一种地铁车站洞门环梁的防渗处理方法与流程

本发明涉及一种盾构法隧道施工领域，具体是一种地铁车站洞门环梁的防渗处理方法。

背景技术：

目前，盾构法已成为地铁施工中最常用的施工方法，盾构隧道不可避免地要穿过含水地层，管片与洞门环梁交接缝及管片拼接缝处渗漏水现象尤为常见。管片拼缝处渗漏水通常采用同步注浆和以及管片上预留的注浆孔进行二次注浆，进行处理；洞门环梁通常采用抗渗等级p10的普通混凝土混凝土，粒径大、流动性差，由于洞门环梁浇筑过程中只在12点钟预留浇筑窗口，浇筑过程中仅靠混凝土自重及在洞门环梁外侧用震动棒震动模板，混凝土密实效果不好，尤其是洞门环梁顶部11点钟至1点钟范围内甚至出易现空洞；同时由于注浆管没有得到有效保护，在洞门环梁浇筑过程中容易被堵塞，造成后续注浆失败，这些工艺缺陷不可避免的造成严重渗漏水现象。如果没有可靠的防水、堵漏措施，地下水就会侵入隧道，影响其内部结构与附属管线，乃至危害到后期的运营维护，降低隧道使用寿命。

目前国内对洞门环梁渗漏水的处理，通常采用环氧树脂等单一化学材料灌浆进行堵漏，而单一化学材料灌浆不仅人力消耗量大，材料用量多，一次成功率低，复漏概率高，且不可避免会对成品混凝土结构形成污染。因而，采用传统的只依靠混凝土自身防水工艺和堵漏工艺，在安全、质量、成本、管理、工效等各方面都难以满足现场施工需要。

有鉴于此，如何提供一种地铁车站洞门环梁防渗施工方法，来减少上述弊端已成为各大城市地铁行业亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明根据现有技术的不足提供一种地铁车站洞门环梁的防渗处理方法，该施工方法效果好、成本低且简单、易行，可以有效的弥补洞门环梁浇筑过程中不可避免的工艺缺陷，控制洞门环梁渗漏水现象，保证施工质量。

为了达到上述技术目的，本发明提供了一种地铁车站洞门环梁的防渗处理方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)在洞门环梁钢筋绑扎前，在洞门环梁的渗水点预埋注浆钢管，其预埋的注浆钢管的注浆部位部分伸入土层，部分置于洞门环梁浇筑区域，其注浆接头在洞门环梁模板封闭时伸出洞门环梁模板外；

(2)在洞门环梁钢筋绑扎前，将洞门环梁与外部结构的交界面及洞门环梁盾构管片的交界面清洗干净，并在两个交界面分别安装全断面注浆管，且全断面注浆管的注浆导管在洞门环梁模板封闭时伸出洞门环梁模板外；

(3)绑扎洞门环梁钢筋，在洞门环梁钢筋绑扎过程中将洞门环梁内表面的钢筋向外水平延伸至洞门环梁外部，并弯折形成l形的接水槽支撑钢筋，采用模板封闭后与洞门环梁一起浇筑，在洞门环梁外侧形成接水槽；

(4)在洞门环梁钢筋绑扎完成后、模板封闭前，将洞门环梁与外部结构的交界面及洞门环梁与盾构管片的交界面再次清理，并在两个交界面分别涂抹至少一圈遇水膨胀止水胶；

(5)在洞门环梁及接水槽浇筑完成，混凝土强度达到设计强度要求后，同时通过步骤(1)中预埋的注浆钢管和步骤(2)中安装的全断面注浆管进行注浆；

(6)在洞门环梁模板拆除完成后，在隧道底面轨道两侧分别施工引水沟，通过引水沟将洞门环梁外侧的接水槽与轨道两侧的排水沟连通。

本发明进一步的技术方案为：所述步骤(1)中的预埋注浆钢管采用端部为锥形的中空注浆钢管，在其注浆部位开设有多个注浆孔，且注浆部位的长度为注浆钢管至少1/3的长度；在预埋注浆钢管的注浆孔部位包卷有硬质保护膜，并通过至少两个环形箍固定，固定包卷在注浆钢管外部的硬质保护膜与注浆钢管之间设有间隙。

