CN111911190B - 一种盾构隧道管片嵌缝的改进施工方法 - Google Patents

Abstract

一种盾构隧道管片嵌缝的改进施工方法，该改进施工方法通过在管片之间的缝隙粘贴浸浆布以保证其防水效果，浸浆布和喷浆涂料的配比方式和喷涂方式使盾构隧道的防水等级能够达到I级，满足盾构隧道的技术要求和质量要求，极大提高了盾构隧道的防水性能和使用寿命，相比传统的管片嵌缝施工方法，本发明的施工方法更加简练，防水等级更高，是目前解决或提高盾构隧道防水等级和保障盾构隧道内行车安全有效方法之一。

Description

一种盾构隧道管片嵌缝的改进施工方法

技术领域

本发明属于盾构隧道施工技术领域，尤其涉及到一种盾构隧道管片嵌缝的改进施工方法。

背景技术

在盾构掘进施工完成后，使用水泥砂浆或高模量聚氨酯密封胶填充管片之间缝隙的施工方法称为管片嵌缝。

使用水泥砂浆或高模量聚氨酯密封胶的管片嵌缝施工中，先将PE隔离膜塞入管片之间缝隙，再将拌和好的水泥砂浆塞入管片之间缝隙且与PE隔离膜紧贴，最后将塞好的水泥砂浆与管片表面抹平；如管片之间缝隙是变形缝，在PE隔离膜塞好后，将泡沫塑料塞入管片之间缝隙且泡沫塑料与PE隔离膜贴紧，再将调配好的高模量聚氨酯密封胶塞入管片之间缝隙且与泡沫塑料紧贴，最后将塞好的高模量聚氨酯密封胶与管片表面平齐。

上述管片嵌缝施工后，车辆在软土地区盾构隧道中运行时会造成隧道一定幅度的振动变形，因此管片会常态挫动，因此嵌缝材料会被挤碎、掉落，造成影响结构安全和行车安全的质量事故。

究其原因分析如下：

1、在软土地区中的盾构隧道会在施工完成后持续变形，变形通常会发生很长一段时间，管片嵌缝使用的砂浆或聚氨酯的伸长率很低，很小的变形就会导致其断裂，从而导致管片缝隙漏水，影响隧道结构安全。

2、隧道顶部管片之间缝隙漏水，会对接触网等电力设施造成危害，从而引发事故。

如何消除和解决上述原因是本领域共同研究的课题之一，但截至目前还未见到解决上述原因的研究成果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种盾构隧道管片嵌缝的改进施工方法，该改进施工方法通过在管片之间缝隙粘贴浸浆布以保证其防水效果，提高盾构隧道的防水性能，延长隧道的使用寿命并保证行车安全。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种盾构隧道管片嵌缝的改进施工方法，该改进施工方法中使用到丙烯酸聚合物水泥防水涂料，将相邻管片之间缝隙简称为缝隙，与所述缝隙两侧的管片表面简称为基面，其特征是：

1)在盾构隧道施工完成后先对所述基面进行清理，清理是对各管片表面的浮砂及灰尘进行清理，清理后对所述基面进行自然晾置或是热风处理并达到所述基面无明水即可；

2)根据所述缝隙的长度裁定美纹纸和聚酯长丝无纺布，美纹纸比所述缝隙略宽且两侧能粘贴到各管片即可，聚酯长丝无纺布分为两层且第一层宽度为150mm而第二层宽度为200mm，将裁定好的美纹纸和聚酯长丝无纺布再分成若干块，要求聚酯长丝无纺布的密度达到160～200g/m²而其断裂伸长率＞40％；

3)将若干块聚酯长丝无纺布浸泡在浸浆料中至湿饱和且不流滴为止并制备出浸浆布备用，所述浸浆料按重量份的配比是：丙烯酸聚合物水泥防水涂料∶硫铝硅酸盐水泥∶水＝2∶4∶1；

要求硫铝硅酸盐水泥的标号是P042.5或P052.5；

要求丙烯酸聚合物水泥防水涂料的性能指标要求如下：

不透水性≥0.5MPa时60分钟不透水，拉伸强度＞1.2MPa，粘结强度＞1MPa，加热处理的断裂伸长率＞150％，碱处理的断裂伸长率＞150％，浸水处理的断裂伸长率＞150％，紫外线处理的断裂伸长率≥160％，耐热性≥100℃时可长期使用且无流淌、滑动、滴落、表面无密集气泡，燃烧性能为B1级，低温柔性φ10mm棒在-20℃时无裂纹；

