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盾构法隧道工程防水施工工艺标准

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2.7 盾构法隧道工程防水施工工艺标准
2.7.1 总则
2.7.1.1 适用范围
本标准适用在软土和软岩中采用盾构掘进和拼装钢筋混凝土管片方法修建的区间隧道结构防水施工。
2.7.1.2 编制参考标准及规范
( 1) 《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-
( 2) 《地下工程防水技术规范》GB 50108-
( 3) 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-
2.7.2 术语、 符号
2.7.2.1 术语
( 1) 盾构法: 采用盾构掘进机进行开挖, 钢筋混凝土管片、 复合式管片、 砌块、 现浇混凝土等作为衬砌支护的隧道暗挖施工法。
2.7.3 基本规定
2.7.3.1 地下工程的防水等级分为4 级, 各级标准应符合《地下防水工程质量验收规范》GB 50208- 3.0.1 条的规定。
2.7.3.2 地下工程的防水设防的要求, 应按《地下防水工程质量验收规范》GB 50208- 表3.0.2-2 的规定选用。
2.7.3.3 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施应符合表2.7.3.3 规定:
不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施 表2.7.3.3

2.7.3.4 管片防水涂层必须由相应资质的专业防水队伍进行施工。
2.7.3.5 管片外防水涂层和管片接缝所使用的防水材料, 应有产品合格证和性能检测报告, 材料的品种、 规格、 性能等应符合现行国家产品标准和设计要求; 不合格的材料不得在工程中使用。
2.7.4 施工准备
2.7.4.1 技术准备
(1)施工单位应认真学习图纸, 并进行图纸自审、 会审工作, 以便理解盾构施工中防水工程的施工要点。
(2)依据工程总施工组织设计的原则, 编制防水工程施工方案, 明确工艺流程, 指导施工。
(3)根据穿越土层的工程水文地质特点辅以以下相应技术措施:
1)疏于掘进土层中地下水的措施;
2)稳定地层、 防止隧道及地表沉陷土壤加固措施;
3)隧道衬砌的防水堵漏措施;
4)配合施工过程中的监测技术;
5)开挖土方的运输及处理方法等。
2.7.4.2 材料要求
(1)选用的钢材、 水泥、 砂、 石、 砌块应有产品合格证和性能检验报告, 材料的品种、 规格、 性能等应符合国家产品标准和设计要求;
(2)品种规格: 管片外防水涂层采用无机防水涂料和有机防水涂料; 无机防水涂料可选用水泥基防水涂料、 水泥基渗透结晶型涂料; 有机防水涂料可选用反应型、 水乳型、 聚合物水泥防水涂料。管片接缝处宜选择具有合理构造形式、 良好回弹性或遇水膨胀性、 耐久性的橡胶密封垫。
(3)质量要求: 管片接缝处采用的弹性橡胶密封垫和遇水膨胀橡胶密封垫的性能应符合表
2.7.4.2—1、 2.7.4.2—2 的规定。
弹性橡胶密封垫材料物理性能 表 2.7.4.2-1
注: 以上指标均为成品切片测试的数据, 若只能以胶料制成试样测试, 则其力学性能数据应达到本规定的120％。
遇水膨胀橡胶密封垫的胶料物理性能学 表 2.7.4.2-2

注: ①成品切片测试应达到的80％。
②接头部位的拉伸强度不得低于本标准的50％。
2.7.4.3 主要机具
(1)盾构千斤顶、 出土转盘、 出土皮带输送机、 压浆泵;
(2)钢筋混凝土管片机械加工设备;
(3)钢模加工机械设备;
(4)经纬仪、 水准仪、 红外线测距仪等; 、
(5)防水施工中的小型工具。
2.7.4.4 作业条件
(1)具备现场的地质勘测、 地下管线、 临近建筑物、 水文等资料;
(2)设计图纸经过会审, 施工组织设计和辅助技术措施经审批和认可;
(3)具有专业施工资质的队伍得到确认、 材料、 施工机械、 水、 电, 材料的运输与堆放均得到落实;
(4)”企业自控、 社会监理、 政府监督”质保体系落实;
(5)管片外防水涂层施工时, 应将管片基层表面的气孔、 凹凸不平、 蜂窝、 缝隙、 起砂等修补处理, 基面必须干净、 无浮浆、 无水珠。
(6)管片接缝处嵌缝作业应在接缝堵漏和无明显渗水后进行, 嵌缝槽表面混凝土如有缺损, 应采用聚合物水泥砂浆或特种水泥修补牢固。嵌缝时, 应先涂刷基层处理剂。
2.7.5 材料和质量要点
2.7.5.1 材料的关键要求
(1)选用的钢材、 水泥、 砂、 石、 砌块应有产品合格证和性能检验报告。品种、 规格、 性能应符合设计要求;
(2)钢筋混凝土管片制作符合下列规定:
1)混凝土抗压强度和抗渗压力应符合设计要求;
2)表面应平整, 无缺陵、 掉角、 麻面和露筋;
3)单块管片制作尺寸允许偏差应符合表2.7.5.1 规定:
单块管片制作尺寸允许偏差 表2.7.5.1