本发明较优的技术方案为：所述步骤(1)中的预埋注浆钢管其注浆接头采用螺纹连接，并在注浆接头上设有注浆阀和泄压阀。

本发明较优的技术方案为：所述步骤(1)中的预埋注浆钢管设有四根，分别预埋在洞门环梁12点钟、3点钟、6点钟和9点钟位置，每根预埋注浆钢管伸入土层15～20cm。

本发明进一步的技术方案为：所述步骤(2)中的全断面注浆管是采用多根长度为5～7m的全断面注浆管拼接而成，每根全断面注浆管包括注浆管和分布在注浆管两端的注浆导管，全断面注浆管的注浆管通过多个间隔300～400mm的固定卡环固定在安装面，其注浆导管伸出洞门环梁外，相邻两根全断面注浆管的接头部位有20～30mm的搭接长度。

本发明较优的技术方案为：所述步骤(3)中的遇水膨胀止水胶涂设有四圈，其中两圈平行置于洞门环梁与外部结构的交界面，另外两圈平行置于洞门环梁与盾构管片的交界面；且每个交界面的两圈遇水膨胀止水胶均分布在该交界面安装的全断面注浆管两侧。

本发明较优的技术方案为：所述步骤(4)中接水槽分布在洞门环梁高于盾构隧道轨道以上的区域，接水槽的凹槽宽度90～120mm，其凹槽边缘厚度为40～60mm。

本发明较优的技术方案为：所述步骤(4)中在洞门模板封闭后，环梁浇筑过程中，使用手持式小型振捣棒震动洞门环梁外侧模板，增加混凝土流动性；其洞门环梁采用骨料粒径小于0.5cm、防渗等级为p10的细石混凝土浇筑而成。

本发明进一步的技术方案为：所述步骤(5)中采用预埋的注浆钢管注浆时，直接注入超细水泥砂浆，或先注入泥水玻璃双液浆，待渗漏水得到控制后继续注入超细水泥砂浆，其注浆终压力为1.4～1.6mpa，在注浆过程中观察注浆影响范围内浆液渗流情况，发现管片交接缝或者地面有浆液溢出时及时停止注浆，待浆液凝固1-2小时后再次注浆；所述步骤(5)中的全断面注浆的注浆浆液采用超细水泥砂浆，注浆终压力控制在0.8～1mpa。

本发明较优的技术方案为：所述步骤(6)中的引流沟是在接水槽与隧道底板投影面外侧140～160mm处凿除的宽度为50～60mm、深度为30～50mm的沟槽，对沟槽进行清洗，在沟槽内涂刷水泥基结晶防水涂料，并用快干水泥浇筑高出底板40～60mm的矮墙。

本发明的有益效果：

(1)本发明在洞门环梁与内衬墙、围护结构以及盾构管片连接处均设有遇水膨胀止水胶，并通过预埋在洞门环梁内的预埋注浆管在环梁浇筑完成后进行注浆，能够针对洞门环梁与围护结构以及盾构管片连接处等容易发生渗水情况的位置进行了多次密封，达到防渗效果；且预埋注浆钢管部分置于土层内，部分置于洞门环梁中，既保证了洞门环梁外侧土层得到改良，起到截水作用，同时又能对由于洞门环梁浇筑工艺的缺陷，造成内部结构空洞进行有效填充，起到主要的防渗作用。

(2)本发明在洞门环梁浇筑过程中，在洞门环梁边缘浇筑形成接水槽，并砌筑引流沟，将接水槽与轨道两侧的排水沟相接，确保防渗结构出现故障时能及时有效的将洞门环梁渗漏水引流到排水沟中，防止顶部渗漏水渗流到高速运行的列车上。

(3)本发明还在结构内衬墙和围护结构交界面以及洞门环梁和盾构管片交接面分别预埋有全断面注浆管，在洞门环梁浇筑完成后，与预埋注浆管进行同步注浆，对洞门环梁与围护结构以及盾构管片交界部位因洞门环梁浇筑工艺的缺陷所造成的内部结构空洞进行有效填充，并对止水胶之间区域进行注浆，增加防渗效果。

