CN110630297B - 一种运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，本发明以堵为主、堵排结合、因地制宜、综合处理渗漏水。在隧道养护过程中，采用了“丙烯酸盐注浆填充管片接缝堵水、三元乙丙橡胶条重新嵌缝防水、隧道两侧预留接缝预留出水通道排水”的综合处治施工方法，并取得了较好的治理效果。

Description

一种运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法

技术领域：

本发明涉及一种运营期期内盾构隧道的管片接缝渗漏水处治方法。

背景技术：

隧道渗漏水是国内外盾构隧道常发现象，是盾构隧道运营期间的主要病害，且以管片接缝处渗漏水为主。目前国内管片接缝防水以施工期间在接缝内安装止水橡胶条为主要方式，并在嵌缝槽内填充氯丁胶水泥或聚氨酯密封胶等材料。当发生接缝渗漏水时，主要采用注浆法填充管片渗漏处的管片接缝以达到密封止水作业，注浆介质以改性环氧树脂、水玻璃水泥双液浆等固化后变形量较小的材料为主，当隧道管片接缝再次出现变形时，注入的填充材料便会出现裂缝，失去防水效果。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法。

该方法中所述管片接缝包括沿隧道走向的纵向接缝和沿盾构隧道圆弧方向的周向接缝，本发明方法包括：

1）清理管片接缝：由管片接缝的内侧一侧对渗漏水区域的管片接缝进行清理，并在已清理的管片接缝内塞入遇水膨胀止水条，遇水膨胀止水条的外侧一侧形成注浆腔；

2）构建第一补漏密封层：在所述注浆腔内注入丙烯酸盐，丙烯酸盐在注浆腔内固化后形成弹性胶体的第一补漏密封层；

3）构建第二补漏密封层：由管片接缝内侧一侧的缝口填塞密封条，形成处于第一补漏密封层内侧一侧的第二补漏密封层；

4）构建引流通道：在盾构隧道地面且沿隧道壁两侧开设沿隧道走向的纵向排水沟，且使对应于排水沟处的周向接缝的一端不填塞密封条，形成引流口，该引流口对着排水沟，使密封条外侧的盾构隧道内所积漏水经引流口向排水沟排泄，形成引流通道。

进一步地，所述引流口顶端距离盾构隧道地面的高度为5cm。

进一步地，所述密封条采用三元乙丙橡胶的弹性材料制成，包括条形密封条和T形密封条，所述条形密封条填塞在周向缝和纵向缝内，T形密封条填塞在周向缝与纵向缝的结合处。

进一步地，所述条形密封条与T形密封条的结合处通过切割直角槽相互粘贴固定，条形密封条上的直角槽与T形密封条上的直角槽相互配合后，在两直角槽内涂覆密封胶，并将条形密封条与T形密封条固定。

进一步地，在盾构隧道内管片的表面且位于渗漏水处的管片接缝的两侧对称钻注浆孔，且注浆孔的轴线与管片表面之间的夹角为60°，通过注浆孔向注浆腔内注入丙烯酸盐。

进一步地，所述密封条包括密封挡边、密封齿、第一本体和设于第一本体下部且宽度大于第一本体的第二本体，两所述密封挡边对称设置在第二本体上部，形成主密封层，若干密封齿两两一对沿高度方向分别设置在第一本体和位于密封挡边下方的第二本体的对称两侧，并形成数层次密封层，各密封层宽度大对应内侧缝口处的缝隙；所述密封条由第一本体导入内侧缝口，第一本体上的次密封层及第二本体上的主、次密封层通过弹性形变分层密封内侧缝口。

进一步地，所述密封条内插接有包芯，所述第二本体的对称中心处设有沿长度方向设置的插接槽，槽口向下，包芯最大宽度尺寸大于插接槽的最大宽度尺寸，包芯插接于插接槽内，使插接槽两侧向外弹性撑开，插入的包芯使密封条沿长度方向的刚性增强。

进一步地，所述密封挡边和密封齿的厚度由根部至末端逐渐减薄，密封齿为由根部至末端厚度逐渐减薄的三角形截面。

进一步地，所述密封挡边与第二本体结合处为第二本体宽度最窄处。

进一步地，所述包芯采用聚丙烯材料制成。

本发明具有如下有益效果：

1）本发明除采用多个补漏密封层进行以堵为主的密封外，还采用引流口对渗漏水疏排，进行堵排结合，综合处置渗漏水，保证较好的补漏效果。

2）本发明采用丙烯酸盐注入管片接缝，在其固化后形成弹性胶体，使第一补漏密封层可有效适应管片接缝随温度的变化，始终有效封堵管片接缝；同时本发明还利用该材料粘度极低的特点，采用注射方式注入接缝中，方便封堵材料的注入；并利用该材料具有抗渗性和延伸率大、粘接性能好的特点，可以很好的在混凝土的表面铺展，在压力下沿渗漏通道渗入到渗漏点，起到较好堵漏效果；还利用该材料固化时间可调的特点，根据工程需要进行固化时间调节。

