扳手初步拧紧螺帽，再用气动扳手由中间向两端对称拧紧螺帽，气动分二次拧紧螺帽，第一次拧紧60%，第二次拧足，使管片和检漏台上的橡胶接缝处在整个试验阶段密贴不渗水。

接通水泵电机电源，打开排汽阀门，排出管片与检漏台之间的空气，直到水溢出排气管，然后关紧排汽阀门。

调定溢流阀工作压力，在0.2Mpa时恒压5分钟，升压至0.4Mpa时恒压20分钟，升压至0.6Mpa时恒压35分钟，升压至0.8Mpa时恒压2小时。

同时仔细检查管片渗漏情况，做好原始记录。

2）管片接缝防水施工及主要技术措施

⑴弹性密封垫施工

①弹性密封垫粘贴前用钢丝刷将密封凹槽的浮灰、油污清理干净并烘干，用单组份氯丁-酚醛胶粘剂将管片凹槽及弹性密封垫分别刷一遍，等到不粘手时粘贴，并用橡皮锤敲紧，保证弹性密封垫粘贴牢靠。

管片潮湿时,通过强制干燥后进行粘贴。

②施工期间遇到下雨天或者隧道底部积水，操作不当会使遇水膨胀止水带和螺栓垫圈在拼装前遇水预膨胀或变形，影响止水效果，故在粘贴止水条的地方做好防雨措施，搭设活动防雨棚、覆盖塑料薄膜或在止水带表面涂缓膨剂。

隧道底部如有积水，及时进行清除。

为适应施工条件，拱底块管片的密封垫露于沟槽外的表面涂刷缓膨胀剂三度。

③冬季施工时设置烘房设施，做橡胶止水带加温用。

④角部加贴的自粘性橡胶薄片厚度长度符合设计要求，以免影响止水带的防水效果。

⑤封顶块插入间隙偏小，摩阻力大，止水带容易延伸拉长，角部易形成“疙瘩”，影响压密，在拼装前涂水性润滑剂，粘度300cps，以减少封顶块插入时的摩阻力。

⑥弹性密封垫由厂家定制，每批弹性密封垫有质量合格证，其属性、质量、类别、型号、供应或加工来源在得到监理工程师的批准后使用。

⑵螺孔密封防水

螺栓与螺栓孔之间的装配间隙是渗水的重要通道，所采取的防水措施就是用密封圈（水膨胀橡胶）垫在螺栓和螺孔口之间，在拧紧螺栓时，密封圈受挤压变形充填在螺栓与孔壁之间，达到止水效果。

由于螺栓垫圈会产生蠕变而松弛，为了提高止水效果，对螺栓进行二次拧紧。

经过以上防水处理，大多数的螺栓孔可达到完全止水。

若有少数发现漏水，一般情况下只要紧固螺母即可止水。

但在隧道曲线推进段，螺栓插入螺孔时常出现不规则的偏斜，紧固后防水垫圈局部受压，易出现渗漏水。

在此情况下，使用铝制杯型罩，将弹性嵌缝材料束紧到螺母部位，用专用夹具挤紧，待材料硬化之后，再拆除夹具。

盾构完成后，及时封堵螺栓孔。

螺栓孔采用微膨胀水泥进行封堵。

⑶变形缝防水

因变形缝在环向面贴衬垫片，所以在施工中采用密封垫表面加贴遇水膨胀橡胶薄片加强防水。

3）嵌缝及手孔填充防水施工

⑴嵌缝防水处理

嵌缝作业在衬砌变形稳定后，在无千斤顶推力影响的范围内进行，一般在推进150环以后进行。

嵌缝前将嵌缝槽内的油、锈、水清除干净，必要时用喷灯烘干，在干燥状态下进行嵌缝材料的施工。

局部漏水处先止水后施工。

施工步聚如下：

①清缝，刷去缝内泥沙杂物，用清水冲洗干净，烘干。

②嵌入水膨性密封胶。

若缝槽过窄，剪去多余宽度；若缝槽过宽，补充水膨性密封胶，使其嵌入后能达到预定深度并密帖。

③水膨性密封胶嵌好后，表面要求平整。

④接头处水膨性密封胶相连接。

⑤涂刷界面剂YJ-302（双组份），将界面剂以甲组∶乙组∶水泥=1∶3∶4的配合比倒入容器拌匀，每次的搅拌量在2小时内用完。

⑥界面剂涂刷范围为缝槽内壁、纵缝两侧各15mm范围内，环缝两侧各16mm范围内。

⑦加封氯丁胶乳水泥保护层（氯丁胶乳∶水泥=0.4∶1），在界面剂干燥前，用配好的氯丁胶乳水泥压密封堵。

⑵拼装螺栓外露部分的防腐处理

螺栓、螺帽、垫圈等材料在运输中将采取有效保护措施，如用柔性材料包装，轻拿轻放，防止镀锌层受损

上部180°范围内的外露螺栓、螺帽、垫圈因已作过镀锌处理作一般密封防腐处理。

其工艺及技术要求为：

①清除绣渣及浮漆。

②涂刷水性防锈漆。

③用快凝水泥严密封头，并套上塑料保护罩。

④封头及塑料保护罩垂直孔口壁面，螺帽、垫圈不得外露。

⑤塑料保护罩上适当钻孔，以利于水泥咬合，防止脱落。

⑶手孔充填处理

①隧道下半断面的手孔，用掺有微膨胀剂的细石混凝土充填，表面平整光滑。

②拱底块上螺丝外露部分涂防腐涂料，其它若有锈蚀也涂防腐涂料。

③充填细石混凝土前，用前述配比好的界面处理剂YJ-302涂刷。

④充填细石混凝土时留少许高度不填平，以便用水泥浆抹平，使其平整美观。

⑤邻接块上凡有隧道照明用灯座支架的手孔也全部充填（整个工程结束前将拆除灯座，并割断支架，充填细石混凝土时将支架残余部分全部封闭）。

施工时注重周围电路的绝缘，加强安全绝缘措施。