(4)本发明的洞门环梁采用防渗等级为p10的细石混凝土浇筑，不仅可以避免由于普通混凝土大骨料粒径较大且结构内钢筋间距过小无法完全充填所造成的结构内部空隙的缺陷，同时也可以增加自身的流动性，提高洞门环梁的浇筑质量。

(5)本发明的预埋注浆管的前部为锥形，注浆管至少1/3的长度开设有注浆孔，在预埋注浆钢管注浆孔范围加设硬质塑料保护膜，硬质塑料保护膜直接卷制在注浆钢管外，并通过环形箍固定，可以有效避免洞门环梁浇筑过程中注浆孔被堵塞，造成后续无法注浆的后果。

(6)本发明的预埋注浆管设有与同注浆管垂直的泄压阀，在注浆结束后可以先打开泄压阀泄压，待压力卸载后拆去与注浆管同轴的注浆阀接头，避免在带压情况下拆除注浆接头发生伤人等安全事故，而且注浆阀接头与注浆管接头部位可拆卸重复使用，安装方便、快速，节约成本的优点。

本发明不仅有效的弥补了洞门环梁浇筑过程中不可避免的工艺缺陷，同时有效地控制了洞门环梁渗漏水现象，保证了施工质量；且整体施工简单、方便，成本低廉。

附图说明

图1是本发明的施工流程图；

图2是本发明实施例中的施工结构示意图；

图3是本发明实施例中的引流结构俯视图；

图4是本发明实施例中的洞门环梁正面视图；

图5是本发明实施例中预埋注浆钢管的结构示意图；

图6是本发明实施例中预埋注浆钢管的截面示意图；

图7是本发明实施例中预埋注浆钢管的锥形尖端示意图；

图8是本发明实施例中全断面注浆管的结构示意图；

图9是本发明实施例中全断面注浆管的注浆管截面图；

图10是本发明实施例中全断面注浆管的注浆导管截面图；

图11是本发明遇水膨胀止水胶环分布示意图。

图中：1—结构内衬墙，2—围护结构，3—洞门环梁，4—预埋注浆钢管，400—注浆孔，401—硬质保护膜，402—环形箍，403—泄压阀，404—锥形尖端，405—注浆接头，406—注浆阀，407—中空注浆钢管，5—遇水膨胀止水胶，6—盾构管片，7—土层，8—接水槽，9—引流沟，10—盾构隧道轨道，11—排水沟，12—第一全断面注浆管，13—第二全断面注浆管，14—注浆导管，1400—弹簧管，1401—特制无纺布包裹层，1402—尼龙线编织层，15—注浆管，1500—硬质注浆芯管，1501—尼龙线编织套，1502—出浆孔，1503—氯丁橡胶条，16—固定卡环，17—轨面线，18—中板，19—底板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图1至图11为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本发明实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、

“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下实施例中的预埋注浆钢管4的结构如图5至图7所示，包括带有锥形尖端404的中空注浆钢管407和注浆接头405，所述注浆接头405与中空注浆钢管通过螺纹连接，其注浆接头405可以随意拆卸，重复使用，且安装方便、快捷；在注浆接头405上设有注浆阀406和泄压阀403，注浆阀406主要是用于与外接注浆设备连接，并能够控制注浆速度；泄压阀403可以在注浆结束后，先打开泄压，待压力卸载后，再拆去与注浆管同轴的注浆设备接头，避免在带压情况下拆除注浆接头发生伤人等安全事故。如图7所示，中空注浆钢管407的锥形尖端404是在圆筒状注浆钢管的其中一个端口开设有3～4个切口，并将切开部位同时向中心弯曲后形成的锥形，且在锥形尖端形成3～4个注浆缝。如图5所示，在预埋注浆钢管4的注浆端设有多个注浆孔400，所述注浆孔400分布区域的长度至少为中空注浆钢管407长度的1/3，所述注浆孔400均匀分布在中空注浆钢管407的注浆部位，每个注浆孔400的孔径为0.8～1.2cm。在中空注浆钢管407设有注浆孔400的区域以及锥形尖端404外均包覆有硬质保护膜401，所述硬质保护膜401采用厚度0.5～0.8mm的硬质塑料片，如图6所示，硬质保护膜401卷设在注浆钢管外部，并通过至少两个环形箍402固定，且包卷在中空注浆钢管407外部的硬质保护膜401与中空注浆钢管407之间设有间隙。硬质塑料保护膜保护注浆孔400，避免环梁浇筑过程中注浆孔400被堵住，注浆的过程中从硬质塑料保护膜的缝隙注入环梁空隙中。