4) 钢筋混凝土管片应采用高精度钢模制作, 其钢模宽度及弧弦长允许偏差均为±0.4mm。
5) 管片、 砌块的抗渗等级应等于隧道埋深水压的3 倍, 且不得小于P8。管片、 砌块必须按设计要求经抗渗检验合格后方可使用;
6) 管片至少应设置一道密封垫沟槽。
( 3) 管片接缝密封垫应符合下列规定:
1) 管片接缝密封垫应满足在设计水压和接缝最大张开值下不渗漏的要求;
2) 密封垫沟槽的截面积应大于等于密封的截面积, 当环缝张开0mm 时, 密封垫可完全压入储于密封沟槽内。其关系符合下列规定:
A=1～1.15A0
式中 A——密封垫沟槽截面积;
A0——密封垫截面积。
( 4) 螺孔防水应符合下列规定:
1) 管片助腔的螺孔口应设置锥形倒角的螺孔密封圈沟槽;
2) 螺孔密封圈的外形应与沟槽相匹配, 并有利于压密止水或膨胀止水。在满足止水的要求下, 其断面宜小;
3) 螺孔密封圈应是合成橡胶、 遇水膨胀橡胶制品, 其技术指标应符合表2.7.4.2-1、 2.7.4.2-2和规定.。
4) 不定形嵌缝材料应有良好的不透水性、 潮湿面粘结性、 耐久性、 弹性和抗下坠性; 定形嵌缝材料应有与嵌缝槽能紧贴密封的特殊构造, 有良好的可卸换性、 耐久性。
2.7.5.2 技术关键要求
(1)隧道开挖过程时的地表沉降、 平面高差、 中心线偏移在设计规定范围内;
(2)钢筋混凝土管片拼装应符合下列规定:
1)管片验收合格后方可运至工地, 拼装前应编号并进行防水处理;
2)管片拼装顺序应先就位底部管片, 然后自上而下左右交叉安装, 每环相邻管片应均布摆匀并控制环面平整度和封口尺寸, 最后插入封顶管片成环;
3)管片拼装后螺栓应拧紧, 环向及纵向螺栓应全部穿进。
(3)钢筋混凝土管片接缝防水应符合下列规定:
1) 在管片内侧环纵向边沿设置嵌缝槽, 其宽深比大于2.5, 槽深宜为25～55mm, 单面槽宽宜为3～10mm。嵌缝槽断面构造形状宜从图2.7.5.2 中选定;