3）本发明中的密封条通过多层密封层对接缝中漏水进行密封，密封效果好，密封可靠性高；将宽度较窄的第一本体设置在前端既与接缝结构相适配也使密封件易于导入接缝，从而提高处治效率；本发明还利用内侧接缝的结构进行巧妙设计，使得第二本体与其上密封层形成楔形形状，由此使密封件具有单向性，容易导入接缝，而不易退出。

附图说明：

图 1 为盾构隧道的横截面图。

图 2 为盾构隧道内侧壁上管片的展开图。

图 3 为盾构隧道中的管片铺设的局部示意图。

图 4 为建构第一补漏密封层后的接缝的结构图。

图 5 为在盾构隧道内管片的表面开设注浆孔的结构图。

图6 为建构两个补漏密封层后的接缝的结构图。

图 7为条形密封条与形密封条结合处的结构图。

图 8 为图3所示相邻管片接缝中靠近内侧一侧的内侧接缝的结构图。

图 9为本发明中密封条的一种结构图。

图10为图 9所示密封条置于内侧接缝中对接缝进行密封的示意图。

图 11 为本发明中密封条的另一种结构图。

图 12为图 11所示密封条置于内侧接缝中对接缝进行密封的示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例涉及管片接缝渗漏水处治方法

如图1-3，一运营期内的盾构隧道400中两相邻管片300之间存有接缝100，管片接缝100包括沿隧道走向的纵向接缝12和沿盾构隧道圆弧方向的周向接缝11。

本实施例根据上述盾构隧道400中的管片接缝，进行接缝渗漏水的处治方法，包括：清理管片接缝、构建第一补漏密封层和构建第二补漏密封层。

清理管片接缝是由管片接缝的内侧一侧对渗漏水区域的管片接缝进行清理，并在已清理的管片接缝内塞入遇水膨胀止水条5，则遇水膨胀止水条5的外侧一侧形成注浆腔130，参见图4。

图4中，管片接缝100内具有在盾构隧道建设期内设置的橡胶密封条140。该橡胶密封条140设置在管片外侧，安装的遇水膨胀止水条5处于橡胶密封条140的内侧一侧，与该橡胶密封条之间构成注浆腔130。

第一补漏密封层的构建是在上述注浆腔130内注入注浆材料，注浆材料采用丙烯酸盐，丙烯酸盐在注浆腔内固化后形成弹性胶体的第一补漏密封层。相比传统注浆材料环氧树脂，丙烯酸盐固化后形成弹性胶体，可有效适应管片接缝随温度的变化，避免传统注浆材料固化后，因热胀冷缩而形成新的缝隙，不能很好的实现漏水封堵。同时利用其延伸率大、粘接性能好和抗渗性好的特点，使其很好地在混凝土的表面铺展粘接，在压力下沿渗漏通道渗入到渗漏点，起到较好的堵漏效果。

本发明采用注射针头注浆，这是利用丙烯酸盐粘度极低即灌入性好的特点进行的设计，方便了注浆注入。如图5，在盾构隧道内管片300的表面且位于渗漏水处的管片接缝100的两侧对称钻注浆孔600，且注浆孔600的轴线与管片表面之间的夹角为50-70°，本实施例采用了夹角为60°的钻孔角度斜向钻孔，在钻孔上安装防逆流的注浆针头，并在注浆针头周围用速凝堵漏材料密封钻孔。

如图6，由管片接缝100内侧一侧的缝口填塞密封条2，形成处于第一补漏密封层内侧一侧的第二补漏密封层。第一补漏密封与第二补漏密封层之间存有空间，也就是密封条2填塞后，密封条2与遇水膨胀止水条5之间留有空间，该空间将形成盾构隧道内部积水的引水道。

在盾构隧道地面且沿隧道壁两侧开设沿隧道走向的纵向排水沟7，在上述填塞密封条2时，注意在对应于排水沟7处的周向接缝11的两端处不填塞密封条，形成引流口6，该引流口6顶端距离盾构隧道地面的高度为4-6cm,对着排水沟，使密封条2外侧的盾构隧道内所积漏水，即盾构隧道内部水道的水经引流口6向排水沟排泄，形成引流通道。