以下实施例中的第一全断面注浆管12和第二全断面注浆管13均采用多根长度6m的全断面注浆管拼接而成，每根全断面注浆管的型号为25mm*3mm*6000mm，其具体结构如图8所示包括注浆管15和分布在注浆管两端的注浆导管14，相邻两根全断面注浆管的接头部位有20～30mm的搭接长度，并间隔250～350mm设置一道固定卡环16固定；第一全断面注浆管12和第二全断面注浆管13在洞门环梁浇筑完成且强度达到设计要求后同预埋注浆钢管4同时注浆，其注浆终压力0.8～1mpa，注浆浆液采用超细水泥浆。如图9所示，所述注浆管15包括包覆有尼龙线编织套1501的硬质注浆芯管1500，所述硬质注浆芯管1500为截面成凹凸状的管体结构，在其凹面开设有出浆孔1502，并在其凹部嵌设有氯丁橡胶条1503；如图10所示，所述注浆导管14从内向外依次由弹簧管1400、特制无纺布包裹层1401和尼龙线编织层1402组成。注浆管15预埋在洞门环梁3内，由于其特殊结构，在浇筑洞门环梁3时，不会对其出浆孔堵塞，所述注浆导管14伸出洞门环梁3的浇筑模板，并与外接注浆设备连接，进行注浆。

以下实施例中引流结构，如图3和图4所示，包括沿着在洞门环梁3的内侧边缘分布的接水槽8和设置在盾构隧道轨道10两侧的引流沟9，所述接水槽8是在浇筑洞门环梁3时一体浇筑而成的凹槽结构，分布在洞门环梁3高于盾构隧道轨道10以上的区域，并伸出洞门环梁3，其凹槽部位的宽度100mm，其凹槽边缘厚度为50m；所述引流沟9分别设置在接水槽8的两端，并与盾构隧道轨道10两侧的排水沟11垂直连通。所述引流结构是防渗结构的保障，确保防渗结构出现故障时能及时有效的将洞门环梁渗漏水引流到轨道两侧排水沟11中，防止顶部渗漏水渗流到高速运行的列车上。

下面结合实施例对本发明的具体处理过程进一步说明，实施例是针对某个地铁车站施工项目，该施工项目设计中洞门环梁采用抗渗等级为p10的c35普通混凝土，但是在实际施工中发现该盾构区域的含水量较大，采用普通的混凝土浇筑洞门环梁，会存在很严重的渗漏水现象，而且由于洞门环梁浇筑工艺中钢筋间距过小且振捣缺陷所造成的质量缺陷，会出现很多空洞，从而提高了渗水现象的发生。该项目技术负责人对区间与地铁车站接口洞门环梁渗漏水现象尤为重视，与设计进行沟通，在不影响混凝土强度等级的情况下，提高混凝土标号，同时采用抗渗等级相同的细石混凝土，避免了由于洞门环梁钢筋间距过小的问题所造成的的质量缺陷；该项目负责人还采取了在不影响原设计的基础上增加了防渗结构和和洞门环梁引流结构，增加了注浆钢管等质量缺陷的补救措施以及注浆钢管的保护措施从而来解决洞门环梁的渗漏问题。

该施工项目的具体处理过程如图1所示，施工结构如图2所示，包括外部结构、洞门环梁3和盾构管片6，外部结构包括结构内衬墙1和围护结构2，结构内衬墙1和围护结构2与洞门环梁3的连接面在同一平面上，盾构管片6的外径小于洞门环梁3的内径。实施例中的遇水膨胀止水胶采用聚氨酯密封胶，该项目的防渗处理具体过程如下：

