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5.2 方案设计
5.2.1 管片环、纵缝渗漏的治理宜根据渗漏水状况及现场施工条件采取注浆止水或嵌填密封，必要时可进行壁后注浆，并应符合下列规定：
1 对于有渗漏明水的环、纵缝宜采取注浆止水。注浆止水前，宜先在渗漏部位周围无明水渗出的纵、环缝部位骑缝垂直钻孔至遇水膨胀止水条处或弹性密封垫处，并在孔内形成由聚氨酯灌浆材料或其他密封材料形成浆液阻断点。随后宜在浆液阻断点围成的区域内部，用速凝型聚合物砂浆等骑缝埋设注浆嘴并封堵接缝，并注入可在潮湿环境下固化、固结体有弹性的改性环氧树脂灌浆材料；注浆嘴间距不宜大于1000mm，注浆压力不宜大于0.6MPa，治理范围宜以渗漏接缝为中心，前后各1环。
2 对于有明水渗出但施工现场不具备预先设置浆液阻断点的接缝的渗漏，宜先用速凝型聚合物砂浆骑缝埋置注浆嘴，并宜封堵渗漏接缝两侧各3～5环内管片的环、纵缝。注浆嘴间距不宜小于1000mm，注浆材料宜采用可在潮湿环境下固化，固结体有一定弹性的环氧树脂灌浆材料，注浆压力不宜大于0.2MPa。
3 对于潮湿而无明水的接缝，宜采取嵌填密封处理，并应符合下列规定：
1）对于影响混凝土管片密封防水性能的边、角破损部位，宜先进行修补，修补材料的强度不应小于管片混凝土的强度；
2）拱顶及侧壁宜采取在嵌缝沟槽中依次涂刷基层处理剂、设置背衬材料、嵌填柔性密封材料的治理工艺（图5.2.2）；
3）背衬材料性能应符合密封材料固化要求，直径应大于嵌缝沟槽宽度20％～50％，且不应与密封材料相粘结；
4）轨道交通盾构法隧道拱顶环向嵌缝范围宜为隧道竖向轴线顶部两侧各22.5°，拱底嵌缝范围宜为隧道竖向轴线底部两侧各43°；变形缝处宜整环嵌缝。特殊功能的隧道可采取整环嵌缝或按设计要求进行；
5）嵌缝范围宜以渗漏接缝为中心，沿隧道推进方向前后各不宜小于2环。
图5.2.2 拱顶管片环（纵）缝嵌缝
1——环（纵）缝；2——背衬材料；
3——柔性密封材料；4——界面处理剂
4 当隧道下沉或偏移量超过设计允许值并发生渗漏时，宜以渗漏部位为中心在其前后各2环的范围内进行壁后注浆。壁后注浆完成后，若仍有渗漏可按本条第1款或第2款的规定在接缝间注浆止水，对潮湿而无明水的接缝宜按第3款的规定进行嵌填密封处理。壁后注浆宜符合下列规定：
1）注浆前应查明待注区域衬砌外回填的现状；
2）注浆时应按设计要求布孔，并宜优先使用管片的预留注浆孔进行壁后注浆。注浆孔应设置在邻接块和标准块上；隧道下沉量大时，尚应在底部拱底块上增设注浆孔；
3）应根据隧道外部土体的性质选择注浆材料，黏土地层宜采用水泥-水玻璃双液灌浆材料，砂性地层宜采用聚氨酯灌浆材料或丙烯酸盐灌浆材料；
4）宜根据浆液性质及回填现状选择合适的注浆压力及单孔注浆量；
5）注浆过程中，应采取措施实时监测隧道形变量。
5 速凝型聚合物砂浆宜具有一定的柔韧性、良好的潮湿基层粘结强度，各项性能应符合设计要求。
5.2.2 隧道进出洞口段渗漏的治理宜采取注浆止水及嵌填密封等技术措施，并宜符合下列规定：
1 隧道与端头井后浇混凝土环梁接缝的渗漏宜按本规程第4.2.2条的规定钻斜孔注入聚氨酯灌浆材料止水；
2 隧道进出洞口段25环内管片接缝渗漏的治理及壁后注浆宜符合本规程第5.2.1条的规定。
5.2.3 隧道与连接通道相交部位的渗漏宜根据渗漏部位采取注浆止水或嵌填密封等技术措施，必要时可进行壁后注浆，并宜符合下列规定：
