1、國內(nèi)外隧道建設(shè)及防水情況

國內(nèi)外已建成大量地鐵、隧道，逐步形成了較成熟的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算理論與工程實(shí)踐體系，但是在隧道及地下工程的防水方面認(rèn)識(shí)則相對(duì)落后。地鐵不可避免地要經(jīng)過含水量較高的地層(如上海地鐵所處地層大多為飽和含水軟粘土層)，所以必將受到地下水的有害作用。如果沒有可靠的防水、堵漏措施，地下水就會(huì)侵入隧道，影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與附屬管線，乃至危害到地鐵的運(yùn)營和降低隧道使用壽命。

盾構(gòu)隧道滲漏水的位置是管片的接縫、管片自身小裂縫、注漿孔和手孔等。其中以管片接縫處為防水重點(diǎn)。通常接縫防水的對(duì)策是使用密封材料，以西德為代表的歐洲方面，采用非膨脹合成橡膠，靠彈性壓密，以接觸面壓應(yīng)力來止水，以耐久性與止水性見長。德國PHOENIX公司提供的隧道襯砌合成橡膠墊就是其中較典型的形式，其工作機(jī)理如圖1所示。以日本為代表的方面，則采用水膨脹橡膠，靠其遇水膨脹后的膨脹壓止水。它的特點(diǎn)是可使密封材料變薄、施工方便，但耐久性尚待驗(yàn)證。國內(nèi)主要采用水膨脹橡膠，并已開始研究開發(fā)水膨脹類材料與密封墊兩者的復(fù)合型。

2、盾構(gòu)法隧道的防水設(shè)計(jì)方法

防水方法包括結(jié)構(gòu)自防水和其它附屬措施，如管片外防水涂層、管片接縫防水、做二次襯砌等。

2．1管片結(jié)構(gòu)的自防水

結(jié)構(gòu)自防水是的防水措施，主要方法為管片材料采用防水混凝土。地鐵結(jié)構(gòu)物一般用普通防水混凝土，而盾構(gòu)隧道襯砌由預(yù)制管片拼裝而成，多用外加劑防水混凝土，抗?jié)B可達(dá)S12以上，滲透系數(shù)K＜10-11cm／s。

2．2管片外防水涂層

管片外防水涂層需根據(jù)管片材質(zhì)而定，凡有較深裂紋的管片一般都要增加外防水涂層。對(duì)鋼筋混凝土管片而言，一般要求：①涂層應(yīng)能在盾尾密封鋼絲刷與鋼板的擠壓摩擦下仍保持完好；②當(dāng)管片弧面的裂縫寬度達(dá)0．3mm時(shí)，仍能抗0．6MPa的水壓，長期不滲漏；③涂層應(yīng)具有防迷流的功能，其體積電阻率、表面電阻率要高；④涂層應(yīng)具有良好的抗化學(xué)腐蝕、抗微生物侵蝕能力和足夠的耐久性；⑤涂層要有良好的施工季節(jié)適應(yīng)性，施工簡便，成本低廉。但應(yīng)指出，若管片制作質(zhì)量高，采用抗侵蝕水泥，不做外防水層也是可以的。

2．3管片接縫防水

管片接縫防水包括彈性密封墊防水、嵌縫防水和向接縫內(nèi)注入聚氨酯藥液等。下面介紹可靠性高的彈性密封墊防水的各種要求：

(1)功能要求 ①短期防水要求密封材料因壓縮產(chǎn)生的接觸面應(yīng)力大于設(shè)計(jì)水壓力；②長期防水要求接觸面應(yīng)力不小于設(shè)計(jì)水壓力；③密封墊在設(shè)計(jì)水壓力下允許張開值應(yīng)滿足下式：

δ≤BD／(ρmin-0．5D)十δ。十δs

式中：δ--環(huán)縫中彈性防水密封墊在設(shè)計(jì)水壓力下允許的縫張開值(mm)；

ρmin--隧道縱向撓曲的小曲率半徑(mm)；

D--襯砌外徑(mm)；

B--管片寬度(mm)；

δ。--生產(chǎn)、施工中可能產(chǎn)生的環(huán)縫間隙(mm)；

δs--鄰近建筑物引起的接縫張開值(mm)。

(2)耐久性要求包括防水功能耐久性、耐水性、耐動(dòng)力疲勞性、耐干濕疲勞性、耐化學(xué)腐蝕性等。

(3)密封材料種類可分為單一材料的、合成材料的及水膨脹的?，F(xiàn)多采用水膨脹橡膠。它大大改善了盾構(gòu)法隧道的防水性，是今后的發(fā)展方向。在設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況確定合適的膨脹倍率、膨脹時(shí)間及環(huán)境可能造成的影響。

3、隧道滲漏水機(jī)理

引起隧道滲漏水的原因主要是防水材質(zhì)不良或違反操作規(guī)程造成的，具體可分為以下幾類：①管片在制作時(shí)養(yǎng)護(hù)不合理，表面出現(xiàn)氣孔和龜縮裂縫；管片在運(yùn)輸、拼裝中受擠壓、碰撞，缺邊掉角；②水膨脹橡膠粘貼不牢，或下坡時(shí)過早浸水使膨脹止水效果降低；②管片拼裝質(zhì)量差，螺栓未擰緊，接縫張開過大；④手孔、螺栓孔、注漿孔等薄弱部位未加防水墊片，封孔施工質(zhì)量差。