余勋（杭州国电大坝安全工程有限公司,浙江杭州310000）
摘要：福州轨道交通1#线（福州地铁1#线）一期线全长24.89km，起止站点为象峰站和福州火车南站，沿途设21个车站，随着地铁运营时间的增长，隧道的渗漏问题逐渐显露，并发展为影响地铁运营的重要因素之一。该堵漏方案主要针对地铁盾构段隧道，管片拼装缝以及管片裂缝、崩角，阐述了盾构段管片常见的渗漏水主要原因及影响，并采取相应的方案进行治理，处理方案主要为分管片拼装缝堵漏、管片自身结构裂缝堵漏方法。从施工工艺及堵漏材料等方面，分析了盾构隧道管片存在的渗漏问题及处理方法，结合福州地铁1#线维保中的堵漏技术实际应用，为类似工程施工方案提供参考。
0引言
随着福州市经济的稳步增长，城市交通基础设施建设也在持续加强。然而，由于早期地铁建设中在隧道环境方面的考虑不足，目前随着地铁线路的逐渐增多，部分地铁隧道的运行状况出现了不容忽视的问题。这些问题主要受到地质条件、施工质量和运营环境等多重因素的共同影响，表现为不同程度的渗漏水现象，特别是在穿越河流和软弱地层的隧道区间尤为显著。其中，盾构段管片拼缝的渗漏问题尤为突出，已对地铁的正常运营造成了较大影响。因此，对运营中的地铁隧道区间进行快速而有效的管片拼缝渗漏治理，对于确保地铁行车安全和正常运营至关重要。
1研究简介
1.1工程概况
福州轨道交通1#线（福州地铁1#线）是福州轨道交通网络的第一条线路。线路总长约30km，分一、二两期建设。
一期的线路长度为24.89km，从起点象峰站直至福州火车南站，沿线规划了21个车站。该段线路自2009年12月破土动工，其建设工程在2010年下半年～2011年上半年间相继正式启动。线路采取分段开通的方式，其中南段（三叉街站至火车南站）于2016年5月18日启动试运行服务。而北段（象峰站至三叉街站）则在2016年12月25日开始试运营。
受地质条件以及建设期施工质量的影响，福州地铁1#线（一期）部分车站、车辆段、停车场、变电所及区间隧道土建结构存在渗漏水、结构破损、开裂等故障。
1.2作业要求
盾构段隧道堵漏作业会影响地铁正常运营，作业须在运营结束后开始，该项目允许堵漏施工的进出站时间为23:30~次日5:00，而根据渗漏水缺陷位置的不同，涉及隧道拱腰以上区域的堵漏施工还需要该区段停电及挂地线，作业时间将进一步缩短至0：30~次日4：30，考虑人员、材料、工器具的进出场检查、登记、搬运时间，每班有效工作时间在3.5~4h左右，要求作业时间控制在短时间内[1]。
2渗漏原因
经过现场细致的实地勘测，并参考了国内其他隧道施工案例的经验，总结出管片渗漏水的主要原因如下：
（1）部分橡胶止水密封条的黏接性能不佳，导致在拼装过程中局部密封条已经开裂。由于后续施工中未能及时发现并替换这些有问题的密封条，使得管片间的密封条未能形成有效的止水带。
（2）少数橡胶止水密封条存在质量问题，拼装时密封条局部变形。在后续的施工过程中，当两截管片相互挤压时，这些局部变形的密封条可能发生断裂，失去止水作用，从而形成漏水隐患。
（3）在管片的吊装、运输、拼装以及盾构推进等过程中，由于操作不当或其他原因，管片可能会发生碰撞，导致隐蔽性破损。这些破损最终可能发展为漏水隐患。
（4）在盾构推进过程中，若遇到特殊地层，总推力过大，可能会对管片造成贯穿性裂缝或破碎，从而形成漏水隐患。
（5）盾构推进过程中，盾构机的姿态控制至关重要。若姿态控制不当，可能导致各组千斤顶的推力分布不均，当推进压力较大时，部分受力较大的管片可能会出现裂缝或崩角，形成漏水隐患。
（6）同步注浆固结效果对管片的密封性能具有重要影响。若注浆固结效果不佳，可能导致管片承受的水压过大，进而形成漏水隐患。
为确保隧道施工的安全性和耐久性，需对这些潜在原因进行深入分析和研究，并采取有效的措施进行防范和治理。如图１所示：
3处理方案
受作业时间限制，该施工技术研究成果中提出的堵漏施工工艺和流程均以快速处理有效止水为前提，将单个故障的处理时间控制在3h以内。除注浆咀的去除外，不涉及任何需要跨夜班的施工流程。
