李享松，沈紅良，蔣瑾，饒永強，凌濤，劉燾
（1. 中鐵五局集團 第一工程有限責任公司，湖南 長沙，410117；2. 湖南科技大學 資源環境與安全工程學院，湖南 湘潭，411201；3. 中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙，410004）
摘要：隧道管片是盾構隧道工程中的重要組成單元，為有效解決隧道管片破裂及滲漏問題，結合長沙軌道交通5號線毛竹塘站至板塘沖站區間隧道實際情況，從生產、運輸、拼裝3個方面分析了施工現場管片破裂及滲漏原因，根據管片破損及滲漏程度，制定了分別采用抹面法和注漿法的修補工藝及養護方案,并提出了一種修補效果檢驗方法。結果表明，本文提出的管片修補及防滲漏技術最大限度降低了工程損失，為類似工程問題提供一定價值的技術指導。
盾構隧道管片破損及管片滲漏水是盾構施工中的主要問題，有效修補破損管片及防滲漏能保障施工穩定、降低工程費用。周俊宏等構建盾構隧道破損管片的受力模型，分析了管片的破損規律，提供了管片修補理論依據；遲家鳳研究了盾構施工過程中管片破損修補技術；毋海軍研究了灰巖層中盾構隧道管片破損修補技術；張興曠從主觀因素和客觀因素出發，分析了盾構隧道管片滲漏水原因，研究了盾構隧道管片的常用防水方法；史清華等研究了盾構隧道管片接縫處防水技術；謝宏明等研究了盾構隧道管片環縫堵漏技術；曾格華等探討了盾構隧道管片拼裝對盾構隧道防水性能的影響。因此，本文以長沙軌道交通5號線毛竹塘站至板塘沖站區間為背景，研究了泥質粉砂巖層中盾構隧道管片修補及防滲漏技術。
長沙軌道交通5號線毛竹塘站—板塘沖站區間左線全長2 210.925 m，右線全長2 217.426 m。區間沿道路敷設，道路寬度為46 m，線路軌面埋深17～57 m。區間隧道掘進主要經過風化泥質粉砂巖層，局部含有中等風化礫巖層、中等風化砂巖層。區間使用的鋼筋砼管片設計如表1所示。
工程中管片破損情況主要有：部分管片在運輸過程中出現破損情況；進場驗收后至管片吊裝下井拼裝前破損；拼裝后破損；剝落；使用過程中出現開裂(大于0.2 mm寬的非貫穿性裂縫)。
通過對實際施工中管片破損原因的統計，總結出破損的原因主要有以下4點：管片廠生產成品不合格，邊、角以及密封圈等關鍵部位有缺損，管片表面有裂紋或氣泡等；工作人員在安裝管片時操作不當,造成孔位砼崩裂，致使管片出現破損；盾構機在掘進時，由于在盾構機姿態的調整等因素的影響，導致管片在環面上出現受力不均或應力過于集中等復雜的受力情況，使管片局部被壓碎，出現拉裂、崩角等外觀缺陷。
盾構隧道管片滲漏水主要發生在管片拼接縫處、管片螺栓孔處以及管片吊裝孔處。管片滲漏水的主要原因有：管片本身防水性能差管片拼裝錯臺過大，尤其是成型管片在脫出盾尾后發生較大錯臺變形；管片止水條粘貼不牢固；二次注漿壓力過大，使管片出現開裂、變形等情況；注漿不充分，未完全封堵管片間縫隙。
根據現場統計的破損形式主要為管片剝落，部分管片出現裂縫。其中，管片裂縫采用壓力注漿法等方法直接修補即可。管片剝落的修補方式根據破損位置可分為上部破損和下部破損。管片上部破損可視情況采取打膨脹螺栓或掛網修補；管片下部破損按照正常修補流程操作即可。同時,可采取抹面法修補未露筋混凝土管片；對于露筋管片，一般采取“化學錨栓(植筋)、掛網及聚合物改性砂漿”等方法修補。