(1)在洞门环梁钢筋绑扎前，在洞门环梁3的12点钟、3点钟、6点钟、9点钟位置分别预埋一根型号φ42的注浆钢管；每根预埋注浆钢管4穿过洞门环梁伸入土层7内15～20cm，部分注浆孔置于洞门环梁浇筑区域，即洞门环梁范围内外均有注浆孔，预埋注浆钢管4的埋设深度既要保证洞门环梁外侧土层得到改良，起到截水作用，同时又能对由于洞门环梁浇筑工艺的缺陷，其注浆接头在洞门环梁模板封闭时伸出洞门环梁模板外。

(2)在洞门环梁钢筋绑扎前，将洞门环梁与外部结构的交界面及洞门环梁盾构管片的交界面清洗干净，在洞门环梁3与结构内衬墙1和围护结构2交界部位的连接面上固定安装第一全断面注浆管12，在洞门环梁3和盾构管片6的连接面对应盾构管片6厚度的中心位置处固定安装第二全断面注浆管13，且第一全断面注浆管12和第二全断面注浆管13的注浆导管14在洞门环梁模板封闭时伸出洞门环梁模板外；全断面注浆管长度为6m，每隔300mm设置一道卡环固定，确保固定牢固，防止在混凝土浇筑过程中出现松动，接头处保证有20-30mm搭接。

(3)绑扎洞门环梁钢筋，在洞门环梁钢筋绑扎过程中将洞门环梁内表面的钢筋向外水平延伸至洞门环梁外部，并弯折形成l形的接水槽支撑钢筋，采用模板封闭后与洞门环梁一起浇筑，在洞门环梁外侧形成接水槽；洞门环梁采用骨料粒径小于0.5cm、防渗等级为p10的细石混凝土浇筑而成，不仅可以避免由于普通混凝土大骨料粒径较大且结构内钢筋间距过小无法完全充填所造成的结构内部空隙的缺陷，同时也可以增加自身的流动性，提高洞门环梁的浇筑质量；在洞门模板封闭后，环梁浇筑过程中，使用手持式小型振捣棒震动洞门环梁外侧模板，增加混凝土流动性，确保洞门环梁结构混凝土的密实性，保证洞门环梁结构的质量和自身的防水性能。

(4)在洞门环梁钢筋绑扎完成后、模板封闭前，将洞门环梁3与结构内衬墙1和围护结构2的交界面及洞门环梁3与盾构管片6的交界面再次清理；并在洞门环梁3与结构内衬墙1的交界面涂覆一圈遇水膨胀止水胶5，在洞门环梁3与围护结构2的交界面涂覆一圈遇水膨胀止水胶5，在洞门环梁3与盾构管片6的交界面涂覆两圈遇水膨胀止水胶5，且两处交界面的两圈遇水膨胀止水胶5均在全断面注浆管13的两侧；四圈遇水膨胀止水胶5均采用聚氨酯密封胶，两圈为一组平行设置。

(5)在洞门环梁及接水槽浇筑完成，混凝土强度达到设计强度要求后，同时通过步骤(1)中预埋的注浆钢管和步骤(2)中安装的全断面注浆管进行注浆；步骤(1)中预埋的注浆钢管注浆时，直接注入超细水泥砂浆，或先注入泥水玻璃双液浆，待渗漏水得到控制后继续注入超细水泥砂浆，其注浆终压力为1.4～1.6mpa，在注浆过程中观察注浆影响范围内浆液渗流情况，发现管片交接缝或者地面有浆液溢出时及时停止注浆，待浆液凝固1-2小时后再次注浆；步骤(2)中安装的全断面注浆管的注浆浆液采用超细水泥砂浆，注浆终压力控制在0.8～1mpa。

(6)在洞门环梁模板拆除完成后，在隧道底面轨道两侧分别施工引水沟9，通过引水沟将洞门环梁外侧的接水槽8与轨道两侧的排水沟11连通；所述引流沟9是在接水槽8与隧道底板投影面外侧150mm处凿除的宽度为50mm、深度为30～50mm的沟槽，对沟槽进行清洗，在沟槽内涂刷水泥基结晶防水涂料，并用快干水泥浇筑高出底板50mm的矮墙。

采用上述方法对该标段的洞门环梁进行处理后，该线路自2019年5月1日运行通车，至今未发现明显的渗漏水现象，得到业主的一致好评。

综上所述，为本发明列举的一个实施例，但本发明不仅限于上述实施例，只要以任何相同或相似的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明保护的范围。