4)粘贴时，先将美纹纸粘贴在所述缝隙的两侧，后将若干块150mm宽的所述浸浆布按首尾搭接的方式均匀粘贴在所述缝隙的两侧并形成第一层，待所述第一层实干后再在其表面均匀喷涂一层喷浆涂料并形成第二喷浆层，所述第二层和所述第一层的厚度控制在1.5mm内，待所述第二层实干后再次在其表面按首尾搭接的方式均匀粘贴若干块200mm宽的所述浸浆布并形成第三层，待所述第三层实干后再在其表面均匀喷涂一层所述喷浆涂料并形成第四喷浆层，上述四层形成的涂层带其总厚度不大于3mm；

所述喷浆涂料按重量份的配比是：丙烯酸聚合物水泥防水涂料∶水＝1∶1；

所述喷涂或是高压喷涂，或是滚轮刷涂，高压喷涂时喷枪的压力控制在≥0.15MPa；

5)上述粘贴方式分为两种情况：

第一种是当盾构隧道内设置有排水沟槽时，将排水沟槽以上的所有所述缝隙全部按照上述第四步进行粘贴，每条所述涂层带与所述缝隙形成封闭的引水通道，进入盾构隧道的水流沿所述引水通道导入排水沟槽内；

第二种是当盾构隧道内没有设置排水沟槽时，将盾构隧道顶部正中大于100°范围内所有所述缝隙按照上述第四步进行粘贴，每条所述涂层带与所述缝隙形成局部封闭的引水通道，进入盾构隧道的水流沿上述引水通道导出接触网和行车范围之外。

由于采用上述技术方案，本发明产生如下积极效果：

(1)由于本发明采用的聚酯长丝无纺布经过了浸浆处理，粘贴凝固后的附着力和抗拉伸强度大大提高，从根本上解决了背景技术中所存在的技术问题。

(2)本发明使用的丙烯酸聚合物水泥防水涂料由于对其性能指标有严格的要求，结合本发明的配比方式和喷涂方式使盾构隧道的防水等级能够达到I级，满足盾构隧道的技术要求和质量要求，极大提高了盾构隧道的防水性能和使用寿命。

(3)相比传统的管片嵌缝施工方法，本发明的施工方法更加简练，防水等级更高，是目前解决或提高盾构隧道防水等级和保障盾构隧道内行车安全有效方法之一。

具体实施方式

本发明是一种盾构隧道管片嵌缝的改进施工方法，目的是改变背景技术中所存在的问题，满足盾构隧道对管片嵌缝的技术要求和质量要求，极大提高了盾构隧道的防水性能和使用寿命。

有关盾构隧道管片嵌缝的改进施工方法参见所述技术方案，不另赘述。

需要说明如下：

一、盾构隧道管片嵌缝是指整个施工过程完成以后的总称，本发明的改进施工方法从根本上颠覆了背景技术所指的施工方法，这种改进的施工方法从根本上提高了所述缝隙的防水性能，不会因盾构隧道的工后变形而失效，提高了所述缝隙的粘贴强度和耐久性，这对本领域技术人员是显而易见的。

二、本发明对丙烯酸聚合物水泥防水涂料的性能指标是有严格要求的，而且在市场上按照上述性能指标是能够得到丙烯酸聚合物水泥防水涂料的，从丙烯酸聚合物水泥防水涂料中根据不同的配比能够制备出所述喷浆涂料以及所述浸浆料，加之聚酯长丝无纺布也是可以在市场得到的，通过聚酯长丝无纺布的浸泡以及制备出的浸浆布是确保盾构隧道管片嵌缝长期有效的关键之处。

三、关于丙烯酸聚合物水泥防水涂料中的性能指标要求，或许该要求中的某些性能参数与现有涂料的性能参数相似或相近，但对完整的丙烯酸聚合物水泥防水涂料是必不可少的，不应因某些参数的相似或相近而否认丙烯酸聚合物水泥防水涂料，恰恰因为某些性能参数的加入完善了丙烯酸聚合物水泥防水涂料中的性能指标。

四、浸泡后的聚酯长丝无纺布具有良好的柔韧性，同时所述喷浆涂料也具有良好的柔韧性，这样在施工过程中就会得到良好的无缝隙铺展，这种技术也可用在其它地下工程的施工之中。