1 接缝的渗漏宜按本规程第4.2.2条的规定钻斜孔注入聚氨酯灌浆材料止水；
2 连接通道两侧各5环范围内管片接缝渗漏的治理及壁后注浆宜符合本规程第5.2.1条的规定。
5.2.4 轨道交通盾构法隧道道床以下管片接头渗漏宜按本规程第5.2.1条的规定采取壁后注浆及注浆止水等技术措施进行治理，注浆范围宜为渗漏部位两侧各5环以内的隧道邻接块、标准块及拱底块。拱底块预留注浆孔已被覆盖的，应在道床两侧重新设置注浆孔再进行壁后注浆。
5.2.5 盾构法隧道管片螺孔渗漏的治理应符合下列规定：
1 未安装密封圈或密封圈已失效的螺孔，应重新安装或更换符合设计要求的螺孔密封圈，并应紧固螺栓。螺孔密封圈的性能应符合现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB 50108的规定；
2 螺孔内渗水时，宜钻斜孔至螺孔注入聚氨酯灌浆材料止水，并宜按本条第1款的规定密封并紧固螺栓。
5.2.6 沉管法隧道管段的Ω形止水带边缘出现渗漏时，宜重新紧固止水带边缘的螺栓。
5.2.7 沉管法隧道管段的端钢壳与混凝土管段接缝渗漏的治理，宜按本规程第4.2.1条的规定沿接缝走向从混凝土中钻斜孔至端钢壳，并宜根据渗漏量大小选择注入聚氨酯灌浆材料或可在潮湿环境下固化的环氧树脂灌浆材料。
5.2.8 顶管法隧道管节接缝渗漏的治理，宜沿接缝走向按本规程第4.2.2条的规定，采用钻孔灌注聚氨酯灌浆材料或水泥基灌浆材料止水，并宜全断面嵌填高模量合成高分子密封材料。施工条件允许时，宜按本规程4.2.5条的规定安装内置式密封止水带。
5.2.1 管片环、纵接缝发生渗漏的原因主要有：在盾构推进过程中管片受挤压、碰撞，使弹性密封垫或止水条偏位造成环缝处防水失效；相邻管片间连接姿态不好等原因造成纵缝处止水措施失效；止水条过早浸水预膨胀造成止水效果降低，拼装过程中挤压（破）止水条或止水条间夹杂异物；管片拼装质量差，螺栓未拧紧或接缝夹杂异物，接缝张开过大造成止水条压密不严；隧道推进时引起管片错位或相邻块连接不良，止水条密封效果降低等。
1 在背水面注浆止水时，为防止浆液沿管片接缝扩散，须事先在渗漏部位附近设置浆液阻断点。常用的方法是从背水面在环缝渗漏部位相邻的纵缝上，钻双孔至弹性密封垫或遇水膨胀止水条附近，注入密封材料或聚氨酯灌浆材料形成浆液阻断点，如图1所示。应当说明的是，这是较为理想的治理方法，其理论和实践还在不断发展及丰富过程中。当前实践也表明，如果管片间榫接，则往往很难用这种方法形成有效的浆液阻断点。
图1 纵缝设置浆液阻断点并环缝注浆止水布孔示意图
1——浆液阻断点注浆嘴；2——浆液阻断点；
3——纵缝；4——注浆嘴；5——环缝嵌缝；
D——拱底块；B——标准块；L——邻接块；F——封顶块
2 在新建尚未投入使用或设备管线较少的运营隧道，工作面较宽敞，可以按第1款的规定先设浆液阻断点再注浆止水。当隧道中设备管线较多时，往往不具备预设浆液阻断点的条件，此时就只能按第2款的规定进行渗漏治理。其基本原理是通过在背水面嵌缝（封堵）并埋嘴注浆，迫使渗漏水沿彼此连通的环、纵缝发散到更大的面积上，加大蒸发面积使蒸发量大于渗入量，达到减小或消除渗漏的目的。考虑到浆液固结体适应形变或荷载的要求（特别是用于轨道交通的盾构隧道），最好使用固结体有一定弹性的灌浆材料。
3 嵌缝的目的是将拱顶的少量渗漏水利用连通的环、纵缝引开，条文对其关键点进行了规定：
