盾構隧道收水孔發生滲漏結構響應探析

石樹穩

(天津市成套設備工程監理有限公司，天津 300060)

0 引言

在盾構隧道修建過程中，作為安全逃生通道的聯絡通道是地鐵修建中不可或缺的一部分，而在軟土中的盾構隧道修建聯絡通道多采用冷凍法，由于設計和施工工藝的限制，聯絡通道的施工是盾構隧道修建中重大風險源之一。在試做收水孔時若產生漏泥沙后，隧道極易產生不均勻沉降，從而管片結構產生附加位移荷載，嚴重者會導致管片裂損、錯臺、螺栓斷裂、周圍建筑物開裂、傾倒等，進而影響結構整體安全和周圍建筑物的正常使用。本文針對天津9號線七經路站—天津站區間的漏泥沙事故為例，結合現場監測成果，對隧道結構不均勻沉降后的結構響應進行分析。

1 工程概況及事故過程

1.1 工程概況

天津津濱輕軌中山門西段工程SZq標七經路—天津站區間，左線DK2+079.925(右線DK2+090.375)處設置一座聯絡通道，聯絡通道與泵站合建。聯絡通道位置右線隧道的軌面高程為－21.546 m(隧道中心高程為 －19.686 m，聯絡通道及集水井施工區域高程為 －17.576 m ～ －25.473 m)，地面標高為 4.37 m。左、右線隧道中心線間距15.678 m，工程地質情況如圖1所示，收水孔位置示意圖見圖2。

圖1 工程地質情況

圖2 收水孔位置示意圖

1.2 事故過程

2010年8月29日，如常進行右線隧道側第三個收水孔的鉆孔工作。晚19時，鉆透鋼管片時，在鉆桿與孔口間隙出現透水情況，最終經統計，漏水、漏砂共約50 m3，工作人員按應急處理措施進行了處理，利用棉紗纏裹鉆桿并回鉆，以期塞實孔口間隙。同時，立即實施雙液注漿，但出水量迅速增大并伴有砂，無法有效止漏且涌砂涌水量仍有繼續增大的趨勢。險情發生后施工單位立即上報參建各方，并啟動應急預案，首先利用鋼木支撐對聯絡通道位置兩側16環管片實施加固。

2 現場監測及分析

2.1 現場監測

確保后續處理過程中地鐵隧道結構安全，及時掌握后續注漿等處理過程中對周邊環境影響程度及變化情況，并提出安全性預報，在聯絡通道排險處理全過程，對區域內隧道變形情況、管片變化及臨近受影響區域地表環境進行監測。主要監測內容為管片沉降情況及道床沉降情況，沉降測點為隧道三個象限點及軌道上相應測點。

2.2 監測數據分析

通過觀測數據可知在隧道采取注漿堵漏和支撐加固措施后，隧道在出現滲漏4 d后穩定，便于分析，主要針對拱頂位置沉降觀測點進行分析，主要分析在隧道結構達到穩定后結構拱頂在縱向沉降變化情況規律。

由于監測測點是在滲漏水發生10 h后采集數據，故在初期由于滲漏水引起的管片沉降數據損失，且結構管片拱頂位置由于滲漏水沉降值監測數據無法完整得到，本文測點隧道結構達到穩定管片實際高程后反推隧道沉降變化情況。

圖3和圖4給出設計高程和隧道穩定后實際高程與里程對應關系及其差值和里程對應關系。

圖3 設計高程和實際高程與里程關系曲線圖

從圖3和圖4可知:右線在DK2+090位置拱頂高程實測值較設計值低85 mm，位于聯絡通道;隧道右線受影響的范圍比較集中，高程變化量超過20 mm的區域主要發生在聯絡通道兩側10 m范圍內，右線受漏水漏砂影響距離大約40 m，即DK2+073～DK2+113;從未受到影響里程設計高程與實際高程差值小于5 mm，故滲漏之前拱頂高程與設計高程差值小于5 mm，故隧道受到滲漏影響最大沉降達到80 mm。

圖4 高程差值與里程關系曲線圖

3 結語

盾構隧道聯絡通道收水孔發生滲漏后，勢必引起隧道結構沉降。經過相關監測數據可知:

1)滲漏得到及時有效處理，發生滲漏4 d后隧道結構便達到穩定;

2)滲漏共導致約50 m3水砂流失;

3)受滲漏影響范圍在滲漏點兩側共40 m范圍，且對稱分布;

4)隧道拱頂沉降最大點在滲漏點附件管片拱頂，最大值達到80 mm。