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1、工程材料與設備器EngineeringMaterial&Equipment天津地鐵盾構隧道管片接縫防水設計探討楊振丹，張立明，張慧(天津市地下鐵道集團有限公司，天津300000)摘要：盾構隧道防水設計應遵循“以防為主、多道設防、綜合治理”的原則，在管片自防水的基礎上，以管片接縫防水為設計重點，在參考國內同類盾構隧道防水設計經(jīng)驗的基礎上，結合天津地鐵5、6號線盾構隧道管片接縫防水設計，通過大量工程案例調研．對普通環(huán)環(huán)縱縫接縫防水設計及嵌縫方式進行了探討，可為類似工程提供一定參考。關鍵詞：盾構隧道；管
2、片接縫；防水；彈性密封墊；遇水膨脹橡膠中圖分類號：U455．43文獻標志碼：B文章編號：1009—7767(2014)03—0169—03DiscussiononSegmentJointWaterproofingofSubwayShieldTunnelinTianjinYangZhendan，ZhangLiming，ZhangHui盾構法施工時，隧道滲水除會帶來地下工程滲漏的一般危害。如損害結構、腐蝕設備、影響外觀和危害運營安全等外，更容易造成隧道及地面建(構)筑物的不均勻沉降，極易造成鄰近建筑物
3、的開裂、傾斜及周邊道路和地下管線的開裂等。因此采用盾構法時，隧道的防水設計極其重要，其中管片接縫防水更是重中之重。盾構隧道防水設計遵循“以防為主、多道設防、綜合治理”的原則．在管片自防水的基礎上，重點處理管片接縫防水。管片接縫防水主要包括管片間的彈性密封墊防水、隧道內側相鄰管片間的嵌縫防水2種[11。管片接縫密封墊應滿足在設計水壓和接縫最大張開值下不滲漏的要求，嵌縫作業(yè)區(qū)的范圍與嵌填嵌縫槽的部位，除了根據(jù)防水等級要求設計外，還應當視工程特點和具體工程要求而定。1國內外應用簡介及工程案例1．1國際上
4、彈性密封墊使用情況簡介世界上首次采用橡膠密封拼裝式混凝土隧道襯砌技術是在1969年，用于德國漢堡的易北河水下公路隧道中，當時采用的壓縮型密封材料是氯丁橡膠。之后，經(jīng)過研究試驗和生產實踐，橡膠密封墊的材質逐步改用化學穩(wěn)定性好、耐老化、耐水性能優(yōu)異的三元乙丙橡膠(EPDM)，并在密封墊斷面上開設了一定數(shù)量的對稱孔洞，以提高其長期的密封使用性能。該種結構的密封墊最早于1983年在英國謝斯菲爾德隧道被成功使用．因而被稱為“謝斯菲爾德型”密封墊【2]，國內通常稱其為多孔橡膠密封墊。另一種是以日本為代表的遇水
5、膨脹橡膠，靠其遇水膨脹后的膨脹壓來止水【31。但該類密封材料由于吸水后，橡膠的強度下降較大，易產生應力松弛、蠕變，因而耐久性尚待驗證。目前，德國、英國等歐洲國家仍主要采用EPDM的多孔橡膠密封墊。1．2國內盾構管片接縫防水設計情況1)北京地鐵4號線、南京地鐵10號線管片防水環(huán)縱縫接縫防水設計：在管片密封墊溝槽內粘貼彈性橡膠密封墊(EPDM)，通過其被壓縮擠密來防水；在變形縫處增設遇水膨脹橡膠薄片，加強防水；嵌縫防水由泡沫塑料+聚氨酯密封膠或PE隔離膜+聚合物水泥組成。2)北京地鐵6號線、大興線管片
6、防水環(huán)縱縫接縫防水設計：區(qū)間隧道襯砌接縫防水采用彈性密封墊；橡膠彈性密封墊采用單組份阻燃型氯丁酚醛膠粘劑粘貼在管片四周的預留凹槽內：嵌縫防水由PE薄膜+氯丁膠乳水泥組成。3)西安地鐵1、2號線管片防水環(huán)縱縫接縫防水設計：區(qū)間隧道襯砌接縫防水采用彈性密封墊(EPDM)；嵌縫防水由氯丁膠乳水泥、高模量聚氨酯密封膠+閉孔泡沫聚乙烯組成。4)廣州地鐵6號線管片防水環(huán)縱縫接縫防水設計：區(qū)間隧道襯砌接縫防水采用彈性密封墊(EPDM)。5)天津地鐵1號線由天津地鐵既有線(即“70472014年$3搠(5一)第3
7、2巷辛葒敏東169器工程材料與設備EngineeringMaterial&Equipment工程”)延伸改造而來。天津地鐵既有線是天津市最早的地鐵線路，始建于1970年，全長7．4km．2001年10月既有線正式停運。2002年11月開工改造，將既有1號線南延北伸，車站進行改造，保留既有區(qū)間。既有區(qū)間為明挖法施工的矩形框架結構，因此大部分區(qū)段采用“三氈四油”外包防水做法[4]。新建1號線盾構隧道管片環(huán)縱縫接縫防水采用襯砌接縫彈性橡膠密封墊(EPDM)防水+1道剛性防水涂料。相較于地鐵1號線，天津地
8、鐵2、3號線采用襯砌接縫彈性橡膠密封墊(EPDM)+內嵌遇水膨脹橡膠復合型防水方案。綜上所述，國內根據(jù)材料加工生產情況，經(jīng)過長期實踐，各地盾構管片接縫防水多采用EPDM與遇水膨脹橡膠相結合的復合型彈性密封墊形式。下面結合天津地鐵5、6號線隧道管片接縫防水設計，對普通環(huán)環(huán)縱縫接縫防水設計及嵌縫方式進行探討。2工程地質條件天津地質狀況為軟土．地層結構復雜，地下水豐富。其中地下潛水位埋深較淺，淺部的粉土或砂土層中的地下水具有微承壓性，深部影響范圍內存在承壓水頭較高的承壓含水層。故天津地鐵
