一种注浆封堵防水盾构管片结构及其施工方法与流程

本发明涉及隧道工程盾构施工技术领域，尤其是一种注浆封堵防水盾构管片结构及其施工方法。

背景技术：

进入21世纪以来，随着我国国民经济的快速发展，城市化进程不断加快，城市人口聚集与城市地面交通基础设施落后之间的矛盾日益凸显。为了缓解这一矛盾，现代化的城市建设开始发展立体式交通工程，其中隧道的修建更是进入了历史性的高峰，已成为当今城市现代化建设的主题之一。盾构工法由于其运量大、速度快、噪音小、污染轻等优点，已经成为隧道建设常用的施工方法。应用盾构法施工时，衬砌管片拼装主要由人工操作拼装机完成，安装过程中不可避免的会出现管片错台、橡胶止水条脱落、螺栓紧固不足等问题。由于盾构管片衬砌的拼装缝数量多，所以当隧道所处环境地下水丰富、水压较高时，盾构隧道常出现渗漏水，甚至出现涌水、涌砂等问题，严重影响隧道正常使用及运行安全。

目前盾构隧道拼接缝防水的常用方法是在管片拼接面粘贴橡胶止水条和橡胶片，依靠螺栓对拼接面施加的压力挤压橡胶，从而达到止水的目的。但实践表明这种方法常常无法达到预期的防水效果，隧道投入运营之后常常出现严重的渗漏水问题。当盾构隧道出现渗漏水时，常用的方法是对渗漏处进行封堵，为使封堵材料深入管片接缝，则需要在管片上钻孔，通过孔道注入封堵材料。这种封堵方法有损管片结构，对管片的强度不利，且维修难度大，费用高。综上，目前盾构管片施工尚无较好的防水方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种注浆封堵防水盾构管片结构及其施工方法，能够经济、有效的解决盾构隧道的渗漏水问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种注浆封堵防水盾构管片结构，包括：四个拼接面，四个拼接面采用相同的结构布置，由外向内为橡胶止水区、注浆止水区、小注浆孔和螺栓孔；橡胶止水区和注浆止水区空间相邻，构成内外同心环；从管片实体外向管片拼接处通过小注浆孔注入注浆密封的浆液；盾构管片之间通过螺栓孔穿的螺栓拉紧拼接成环。

优选的，橡胶止水区为第一道防水结构，布置于管片外侧；橡胶止水条粘贴槽外边缘距离管片外表面35±10mm，橡胶止水条粘贴槽径向宽度约为20±10mm，深度约为10±5mm。

优选的，注浆止水区为第二道防水结构，注浆槽外边缘距离管片外表面约65mm，内边缘距离管片内表面约30mm，深度约为20mm；注浆槽内为凹凸状，凸起高度为15±5mm，凸起宽度与下凹宽度均为20±5mm，凸起的位置及数量根据注浆槽实际宽度均匀布置。注浆槽内凸起的作用是加长水的渗流路线，增加所注浆体与管片的接触面积，提高浆体与管片的粘结效果，保证防水效果。

优选的，小注浆孔径向位于注浆槽中心，孔径约为10mm。小注浆孔道与管片侧面呈45°，通向管片内表面。

相应的，一种注浆封堵防水盾构管片结构的施工方法，包括如下步骤：

(1)管片拼装完成后，相邻管片的注浆密封槽即形成封闭的注浆密封区；

(2)盾构施工时，使用注浆设备由小注浆孔向注浆槽内灌注封堵浆液，注满为止；

(3)拔出导管时，立即封堵小注浆口，防止浆液回流。

优选的，封堵浆液使用单液浆或双液浆，具有微膨胀性，不发生干缩。

本发明的有益效果为：(1)解决了常规盾构管片施工时由于管片错台、止水橡胶老化、脱落、高水压引起的渗漏水问题；(2)两道防水结构与隧道施工同时实施，注浆密封结构干结凝固后与衬砌管片形成一体，具有较好结构性；(3)在施工期对管片接缝做了较好的处理，大幅减少了施工完成后的修补、堵漏等工作，降低工程成本及运营维护成本，经济安全。