据此，在盾构隧道有漏水时，第一补漏密封层对漏水进行封堵，如漏水较大有部分漏水向下泄漏时，该漏水受到第二补漏密封层的封堵，并存于第一、第二补漏密封层之间的水道内，由引流口6引出，最终向排水沟排泄。采用以堵为主辅以疏排的堵排结合方式，因势利导，大大提高对漏水封堵的效果水。

如图7，上述第二补漏密封层中的密封条2采用三元乙丙橡胶的弹性材料制成，包括条形密封条28和T形密封条29，条形密封条28填塞在周向缝11和纵向缝内12，T形密封条29填塞在周向缝11与纵向缝12的结合处。

条形密封条28与T形密封条29的结合处通过切割直角槽200相互粘贴固定，条形密封条28上的直角槽200与T形密封条29上的直角槽200相互配合后，在两直角槽200内涂覆密封胶，并将条形密封条28与T形密封条29固定。

在本发明提出之前两密封条垂直交接处是嵌缝密封的薄弱点，为此本发明设置T形密封条29，用于垂直交接处的嵌缝密封，使密封条在垂直交接处保持完整性，从而大大密封条在该处的密封性能。将搭接点设置在周向缝和纵向缝内，并对搭接的两密封条在搭接端直角槽200并以密封胶粘接固定，保证密封效果。

实施例2

本实施例是基于实施例1所述方法中采用的中的一种密封条2。

管片内侧一侧的内侧接缝结构如图8，包括自内向外设置的宽缝102和窄缝101，其中：窄缝101由两平行的直壁面1011形成；宽缝102由两相对窄缝中心面对称设置的两楔形壁面1022和连接对应侧楔形壁面与直壁面的两斜壁面1021形成。所述直壁面1011、楔形壁面1022和斜壁面1021是由管片接缝侧边的设计结构而产生。

如图9，本发明中密封条2包括由包括第一本体20、第二本体21、密封挡边25和密封齿24。第二本体20设置在第一本体21下部并形成一体，第二本体21的宽度大于第一本体20的宽度。两密封挡边25对称设置在第二本体21上部，形成主密封层，若干密封齿24两两一对沿高度方向分别设置在第一本体20对称两侧和密封挡边25下方的第二本体21的对称两侧，由此在第一本体20和第二本体21上分别形成数层次密封层。本实施例中由密封齿24在第一本体20和第二本体21上分别形成两层次密封层。由于要利用各密封层弹性形变进行密封，因此密封层宽度要略大于该密封层所对应接缝处的缝隙。

本发明的密封条由第一本体20的导入，为此第一本体20的前端设计为宽度向前逐渐收缩的楔形，使密封条很容易地插入内侧接缝中的窄缝101中。

如图10，置于内侧接缝中密封条，其中的第一本体20和第二本体21分别置于窄缝101和宽缝102中，第一本体20上的密封齿24形成沿高度位置上的两层次密封层，该两层次密封层通过弹性形变密封窄缝101；第二本体21上的密封挡边25和密封齿24分别形成主密封层和次密封层，共计三层密封层，该三层密封层通过弹性形变密封宽缝102，由此通过多层密封，增加密封可靠性。

由于密封条由弹性材料制成，对于具有一定长度的密封条而言刚性较差，因而影响安装，为便于安装，同时也为适当增加密封层的形变量，密封条还包括刚性的包芯3。本实施例包芯3为截面为圆形的杆，由聚丙烯材料制成。并在第二本体21的对称中心处设置沿长度方向设置的插接槽211，插接槽211为圆弧槽，其圆弧直径比包芯的圆形截面中的圆弧直径略小，包芯3插接于插接槽211，使密封条沿长度方向的刚性增强，包芯3插接略小圆弧半径的插接槽211，使其两侧向外弹性撑开，将进一步增加靠近插接槽211的密封齿24的弹性形变量，从而增加密封性。由此使密封条沿长度方向的刚性增强，便于将密封条塞入接缝中。

同时为了达到更好的密封效果，密封挡边25的上侧面251设计为与上述宽缝102中斜壁面1021相适配的斜面，使之与宽缝102中斜壁面1021更好地贴合。为了使密封挡边25具有充足的弹性形变空间，密封挡边25与第二本体21结合处为第二本体21整体宽度最窄处。

由于第二本体21上的密封齿24所密封的壁面是宽缝102中的楔形壁面1022，为了使不同高度上的密封齿24产生基本相同的弹性变形，对应于密封齿24下部的第二本体21的对称两侧设置为与宽缝102中的楔形面1022平行的斜面，形成与楔形壁面1022等间距的间隙，使不同高度上的密封齿24具有相同的弹性形变空间，从而产生基本相同的弹性变形。