五、所述浸浆料是以丙烯酸聚合物水泥防水涂料和水为主，其中的硫铝硅酸盐水泥能够通过其他化学材料来替代，只要其他化学材料与丙烯酸聚合物水泥防水涂料和水混合后得到的所述浸浆料均属于本发明的保护范围之内，不因其它化学材料与丙烯酸聚合物水泥防水涂料和水的配比改变而改变。

六、本发明的总粘贴厚度以3mm为宜，虽然本发明技术方案中只给出了两种浸浆布和两种喷涂层，但当盾构隧道直径较大或埋深较深时也可以再铺一层浸浆布和喷涂一层涂料，总的粘贴和喷涂厚度以不超过3.5mm为准。

七、经测算浸泡后的聚酯长丝无纺布在形成浸浆布时的剥离强度能够达到800N/50mm以上，最大峰值断裂伸长率＞40％，0.5MPa条件下不透水性≥60分钟。

八、为了使第一层浸浆布的两端更好的贴合在管片上，第二层浸浆布的宽度要比第一层浸浆布宽，同理，以此类推如果有第三层浸浆布则要比第二层浸浆布宽，一层压一层，所述引水通道具有引水功能且不渗漏。

本发明不局限于盾构隧道管片嵌缝的施工，还可扩展用于拼装式屋面的防水施工，比如板缝节点、避雷带节点、天窗、风机基座节点、侧边天沟节点、中间天沟节点、平屋面女儿墙泛水节点和变形缝节点等，在上述各节点中先进行各节点的特殊施工，再按屋面板标准节点进行施工，有附加层的，待附加层实干后再进行屋面板标准节点施工，关于屋面板标准节点施工的方式如下：

先将若干块所述浸浆布均匀粘贴在屋面的结构表面上形成第一层，待所述第一层实干后再在所述第一层表面均匀粘贴若干块所述浸浆布并形成第二层，待所述第二层实干后再在所述第二层表面薄薄均匀的喷涂一层所述喷浆涂料形成第三喷浆层，待所述第三层实干后再在所述第三层表面薄薄均匀的喷涂一层所述喷浆涂料形成第四喷浆层，总的喷浆厚度不大于3mm内并形成防水层即可。该屋面板标准节点施工方法只是所述浸浆布和所述喷浆涂料的顺序改变，并不影响本发明的整体方案。

上述各节点的特殊施工参考方式如下：

1)板缝节点施工时，先在板缝两侧粘结聚合物砂浆，聚合物砂浆宽≥50mm、高≥10mm，在聚合物砂浆上表面粘结聚乙烯丙纶防水卷材的宽度≥240mm，要求聚乙烯丙纶防水卷材的性能≥400g/m²。

2)避雷带节点施工时，先在避雷带两侧施工防水上翻金属，上翻高度≥50mm。

3)天窗、风机基座节点施工时，先在拐角处粘贴一层浸浆布作为附加层，所述附加层在水平和垂直方向上的投影长度为150mm，且屋面板标准节点下翻至金属封边≥50mm。

4)侧边天沟节点施工时，先在板缝两侧粘结聚合物砂浆，聚合物砂浆宽≥50mm、高≥10mm，在聚合物砂浆上表面粘结聚乙烯丙纶防水卷材的宽度≥240mm，要求聚乙烯丙纶防水卷材的性能≥400g/m²，在拐角处粘贴一层浸浆布作为附加层，所述附加层在天沟结构外水平方向上的投影长度≥500mm、垂直方向上的投影长度≥250mm，且屋面板标准节点延伸至侧墙顶部。

5)中间天沟节点施工时，先在天沟结合处两侧粘贴≥50mm宽的美纹纸隔离层，再在板缝两侧粘结聚合物砂浆，聚合物砂浆宽≥50mm、高≥10mm，在聚合物砂浆上表面粘结聚乙烯丙纶防水卷材的宽度≥240mm，要求聚乙烯丙纶防水卷材的性能≥400g/m²，在天沟处粘贴一层浸浆布作为附加层，所述附加层在天沟结构外水平方向上的投影长度≥500mm。

6)平屋面女儿墙泛水节点施工时，先在拐角处粘贴一层浸浆布作为附加层，所述附加层在拐角处水平方向上的投影长度≥250mm，且附加层和屋面板标准节点均延伸至侧墙顶部。

