南京长江隧道水渗漏分析与处理技术

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　　摘 要：本文结合南京长江隧道盾构法施工，对管片拼缝、管片吊装孔、施工缝、变形缝渗漏进行了理论分析，详细介绍了各种情况下渗漏水的处理工艺及方法，为今后复杂地质江底隧道施工及渗漏处理提供借鉴及参考。
　　关键词：南京长江隧道，水渗漏分析，处理技术
　　1、工程概况及水文地质条件
　　1.1总体工程概况
　　南京长江隧道工程是“南京市城市总体规划”确定的“五桥一隧”过江通道中的重点建设项目，是南京首次在长江上修建的江底交通隧道，同时又是一项举世瞩目的宏伟工程，该工程采用盾构法施工，盾构直径之大，地质条件之差，水压之高世属罕见。隧道位于南京长江大桥与三桥之间，连接河西新城区―梅子洲―浦口区。
　　1.2施工工程概况
　　南京长江隧道施工里程为k2+230～K7+020,分江北明挖暗埋段、江南梅子洲明挖暗埋段及江中盾构段，其中江北JB01～JB07节为引道段，全长172m，开挖深度约0～9.5m；JB08～JB14节为明挖暗埋标准段，全长174 m，开挖深度约9.5～18.5m；工作竖井长22.6m×宽46.9m×深22.84m；江南梅子洲 JN01～JN07为引道段，全长150m，开挖深度约0～8.2m；JN08～JN15为明挖暗埋标准段，全长250 m，开挖深度约8.2～18.5m；梅子洲工作竖井为长22m×宽45.7m×深26.3m。
　　长江该段河道呈南南西－北北东向展布，江面宽一般2.5～3.0km，两侧高漫滩发育，沿岸地区河网发育，地下水出露深度为地下0.5m,地形地貌为长江冲积平原区。工程所处地区地层见表1，水文地质条件特点鲜明，对工程施工影响
　　
　　
　　较大。地表水系主要为长江水系，主要接收上游补给，向下游排泄。地表水对混凝土及混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。地下上层潜水水位受季节及气候条件影响明显，还受长江水、附近沟渠、鱼塘水位的影响，降雨后水位上升，干旱时水位下降,年变幅约2.0m。下层承压水动态变化，主要随江水的起落，水位相应升降，年变幅随距江边的距离增大而减小，同时亦因上覆潜水的越流补给的影响，降雨后水位升高，水位变幅年约2.5m。从历年水位统计，一般1～2月份水位最低，3～4月份开始逐月涨水，最大涨幅3m，出现在5～6月间，7～8月份出现最高水位(7.5m吴淞高程),以后逐月下降。
　　2、防水设计
　　2.1防水等级及防水设计原则
　　主体结构防水等级设计为二级。根据《地下工程防水技术规范》（CB50108-2001），“结构顶部不允许滴漏，其它部分不允许漏水；结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000，任意100m2防水面积上湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2 m2”。防水设计的原则是：以结构自防水为主，并以接缝防水为重点，辅以附加防水层加强防水。
　　2.2明挖段防水设计
　　（1）结构防水混凝土设计强度等级C35,设计抗渗等级在设计地面20m深度以内为S8, 20m深度以下为S10。
　　（2）变形缝于顶板处采用双面自粘防水卷材，中埋式钢边橡胶止水带防水；江南地下连续墙围护复合侧墙及底板处变形缝采用双面自粘防水卷材，背贴式橡胶止水带和中埋式钢边橡胶止水带防水；江北地下连续墙围护叠合侧墙及底板处变形缝采用中埋式钢边橡胶止水带，JSP型缓膨型橡胶止水条防水。