3.1管片拼装缝堵漏施工工艺及流程
寻找漏水点→对漏水处清基→钻孔→安装注浆针头→高压注入浆液→观察情况→补灌→拆除针头→基面恢复→检查验收。
（1）补漏处理工艺如下
沿管片拼缝每60cm距离钻孔，安装埋设注浆针头，沿拼缝塞入棉纱，使用膨胀快干水泥封缝。随后，清理拼缝附近污垢，1h时，待快干水泥硬化，开始高压灌浆作业，灌浆完成待堵漏材料凝固后，去除注浆针头，最后进行管片基面打磨恢复。在漏水拼缝前端钻20 cm孔以截断渗流，对于T字部位，需要对三个方向的漏水前端各钻20cm孔截断渗流。
（2）漏点处理工艺如下
在螺栓穿过的管片接缝处钻孔并埋入注浆针头，对于纵向螺栓的渗漏，需沿管片横向接缝塞入棉纱，以膨胀快干水泥封缝；对于横向螺栓的渗漏，需以该螺栓穿过的拼缝位置为中心，上下各1m范围进行封缝。之后清理管片基础的污垢，1h时，待快干水泥硬化，开始高压灌浆作业，灌浆完成待堵漏材料凝固后，去除注浆针头，最后进行管片基面打磨恢复。
（3）施工要点
对渗水点部位进行准确定位，并清理干净渗水位置基础面。预埋灌注针头，以快干水泥固定，布置间距根据现场情况确定，一般为0.6~1.0m。将堵漏材料用高压注浆机从灌注针头注入混凝土渗漏水的缝隙处，维持注入直到缝隙内材料饱满无法继续注浆为止（注入率≤0.011/min），随后关闭设备，待24h堵漏材料凝固后去除灌注针头。为加强堵漏后的防渗效果，可于打磨恢复的管片基础上涂刷环氧材料防水层。灌浆完毕，即可用清理液清洗高压注浆机及管路。施工现场应保持空气对流通畅，禁止明火，配备合适的灭火器材。
（4）高压灌浆堵漏工法
高压灌浆堵漏工法概述：该技术利用电动设备的动力产生高压（即高压灌注机），将专用的堵漏液体材料准确地注入混凝土的裂缝中，当堵漏材料与缝隙中的水分接触时，会迅速发生各种物理变化，形成紧密的凝固体填充所有裂缝，根据堵漏材料的不同可以分为弹性凝固体和刚性凝固体，继而截断水流将其阻隔在混凝土结构体外部，实现堵漏目的。
1）该工法利用高压灌浆机的压力，输送堵漏材料到结构裂缝的中心区域，堵漏材料将从此向周围扩散，与裂缝中水分接触时迅速反应，形成紧密的凝固体填充裂缝，阻断渗水通道，达到防渗目的。
2）该工法所采用的灌浆设备，具备高灌注压力与大流量输出的特性，从而能够迅速实现止水效果，充分展现出其作为有效堵水工法的实用性。
3）该工法选择从结构的中心位置开始进行灌注作业，特别在处理厚度超过40cm的混凝土壁体时，采用该工法进行堵漏处理，其效果不仅显著，而且操作迅速，充分展现了该工法的实用性与高效性。
3.2管片自身结构裂缝堵漏施工工艺及流程
（1）采用进口的压力泵设备（PMA×250kg/cm²），将特定的低黏度、低膨胀率聚氨酯阻水材料以及具有显著补强加固效果的改性环氧材料精准注入裂缝中。这些精选材料展现了出色的抗渗和密封性能，能够紧密封闭混凝土结构中的裂缝，包括细微的裂缝。它们不仅能够抵御建筑物可能遭受的震动，还能承受轻微的结构变形和沉降，确保实现持久稳定的补强效果。
（2）针对混凝土结构裂缝的不同尺寸和深度，无需采取铲凿或预埋等破坏性处理措施，不会对墙面和地面造成损害。仅需直接在裂缝处进行钻孔（钻孔直径为12mm，孔间距为150~250mm），并通过调整工作压力（根据裂缝的尺寸、深度和出水量，设备工作压力可在0.098~24.517MPa范围内灵活调整）进行压力灌注浆。该流程确保了裂缝的有效修复，同时保证了建筑结构的完整性和稳定性。
（3）高压灌浆机在工作流量为2.5L/min、最大工作压力24.517MPa的条件下，根据所输送堵漏材料的特性，可实现不降低渗水水压，依然能快速填充裂缝，阻断来水实现堵漏补强。