7)变形缝节点施工时，先在天沟结合处的两侧粘贴≥50mm宽的美纹纸隔离层，再在板缝和变形缝两侧粘结聚合物砂浆，聚合物砂浆宽≥50mm、高≥10mm，在聚合物砂浆上表面粘结聚乙烯丙纶防水卷材的宽度≥240mm，变形缝处的聚乙烯丙纶防水卷材中间为空铺并呈凹状，该凹状具有伸缩功能，要求聚乙烯丙纶防水卷材≥400g/m²，在天沟处粘贴一层浸浆布作为附加层，所述附加层在天沟结构外水平方向上的投影长度≥500mm。

由于拼装式屋面的防水施工长期处于光照情况，而上述方案较好的解决了屋面防水抗紫外线、抗老化的问题。

综上，充分说明了本发明的应用范围之广泛。

Claims (1)

1.一种盾构隧道管片嵌缝的改进施工方法，该改进施工方法中使用到丙烯酸聚合物水泥防水涂料，将相邻管片之间缝隙简称为缝隙，与所述缝隙两侧的管片表面简称为基面，其特征是：

1)在盾构隧道施工完成后先对所述基面进行清理，清理是对各管片表面的浮砂及灰尘进行清理，清理后对所述基面进行自然晾置或是热风处理并达到所述基面无明水即可；

2)根据所述缝隙的长度裁定美纹纸和聚酯长丝无纺布，美纹纸比所述缝隙略宽且两侧能粘贴到各管片即可，聚酯长丝无纺布分为两层且第一层宽度为150mm而第二层宽度为200mm，将裁定好的美纹纸和聚酯长丝无纺布再分成若干块，要求聚酯长丝无纺布的密度达到160～200g/m²而其断裂伸长率＞40％；

3)将若干块聚酯长丝无纺布浸泡在浸浆料中至湿饱和且不流滴为止并制备出浸浆布备用，所述浸浆料按重量份的配比是：丙烯酸聚合物水泥防水涂料∶硫铝硅酸盐水泥∶水＝2∶4∶1；

要求硫铝硅酸盐水泥的标号是PO42.5或PO52.5；

要求丙烯酸聚合物水泥防水涂料的性能指标要求如下：

不透水性≥0.5MPa时60分钟不透水，拉伸强度＞1.2MPa，粘结强度＞1MPa，加热处理的断裂伸长率＞150％，碱处理的断裂伸长率＞150％，浸水处理的断裂伸长率＞150％，紫外线处理的断裂伸长率≥160％，耐热性≥100℃时可长期使用且无流淌、滑动、滴落、表面无密集气泡，燃烧性能为B1级，低温柔性φ10mm棒在-20℃时无裂纹；

4)粘贴时，先将美纹纸粘贴在所述缝隙的两侧，后将若干块150mm宽的所述浸浆布按首尾搭接的方式均匀粘贴在所述缝隙的两侧并形成第一层，待所述第一层实干后再在其表面均匀喷涂一层喷浆涂料并形成第二喷浆层，所述第二层和所述第一层的厚度控制在1.5mm内，待所述第二层实干后再次在其表面按首尾搭接的方式均匀粘贴若干块200mm宽的所述浸浆布并形成第三层，待所述第三层实干后再在其表面均匀喷涂一层所述喷浆涂料并形成第四喷浆层，上述四层形成的涂层带其总厚度不大于3mm；

所述喷浆涂料按重量份的配比是：丙烯酸聚合物水泥防水涂料∶水＝1∶1；

所述喷涂或是高压喷涂，或是滚轮刷涂，高压喷涂时喷枪的压力控制在≥0.15MPa；

5)上述粘贴方式分为两种情况：

第一种是当盾构隧道内设置有排水沟槽时，将排水沟槽以上的所有所述缝隙全部按照上述第四步进行粘贴，每条所述涂层带与所述缝隙形成封闭的引水通道，进入盾构隧道的水流沿所述引水通道导入排水沟槽内；

第二种是当盾构隧道内没有设置排水沟槽时，将盾构隧道顶部正中大于100°范围内所有所述缝隙按照上述第四步进行粘贴，每条所述涂层带与所述缝隙形成局部封闭的引水通道，进入盾构隧道的水流沿上述引水通道导出接触网和行车范围之外。