　　（3）环向施工缝于顶板处采用双面自粘防水卷材、中埋式钢边橡胶止水带、JSP型缓膨型橡胶止水条防水；复合结构侧墙和底板处采用双面自粘防水卷材、中埋式钢边橡胶止水带、JSP型缓膨型橡胶止水条防水；叠合结构侧墙处采用中埋式钢边橡胶止水带、JSP型缓膨型橡胶止水条防水。纵向施工缝设置镀锌钢板止水带、JSP型缓膨型橡胶止水条防水，缝面涂有水泥基渗透结晶防水涂料。
　　（4）明挖暗埋段非接缝处侧墙、顶板和底板主要采用双面自粘防水卷材防水。
　　2.3江中盾构段防水设计
　　 （1）管片混凝土设计强度等级C60，抗渗设计等级S12。
　　（2）管片环纵缝设置内、外两道防水密封垫；外侧（迎水面）采用三元乙丙多孔弹性橡胶复合遇水膨胀橡胶密封垫；内侧为聚醚聚氨脂遇水膨胀密封垫。
　　（3）管片接缝内侧采用泡沫棒及聚硫密封胶嵌缝；螺栓孔内侧设置遇水膨胀密封圈防水。
　　3、现场渗漏水情况
　　3.1现场渗漏点分别是：
　　（1）江北、江南左右线工作井四个后浇洞门密封环的环向施工缝渗水及局部滴水；
　　（2）江南、江北明挖段个别变形缝底板、顶板及侧墙渗水及局部滴水；
　　（3）江北明挖段顶板盾构机拼装预留吊装孔封堵后浇混凝土环向施工缝局部渗水及滴水；
　　（4）江北明挖段顶板局部砼裂缝渗水；5、江中盾构段极个别管片螺栓孔渗水及环纵缝渗水。
　　4、渗漏水原因分析
　　针对上述部位渗漏问题，我单位组织技术人员对渗漏情况的出现及发展进行了跟踪观察并做了讨论分析，认为原因主要有以下几点：
　　（1）本工程所处施工场区周边为长江，而我场区平均标高为6.5m左右，地下水位已至地表，承压严重。
　　（2）主体砼标号设计为C35，标号较高，高性能混凝土用水泥细度高，易导致混凝土开裂，造成渗漏。
　　（3）砼本身是一种多孔胶凝人造石材，属刚性体，主要特点抗压强度高，抗拉强度低，延伸率微小，易产生收缩裂缝，导致渗漏。
　　（4）钢筋配置较密，浇筑入模混凝土坍落度较大，易导致混凝土开裂渗漏。
　　（5）工程主体结构设有宽度为8mm的变形缝。由于基坑开挖过程中降水造成底板差异沉降，相邻节段存在沉降差，背贴止水带与钢边橡胶止水带受拉开裂，导致变形缝漏水。
　　（6、江北明挖段顶板盾构机组装用吊装孔封堵后浇混凝土环向施工缝设计没有预埋中埋式钢边橡胶止水带措施，再加上近期集中降雨造成顶板预留吊装孔部位顶部积水，从而导致雨水从吊装孔环向施工渗漏水，且顺中层板变形缝位置（暗埋段中层板变形缝没有设计防水措施）流到行车道层。
　　5、采取措施
　　5.1 管片拼缝渗漏处理
　　（1）查找渗漏部位，确定处理部位。
　　（2）对渗漏缝位预埋的遇水膨胀胶条（软性）进行清理至缝内1.5cm，要求无泥垢、杂质及钙质物。
　　（3）在缝两端布设终止孔，终止孔孔径φ32mm，孔深至止水带；
　　（4）沿缝布设注浆孔，注浆孔径φ1.0cm，孔深15~20cm，孔距35cm。
　　（5）对拼缝内两侧涂刷EAA环氧1＃浆，采用早强水泥埋管封缝。
　　（6）依孔序进行EAA环氧注浆，注浆压力为0.5~0.8Mpa，应遵循缓注慢灌、逐步升压的原则进行施灌。
　　（7）待凝8~12小时后进行重复灌浆直至浆液充填饱满。
　　（8）注浆时应采用贴面封边做好拼缝两侧边的饰面保护。
　　（9）待凝2~3天后拆管，并做饰面修复。
　　（10）如遇涌水较大的特殊部位，采用先水泥注浆后EAA环氧复合注浆进行处理。
　　5.2管片裂缝渗漏处理
　　（1）沿裂缝钻骑缝孔，孔距30cm，孔径φ1.0cm，孔深8~10cm。
　　（2）沿缝开“V”型槽，槽宽×深为1~2×1~2cm。
　　（3）清洗孔壁和基面，采用早强水泥埋管嵌缝，封缝要求压贴紧密，确保注浆时不出冒浆，做到缝面干净。
　　（4）依孔序注EAA环氧浆，压力0.5~0.8MPa，要求重复注浆，至孔口饱满为止。
　　（5）待凝2~3天后拆管，并将原嵌缝的早强水泥清除，重新用环氧砂浆嵌缝，要求压贴密实。

　　（6）进行缝面饰面处理。
　　5.3 管片渗漏点处理
　　（1）查找渗漏点位。