根據現場管片破損調制修補材料，輕微破損的管片采用普通砂漿(水泥︰水︰白水泥=1︰3︰2)修補，破損嚴重的管片采用高強度砂漿(水泥︰河砂︰水︰白水泥=1︰6︰3︰2修補。
用攪拌均勻的砂漿披刮清理干凈的破損部位，按實際情況采用披刮和模筑、免振搗工藝進行。對管片進行披刮時，要壓實修補漿液，確保管片修補表面順滑。破損嚴重的管片需進行二次披刮；部分潮濕部位的破損位置，需使用吹風機降低其表面濕度后再進行修補。
表面修飾及整平。待凝24 h后，需磨平管片表面，并進行調色抹平,采用觀察法檢查修補后管片顏色是否與原管片一致，保證修補后管片表面平整度合格。
養護及硬化處理。管片修補后采取自然養護的方法，安排專人每日兩次巡查，保證管片修補處干凈整潔，避免雜物影響管片外觀，且對管片養護或二次修補進行記錄。
清理及復原。待管片修補漿液固化后，檢查管片修補效果。采取目測法檢查管片外觀(色澤、表面平整度等)，打磨處理合格管片，二次修補或淘汰不合格管片。
對于同步注漿后仍存在漏滲水的情況，一般采用二次注漿技術進行封堵；對于管片接縫及崩角處等小面積部位仍出現滲漏水的情況，需采用注環氧樹脂漿進行封堵。工程防滲漏處理方案如下：
(1)現場滲漏水調查。根據現場管片滲漏情況，記錄管片滲漏部位和方式，調查滲漏原因；
(2)選擇處理方案。根據現場不同的滲漏水部位，制定相應修補措施。管片拼接縫采用壓力注漿的方法；管片表面小面積部位一般可采用注環氧樹脂方法達到堵漏效果;；管片注漿孔、螺栓孔則采用灌注化學漿液的方法進行堵漏；
(3)清理管片滲漏位置。使用鋼絲刷清理管片環縱縫滲漏水位置的雜物,處理后標上記號，確保無雜質；對于管片螺栓滲漏水部位清理，在清除螺栓孔中的泥垢、銹跡等雜質后，在螺栓孔的一端出口塞入阻塞球，并將小鋁管從另一端出口插入；
(4)鉆孔埋管。采用鉆孔孔徑為6 mm小型電鉆在管片設漏水處打孔，孔間距保持在300～500 mm之間，孔深約50 mm；
(5)滲漏水治理。管片滲漏水主要采取注漿方法進行堵漏。管片拼縫滲漏處需注入環氧樹脂化學注漿液，注漿壓力最小為0.2 MPa，最大為0.4 MPa，漿液注入達到漿嘴時，停止注漿，等待漿液凝固；對于螺栓孔處堵漏措施，一般更換損壞的遇水膨脹止水圈即可，若還存在滲漏則壓注環氧樹脂灌漿材料止水；
(6)等待凝固。停止注漿后，需等待8～12 h，待漿液凝固后，觀察注漿嘴漿液飽和情況，若不飽和則重新注漿；
(7)表面修飾及整平。滲漏部位修補后，需等待3～7 d，漿液凝固后拆卸注漿管，并清理管片修補部位的雜質；
(8)清理及復原。對滲漏管片修補后，重新清理管片表面雜物，保證修補管片與原管片的外觀保持一致。
通過目測、手觸和尺量等方法檢查管片修補面平整度、修補面色差、管片尺寸等外觀情況，若修補后管片外觀與原管片保持基本一致，則視為修補合格。對于關鍵部位，例如管片破損嚴重區段，需進行強度檢測。即在管片修補過程中，對每一處修補的砂漿施作同條件養護的試塊。強度回彈按環進行，每環抽取一處的試塊進行強度回彈檢測，記錄檢測數據,對不合格處重新修補或替換管片。
根據長沙軌道交通5號線毛竹塘站—板塘沖站區間實際施工情況，通過分析管片破損及滲漏原因，制定了管片破損修補及堵漏的解決方案，有效解決了管片破損和滲漏水問題，并制定了相應的效果檢查方案，保障了工程施工穩定,且減少了工程費用開支，為今后類似工程提供一定的指導。