为了使密封挡边25和密封齿24具有很好的回弹力，两者的厚度均设计为由根部至末端逐渐减薄的结构，且密封齿24呈由根部至末端厚度逐渐变小的三角形截面结构。

实施例3

本实施例是基于实施例1所述方法中所采用的另一种密封条2。

如图11、图12，本实施例同样包括密封条2和包芯3，密封件2与上述实施例2的结构基本相同的，不同之处仅在于插接槽211的结构不同，该插接槽221设置在第二本体21的对称中心，并由沿高度方向设置的数个圆孔212和连通该数个圆孔的开口槽213形成。对应的包芯3为由设有水平板和竖直板构成的截面为T字形的杆，该包芯3通过竖直板插接插接槽211。

本实施例的其他结构与实施例2相同并且具有相同性能和效果，不再一一赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，所述管片接缝包括沿隧道走向的纵向接缝和沿盾构隧道圆弧方向的周向接缝，其特征在于：所述方法包括：

清理管片接缝，由管片接缝的内侧一侧对渗漏水区域的管片接缝进行清理，并在已清理的管片接缝内塞入遇水膨胀止水条，遇水膨胀止水条的外侧一侧形成注浆腔；

构建第一补漏密封层，在所述注浆腔内注入丙烯酸盐，丙烯酸盐在注浆腔内固化后形成弹性胶体的第一补漏密封层；

构建第二补漏密封层，由管片接缝内侧一侧的缝口填塞密封条，形成处于第一补漏密封层内侧一侧的第二补漏密封层；

构建引流通道，在盾构隧道地面且沿隧道壁两侧开设沿隧道走向的纵向排水沟，且使对应于排水沟处的周向接缝的一端不填塞密封条，形成引流口，该引流口对着排水沟，使密封条外侧的盾构隧道内所积漏水经引流口向排水沟排泄，形成引流通道。

2.如权利要求1所述的运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，其特征在于：所述引流口（6）顶端距离盾构隧道地面的高度为5-6cm。

3.如权利要求2所述的运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，其特征在于：所述密封条（2）采用橡胶材料制成，包括用于密封周向缝（11）和纵向缝（12）内的条形密封条（28）和用于密封周向缝（11）和纵向缝（12）垂直结合处的T形密封条（29）。

4.如权利要求3所述的运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，其特征在于：所述条形密封条（28）与T形密封条（29）的结合处通过切割直角槽（200）相互粘贴固定，条形密封条（28）上的直角槽（200）与T形密封条（29）上的直角槽（200）相互配合后，在两直角槽（200）内涂覆密封胶，并将条形密封条（28）与T形密封条（29）固定。

5.如权利要求1所述的运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，其特征在于：在盾构隧道内管片（300）的表面且位于渗漏水处的管片接缝（100）的两侧对称钻注浆孔（600），且注浆孔（600）的轴线与管片表面之间的夹角为50-70°，通过注浆孔（600）向注浆腔（130）内注入丙烯酸盐。

6.如权利要求1所述的运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，其特征在于：所述密封条（2）包括密封挡边（25）、密封齿（24）、第一本体（20）和设于第一本体下部且宽度大于第一本体的第二本体（21），两所述密封挡边（25）对称设置在第二本体（21）上部，形成主密封层，若干密封齿（24）两两一对沿高度方向分别设置在第一本体（20）和位于密封挡边（25）下方的第二本体（21）的对称两侧，并形成数层次密封层，各密封层宽度大对应内侧缝口处的缝隙；所述密封条由第一本体（20）导入内侧缝口，第一本体（20）上的次密封层及第二本体（21）上的主、次密封层通过弹性形变分层密封内侧缝口。

7.如权利要求6所述的运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，其特征在于：所述密封条（2）内插接有包芯（3），所述第二本体（21）的对称中心处设有沿长度方向设置的插接槽（211），槽口向下，包芯（3）最大宽度尺寸大于插接槽（211）的最大宽度尺寸，包芯（3）插接于插接槽（211）内，使插接槽（211）两侧向外弹性撑开，插入的包芯（3）使密封条沿长度方向的刚性增强。

8.如权利要求6所述的运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，其特征在于：所述密封挡边（25）和密封齿（24）的厚度由根部至末端逐渐减薄，密封齿（24）为由根部至末端厚度逐渐减薄的三角形截面。

9.如权利要求6所述的运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，其特征在于：所述密封挡边（25）与第二本体（21）结合处为第二本体（21）宽度最窄处。

10.如权利要求7所述的运营期内的盾构隧道中管片接缝渗漏水处治方法，其特征在于：所述包芯（3）采用聚丙烯材料制成。

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