图2.7.5.2 管片嵌缝槽沟构造形式示意图
2)管片至少应设置一道密封垫沟槽, 粘贴密封垫前应将槽内清理干净;
3)密封垫应粘贴牢固, 平整、 严密, 位置正确, 不得有起鼓、 超长和缺口现象;
4)管片拼装前应逐块对粘贴的密封垫进行检查, 拼装时不得损坏密封垫。有嵌缝防水要求的应在隧道基本稳定后进行;
5)管片拼装接缝连接螺栓孔之间应按设计加设螺孔密封圈。必要时, 螺栓孔与螺栓间应采取封堵措施。
(4)管片外防水涂层应符合下列规定:
1)耐化学腐蚀性、 抗微生物侵蚀性、 耐水性、 耐磨性良好, 且无毒或低毒;
2)在管片外弧面混凝土裂缝宽度达到0.3mm 时, 仍能抗最大埋深处水压, 不渗漏;
3)具有防杂散电流的功能, 体积电阻率高;
4)施工简便, 且能在冬季操作。
2.7.5.3 质量关键要求
(1)隧道地表沉降、 轴线平面高差符合设计要求;
(2)管片内径水平与垂直直径差、 拱底块定位偏差、 管片相邻环高差, 防水标准、 渗水量符合设计要求;
(3)钢筋混凝土管片同一配合比每生产5 环应制作抗压强度试件一组, 每10 环制作抗渗试件一组; 管片每生产两环应抽查一块做检漏测试, 检验方法按设计抗渗压力保持时间不小于2h, 渗水深度不超过管片厚度的1／5 为合格。若检验管片中有25％不合格时, 应按当天生产管片逐块检漏。
(4)盾构法隧道的施工质量检验数量, 应按每连续20 环抽查1 处, 每处为1 环, 且不得少于3 处。
2.7.5.4 职业健康安全关键要求
(1)使用有毒材料时, 作业人员应按规定享受劳保福利和营养补助, 并应定期体检。
(2)配制和使用有毒材料时, 必须身着防护服、 戴口罩、 手套和防护眼镜, 严禁毒性材料与皮肤接触和入口。
(3)使用易燃材料时, 应严禁烟火。
(4)使用有毒材料时, 施工现场应加强通风。
(5)现场采用”TN—S”配电, 必须符合三级配电、 两级保护、 ”一机、 一闸、 一漏、 一箱”的要求。
2.7.5.5 环境关键要求
(1)有毒材料和挥发性材料应密封贮存, 妥善保管和处理, 不得随意倾倒;
(2)施工现场内每天生活、 建筑垃圾及时清理运出、 进出车辆保持清洁、 污水经过沉淀再排入城市污水管道。
2.7.6 施工工艺
2.7.6.1 工艺流程
根据施工图建立隧道测量控制网格→建立竖井或基坑→安装盾构、 盾构千斤顶、 出土转盘、 出土皮带运输机、 管片拼装机、 压浆泵→管片安装组成隧道衬砌结构→在衬砌环外周空隙压浆→在盾构的不断推进中安装管片组成隧道衬砌、 压浆进行下一个循环。
2.7.6.2 操作工艺
(1)根据设计文件要求, 建立隧道的测量控制网格;
(2)在隧道的某一端建立竖井或基坑, 以供盾构、 千斤顶、 出土转盘、 出土皮带运输机、 管片安装机、 压浆泵安装就位;
(3)盾构从竖井或基坑的墙壁开孔出发, 在地层中沿设计轴线向另一竖井或基坑的设计孔洞推进;
(4)安装一至二环管片组成隧道衬砌, 在衬砌环外空隙中压浆泵灌浆;
(5)盾构继续推进一至二环管片, 重复第4 步程序到工程完工。
2.7.7 质量标准
2.7.7.1 主控项目
(1)盾构法隧道采用防水材料的品种、 规格、 性能必须符合设计要求。
检验方法; 检查出厂合格证、 质量检验报告和现场抽样试验报告。
(2)钢筋混凝土管片的抗压强度和抗渗压力必须符合设计要求。
检验方法; 检查混凝土抗压、 抗渗试验报告和单块管片检漏测试报告。
2.7.7.2 一般项目
(1)隧道的渗漏水量应控制在设计的防水等级要求范围内。衬砌接缝不得有线流和漏泥砂现象。
检验方法: 观察检查和渗漏水量测。
(2)管片拼装接缝防水应符合设计要求。
检验方法: 检查隐蔽工程验收记录。
(3)环向及纵向螺栓应全部穿进并拧紧, 衬砌内表面的外露铁件防腐处理应符合设计要求。
检验方法: 观察检查。
2.7.8 成品保护
2.7.8.1 施工现场钢筋混凝土管片堆放场地必须硬化, 满足生产用的起重运输条件。
2.7.8.2 钢筋混凝土管片运输、 装卸过程中不得碰撞。
2.7.9 安全环保措施
2.7.9.1 加强施工中的监测技术; 掘进中随时观察地下涌水、 地面沉陷情况, 制定应急和加固措施。
2.7.9.2 施工人员持证上岗、 安全防护用品, 安全资金到位。
2.7.9.3 开挖土方的运输及处理得到有关环保部门的认可和批准。
2.7.10 质量记录
2.7.10.1 本工艺标准应具备以下质量记录:
(1)地表沉降及隆起量记录;
(2)隧道轴线平面高层偏差允许值记录;
(3)隧道管片内径水平与垂直度直径差记录;
(4)管片相邻环高差记录;
(5)质量保证体系及管理制度;
(6)原材料、 半成品出厂报告和复试报告(包括钢筋、 水泥、 外加剂) ;
(7)混凝土配合比报告单;
(8)钢筋混凝土管片单片抗渗试验报告;
(9)施工每推进100m 作一次质量认定表。
2.7.10.2 盾构法隧道工程质量检验一览表见表2.7.10.2
盾构法隧道工程质量检验一览 表2.7.10.2