3）国外通常将背衬材料分为闭孔型、开孔型、双室型背衬棒及背衬隔离带四大类，根据密封材料固化机理不同，可选择相应结构的背衬材料。例如，单组分湿固化聚氨酯密封胶就宜使用开孔型或双室型背衬棒；
4）规定拱顶的嵌缝角度为是为了避免渗漏水滴落到轨道交通设施表面，进而引起金属件锈蚀或设备短路等安全事故。
4 壁后注浆又称为回填注浆，按施工顺序分为同步注浆、二次注浆（含渗漏治理时的壁后注浆），是盾构推进施工过程中必要的止水、护壁措施，然而在施工过程中往往会出现注浆不充分或漏注等现象。在盾构隧道渗漏综合治理中，对隧道管片壁外进行补充注浆是有效的迎水面渗漏治理的辅助措施。既能在隧道外部起到防水帷幕作用，同时又能起到加固土体作用以减少隧道由于土体后期因素产生沉降带来的后续再漏的几率。壁后注浆是隧道纠偏及治理盾构法隧道渗漏的有效途径。其技术难度较大、步骤较为复杂，宜慎用。
壁后注浆时，现场监测项目及控制值一般设定为：隧道结构纵向沉降与隆起不大于±5mm，隧道结构纵向水平位移不大于±5mm，隧道收敛值小于20mm；隧道纵向变形最小曲线半径不应小于15 000m；轨向偏差和高低差最大尺度小于4mm/10m。具体可参见现行国家标准《盾构法隧道施工和质量验收规范》GB 50446。
5.2.2 造成隧道进出洞段连接处渗漏的原因主要有：盾构进出洞时，洞口外侧土体部分流失，破坏了加固体及原状土强度和结构；同步注浆和二次注浆不足或不密实；井接头及前一环与洞口地下连续墙及内衬呈刚性接触，其他管片与加固体及原状土呈柔性接触，导致该处管片不均匀沉降和渗漏水；洞口加固土体在强度发展过程中会与基坑围护结构之间产生间隙，在长期土体中的渗水将填充于加固土体与围护结构之间的间隙，并随着时间的推移，形成一定的水压；井接头顶部混凝土浇筑不密实；进洞环管片在脱离盾尾时，土体流失、坍方事故等发生会造成盾构姿态突变，造成管片密封局部损坏；出洞段由于施工单位的基准环（支撑环）强度或状态不好，造成出洞段盾构姿态不好等。条文中按环、纵缝及施工缝分别给出了治理工艺。
5.2.3 连接通道段渗漏产生原因主要有：连接通道所连接的盾构隧道为复杂应力部位，细微变形和沉降在所难免，例如连接通道施工过程中钻孔、冻胀、开挖、结构施工等使连接通道附近的管片产生不均匀沉降；冻土融化层注浆不及时、注浆量不足或加固强度不够，造成隧道后期沉降，不均匀沉降引起隧道管片的嵌合不密或结构破坏，进而引起渗水；连接通道通常处于区间隧道的最低处，且多为含饱和水的砂性土层，承压水的静水压较大；连接通道现浇混凝土不密实造成的渗漏水等。隧道管片与连接通道接缝可视为施工缝，宜采取钻斜孔注浆止水。
5.2.4 轨道交通道床以下与管片接头部位渗漏的原因主要是地层不稳定（流沙）、管片拼装质量不好、同步和二次注浆量不足导致隧道沉降；或由于后期道床施工、管线排放的措施不当，引起了管片的局部破坏。在进行壁后注浆时，按照邻接块、标准块和拱底块的顺序注浆的目的在于先注入的浆液固化后，能防止后续注入浆液向两侧上返，有利于加快施工速度，节省材料用量。
5.2.6 沉管法隧道管段接头的主要防水措施是安装GINA及Ω形止水带，通常不会出现渗漏， 一旦发生渗漏所采取的措施是松动渗漏部位周边固定Ω形止水带的螺母，重新调整位置，再拧紧。
5.2.8 顶管法隧道管节接缝是容易发生渗漏的部位，渗漏治理的措施是从背水面注浆封堵，并可参照现浇混凝土结构变形缝渗漏的治理工艺进行综合治理。
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