附图说明

图1为本发明的管片结构布置示意图。

图2为本发明的小注浆孔道示意图。

图3为本发明管片拼装成环后的结构示意图。

其中，1、管片；2、橡胶止水条粘贴槽；3、注浆密封槽；4、凸起；5、螺栓孔；6、小注浆孔；7、小小注浆孔道。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种注浆封堵防水盾构管片结构，包括：两道防水结构，分别为橡胶止水结构和注浆止水结构。

每片盾构管片的四个拼接面采用相同的结构布置，由外向内为橡胶止水区、注浆止水区、小注浆孔和螺栓孔。橡胶止水区和注浆止水区空间相邻，构成内外同心环；从管片实体外向管片拼接处通过小注浆孔注入注浆密封的浆液；盾构管片之间通过螺栓孔穿的螺栓拉紧拼接成环。注浆止水区是通过注入液体，液体凝固后达到止水效果，类似于水泥浆，橡胶止水条粘贴在管片上预留的橡胶槽内，浆液注入后会填满管片之间的空隙，因此空间位置上相邻，内外同心环。

橡胶止水防水为第一道防水结构，布置于管片外侧的橡胶止水区。橡胶止水条粘贴槽外边缘距离管片外表面35±10mm，橡胶止水条粘贴槽径向宽度为20±10mm，深度为10±5mm。

注浆止水防水为第二道防水结构，注浆槽外边缘距离管片外表面约65mm，内边缘距离管片内表面约30mm，深度约为20mm。注浆槽内为凹凸状，凸起高度为15±5mm，凸起宽度与下凹宽度均为20±5mm，凸起的位置及数量根据注浆槽实际宽度均匀布置。

注浆槽内凸起的作用是加长水的渗流路线，增加所注浆体与管片的接触面积，提高浆体与管片的粘结效果，保证防水效果。

小注浆孔径向位于注浆槽中心，孔径约为10mm。小注浆孔道与管片侧面呈45°，通向管片内表面。

盾构施工时，管片拼装完成后，相邻管片的注浆止水槽即形成封闭的注浆止水区。使用注浆设备由小注浆孔向注浆槽内灌注封堵浆液，注满为止。拔出导管时，立即封堵小注浆口，防止浆液回流。

实施例1：

某盾构管片厚度为300mm，管片四个侧面的结构布置如图1所示。橡胶止水条2粘贴于距离管片外表面30mm处，宽度为20mm，厚度为10mm。注浆止水槽3在橡胶止水条2内侧30mm处，距离管片1内表面40mm，宽度为180mm，深度为20mm。注浆止水3内沿径向设置4道凸起4，凸起宽度为20mm，凸起高度为15mm。小注浆孔5设置于管片每侧注浆止水槽3的中央位置，位于第三道和第四道凸起4之间。小注浆孔道7与管片1侧面呈45°，通向管片内表面。

实施例2：

某盾构管片厚度为200mm，管片四个侧面的结构布置如图1所示。橡胶止水条2粘贴于距离管片外表面25mm处，宽度为20mm，厚度为10mm。注浆止水槽3在橡胶止水条2内侧20mm处，距离管片1内表面30mm，宽度为105mm，深度为20mm。注浆止水3内沿径向设置2道凸起4，凸起宽度为20mm，凸起高度为15mm。小注浆孔5设置于管片每侧注浆止水槽3的中央位置，位于两道凸起4之间。小注浆孔道7与管片1侧面呈45°，通向管片内表面。管片拼装完成后，如图3所示，通过注浆设备由小小注浆孔道关注封堵浆液填充注浆止水区。

本发明的目的是提供一种经济有效的盾构管片结构及其施工方法以处理盾构管片接缝处渗漏水问题。该盾构管片设置双重防水结构，均在盾构施工时一次完成。注浆止水结构所注浆液的流动性填充管片之间的所有接缝，保证其防水性能。

本发明的意义在于，解决了目前盾构施工中存在的管片接缝渗漏水问题，施工方便快捷，经济有效。