（4）堵漏步骤：确定裂缝所在，清理外渗表面结晶和各种污垢，按照结构特点确定孔距布置钻孔。如果为二次堵漏，需将原堵漏材料从裂缝中清除，确保该堵漏浆液直接接触裂缝两侧基础面。用电锤、电钻沿裂缝布置钻孔，间距0.3~0.5ｍ，安装高压注浆针头，高强度薄层结构打浅孔，反之打深孔。根据基础结构厚度、密实度、表面情况选择针头长度，一般有8.0cm、15cm、30cm三种，在钻好的孔内安装埋入合适型号的针头。用扳手拧紧针头。针头顶端接入牛油头，准备进行堵漏浆液的灌注。高压灌浆机使用前先检查高压管、接口以及结合部是否牢固，避免注浆时漏液。灌浆开始，先用少量丙酮冲洗润滑，接着放空丙酮后即可开始加入灌注堵漏浆液，灌浆顺序应自下而上，从裂缝底部开始，随着灌浆压力逐渐上涨，直至发现裂缝渗出堵漏浆液为止，待浆液开始凝固后，加压补灌一次，直至裂缝被堵漏浆液完全封堵。
4适用堵漏材料
该工程针对渗漏形式及工程特点，在渗漏原因分析的基础上，选用了化学灌浆技术进行渗漏治理，适用不同渗漏场景，主要采用了水溶性聚氨酯堵漏材料（用于水压过大或堵漏抢险时使用）和亲水性改性环氧树脂灌浆材料、普通型改性环氧（加固补强）快干水泥混合氯丁胶注浆液（填充密实）、丙烯酰胺化学注浆液（阻水止水）[2]。
4.1改性环氧树脂化学灌浆液
改性环氧树脂化学灌浆液是一种双组分、无溶剂的环氧化学灌浆材料。它具有强度高、收缩低、耐腐蚀、与混凝土及金属黏结力强等特点，是一种对混凝土和岩石进行补强加固的灌浆材料。该材料对潮湿环境不敏感，可操作时间长，强度增长快。
4.2亲水性改性环氧树脂化学灌浆液
以环氧树脂为原料，通过技术改良引入亲水基团，开发出可溶于水的新型环氧树脂。该产品配合专用固化剂使用，可形成高强度、高韧性的固结体，展现出良好的工程应用性能。其特点包括低黏度、良好可灌性，以及可在水中固化的独特优势。胶凝时间可根据工程需求灵活调整。此外，该产品无毒无害，环境友好，符合可持续发展要求。其主要功能在于加固和密实结构层，提高混凝土标号，同时保护混凝土内的钢筋，增强其与混凝土的黏结力。此外，该产品还能有效拓宽混凝土裂缝的加固带，为各类工程提供全面、高效的解决方案。
4.3水溶性聚氨酯堵漏材料
该材料为单相化学密封剂，以聚氨酯预聚体为核心构建，辅以精密挑选的添加剂，如溶剂、催化剂、延滞剂、表面活性剂和柔韧剂等。其独特配方源于精确控制的多异氰酸酯与聚醚多元醇之间的化学结合，生成了富含端异氰酸酯基（NCO）的预聚体。TS-12水溶性聚氨酯密封剂凭借其卓越的流动性与防渗透性能，在防水密封领域独树一帜，特别是在应对湿润裂缝、活跃水源地层的渗漏难题以及保护湿润土壤表层方面表现出色。这种密封剂能在水中轻易溶解并实现自我乳化，同时迅速发生聚合反应。其固化后的结构呈现出优良的弹性和防渗透性，同时还具备双重止水效果，即弹性止水和膨胀止水。更为显著的是，它对石材、混凝土等基材具有极佳的附着力，并且在灌注过程中确保了水质的纯净无污染。
4.4水泥氯丁胶注浆液
该材料具有良好的抗开裂能力，与其他基材的黏结性极佳，后期收缩率极小，具备强大的可灌性，对空腔起到良好的补充和密实作用。通过与水泥基渗透结晶的混合，该产品自身具备了相当的强度，从而实现了出色的防水和阻水效果。目前，它在洞门环梁、后浇带、诱导缝、伸缩缝等空腔填充领域得到了广泛应用，不仅成本相对较低，而且堵漏效果显著。
4.5丙烯酰胺化学注浆液
丙烯酸盐基的灌浆材料，其核心构成源于丙烯酸盐系列单体，搭配水作为稀释媒介，通过精确调控的引发及催化制剂，经化学反应生成高弹性的胶状体。该产品遵循严格的环保规范，精心研制以排除任何有害物质，适于用作环保型的防水堵漏灌浆材料。其独特的低黏度特性与高渗透力，使材料能深入微小裂纹和孔隙，实现高效封闭。
5结语
该文以福州地铁1#线盾构隧道堵漏治理为例，论述了盾构隧道管片拼缝、裂缝渗漏治理的施工内容、技术要求，通过对隧道渗漏的原因进行分析，结合运营地铁堵漏作业时间限制，盾构段管片拼缝渗漏治理分别采用了不同的措施，并对注浆液材料进行了合理选取，这为今后类似工程渗漏水的治理提供了参考依据。
转载文献来源：中国知网-交通科技与管理
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