　　（2）对渗漏位钻孔，孔径φ1.0cm，孔深8～10cm，清洗基面。
　　（3）采用早强水泥封闭埋管，要求填压密实，表面平整。
　　（4）注入EAA环氧浆，压力0.5～0.8MPa，要求重复注浆，至孔口饱满为止。
　　（5）待凝3～4天后拆管，管口采用水泥砂浆找平封闭，进行饰面修复处理。
　　5.4 管片吊装孔渗漏处理
　　（1）扫开原管片吊装孔，孔径φ3.6cm，埋设注浆管。
　　（2）注入稳定性水泥浆液，注浆压力为0.5~0.8MPa，达到压力后稳压15分钟。
　　（3）注浆时，先灌注稳定性水泥浆液止住大水后改注EAA环氧浆液。
　　（4）注水泥浆时如遇注浆量过大、窜冒浆、注浆压力无法提高时，应根据实际情况进行间歇式注浆。
　　（5）注浆后待凝4天，扫开原封闭材料，重新用环氧砂浆进行饰面修复。
　　5.5 工作井洞门环环向施工缝及设备间的渗漏水处理
　　（1）查找漏水点，沿漏水位布孔，孔径φ32mm，孔深25~30cm，孔距40cm。
　　（2）沿漏水位进行开槽，槽宽×深为2~3×2~3cm，清槽后采用早强水泥嵌槽埋管。
　　（3）采用稳定性水泥浆液注浆，水灰比为0.6:1，注浆压力为0.5~0.8Mpa。
　　（4）待凝8~12小时后重新扫孔采用EAA环氧注浆，注浆压力为1.0~1.2Mpa。
　　5.6 潮湿面的处理
　　（1）查找渗水部位，对渗水部位钻孔，孔径φ1.0cm，孔深15cm。
　　（2）清理潮湿面，要求无松动颗粒及泥垢。
　　（3）对基面进行润湿处理，要求无明流水。
　　（4）涂刷嘉宁水泥基渗透结晶防水材料，要求涂刷2遍，涂刷均匀不露白，最后涂刷一层水泥浆罩面。
　　（5）养护8~12小时后对预埋注浆孔进行EAA环氧注浆，压力为0.8~1.0Mpa。
　　（6）待凝8~12小时后进行重复灌浆直至浆液充填饱满。
　　（7）待凝2~3天后拆管，并进行饰面修复处理。
　　5.7 变形缝渗漏水处理
　　由于变形缝的锌板接水槽仅做固定措施，未做封闭、阻塞处理。漏水处理方案如下：
　　（1）拆除变形缝位原接水槽。
　　（2）清缝，勾除缝内残留物，要求缝内两侧面干净无浮尘。
　　（3）沿缝两侧交错布孔，孔径12mm，孔深20cm，孔距30cm。
　　（4）清孔，埋管，并用早强水泥进行封管。
　　（5）注水泥＋EAA环氧浆材（先水泥后EAA环氧浆材），压力0.5～0.8Mpa，要求重复注浆至充填饱满。
　　（6）待凝，拆管。
　　（7）修整变形缝两外侧面至平整。
　　（8）在变形缝内两侧面涂刷EAA环氧界面剂，压入遇水膨胀橡胶止水条并嵌入单组份聚氨酯嵌缝膏封缝。
　　（9）在变形缝两外侧面涂刷EAA环氧界面剂，压防水橡胶垫（三元乙丙橡胶垫）。
　　（10）压贴2层1.2mm三元乙丙橡胶形成凹槽，压贴时向排水方向按2‰找坡。
　　（11）在三元乙丙橡胶两侧背面压防水橡胶垫（三元乙丙橡胶垫），压上铁压条并钻孔打入爆炸螺丝。铁压条钻孔孔距25cm，膨胀螺丝φ0.8cm，铁压条厚3.0mm，宽5.0cm，
　　（12）在防水橡胶垫与混凝土接触面和防水橡胶垫与不锈钢槽接触面压入单组份聚氨酯嵌缝膏密封缝位。
　　（13）进行饰面修复处理。
　　
　　
　　6、主要施工材料及设备
　　EAA高渗性环氧系列注浆材料、42.5R普硅水泥、SH掺加剂、EAA环氧砂浆、
　　
　　本工程2010年5月中旬完工，长江隧道5月25日一次性通过验收，5月28日正式运营通车。
　　7、结束语
　　南京长江隧道采用以上处理渗漏技术方法简单，对结构无损伤，费用较低，影响较小，经运营检验效果良好，值得兄弟单位借鉴。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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