淺談地鐵盾構(gòu)隧道內(nèi)整體道床下滲漏水整治

莫佳琪

【摘? 要】隨著城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程的不斷遞增，城市地下工程結(jié)構(gòu)滲漏水問(wèn)題越來(lái)越多，滲漏水不僅影響結(jié)構(gòu)耐久性，而且會(huì)造成隧道內(nèi)設(shè)備受損，危及行車(chē)安全。當(dāng)前針對(duì)車(chē)站主體結(jié)構(gòu)、明挖、暗挖及盾構(gòu)區(qū)間整體道床上部的堵漏技術(shù)比較成熟，但是針對(duì)明挖、暗挖及盾構(gòu)區(qū)間內(nèi)整體道床下部堵漏，由于涉及整體道床軌道行車(chē)安全，不能采用普通方式輕易開(kāi)展堵漏。

【Abstract】With the increasing operation mileage of urban rail transit， there are more and more leakage problems in urban underground engineering structure. The leakage water not only affects the durability of structure， but also causes damage to equipment in tunnel and endangers traffic safety. At present， the leakage control technology for the main structure of the station， open cut， subsurface excavation and the upper part of the monolithic track bed in the shield interval is relatively mature， but for the open cut， subsurface excavation and the lower part of the monolithic track bed in the shield interval， due to the safety of the monolithic track bed， the leakage control can not be carried out easily in the ordinary way.

【關(guān)鍵詞】地鐵;盾構(gòu)隧道;整體道床;下部;滲漏水;整治

【Keywords】subway; shield tunnel; monolithic track bed; lower part; leakage water; treatment

【中圖分類(lèi)號(hào)】U45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）08-0189-02

1 引言

地鐵1號(hào)線全部為地下線，整體道床，隧道結(jié)構(gòu)形式有暗挖、明挖和盾構(gòu)隧道，盾構(gòu)隧道占比90%左右，盾構(gòu)隧道漏水涉及盾構(gòu)管片制造、防水材料質(zhì)量及施工狀況等多方面因素，管片接縫為主要滲漏水隱患處，處于整體道床上部的滲漏水點(diǎn)，容易確定位置并制定專項(xiàng)方案開(kāi)展堵漏，位于整體道床下部的漏水點(diǎn)不易確定，輕易注漿堵漏將會(huì)影響整體道床平順性，危及行車(chē)安全。為此，本文就蘭州地鐵針對(duì)盾構(gòu)隧道內(nèi)整體道床下部滲漏水整治的實(shí)際做法，總結(jié)闡述運(yùn)營(yíng)線路針對(duì)此類(lèi)滲漏水的整治及施工組織，以供參考。

2 工程概況

區(qū)間風(fēng)井上行線為YCK10+900.00～YCK12+028.097，長(zhǎng)1128.097m。區(qū)間隧道左線右線間距約9m。區(qū)間隧道最大縱坡坡度27‰，隧道埋深為10.4～40.4m，該處埋深約35m左右，最小平面曲線半徑450m。

區(qū)間襯砌環(huán)均為雙面楔形通用環(huán)，襯砌環(huán)由1塊封頂塊（F）、2塊鄰接塊（L1、L2）、3塊標(biāo)準(zhǔn)塊（B1、B2、B3）組成。管片縱向接頭為16處，按22.5°等角度布置。管片外徑6200mm，內(nèi)徑5500mm，厚度350mm，環(huán)寬1.2m;管片縱向連接螺栓數(shù)量16根M30螺栓，環(huán)向連接螺桿數(shù)量12根M30螺栓。

3 工程及水文地質(zhì)

此段風(fēng)井區(qū)間隧道穿越地層大部分為全端面卵石層，始發(fā)段隧道穿越地層為卵石層和卵石層復(fù)合層。此段工程賦存一層地下水，地下水類(lèi)型為潛水。水位標(biāo)高為1522.17～1534.10m，水位埋深為3.12～11.65m，該層地下水分布較為連續(xù)，地下水位由北東向南西緩慢降低，主要接受大氣降水、地表水入滲以及黃河水補(bǔ)給，以徑流與地下越流方式排泄。抗浮水位標(biāo)高為1529.50～1541.00m，防滲水為標(biāo)高為1527.50～1539.00m。

4 漏水點(diǎn)位置及原因分析

4.1 漏水點(diǎn)位置

該漏點(diǎn)在本區(qū)間上行K11+060處（805～806環(huán)），距離中間風(fēng)井156m。道床兩側(cè)排水溝均有漏水，右側(cè)排水溝漏水較大，出現(xiàn)小型涌水現(xiàn)象;左側(cè)有明水。

4.2 漏水原因分析

因流水口在道床邊，無(wú)法確定具體漏水根源，根據(jù)幾次堵漏情況，漏水量大、水壓力大，注漿液發(fā)泡時(shí)間長(zhǎng)，道床兩邊互通，漿液未及時(shí)反應(yīng)被沖走。注漿效果不明顯。分析其漏水原因有以下幾種：①管片質(zhì)量達(dá)不到防水標(biāo)準(zhǔn)，或存在貫通裂縫。②管片止水條粘貼不牢固，使管片與止水條間有間隙。③管片在吊裝、運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生碰撞，將管片止水條撞壞，使止水條達(dá)不到止水效果，管片破損開(kāi)裂。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查分析，初步判斷漏水口在道床下管片與管片的拼縫處，且靠近道床邊右側(cè)。

4.3 堵漏方案制定

漏水問(wèn)題初次發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)為道床兩側(cè)排水溝裂縫有明顯漏水情況，水量較大，現(xiàn)場(chǎng)判斷應(yīng)為結(jié)構(gòu)漏水，但不能明確漏水水源具體位置，隨即進(jìn)行了四次堵漏，采用聚氨酯環(huán)氧樹(shù)脂材料，效果不明顯。

為了更好、更有效地解決漏水問(wèn)題，經(jīng)討論研究決定改變注漿方案，改用雙漿液注漿堵漏方案，針對(duì)隧道出現(xiàn)較大的明流漏水采用注漿的方法進(jìn)行堵漏，注漿漿液采用水泥漿與水玻璃雙液注漿。水泥采用P.C42.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比為1∶1，水玻璃采用35 Be′水玻璃。

水泥、水玻璃雙漿液試驗(yàn)成果表明，水泥、水玻璃雙漿液的凝結(jié)時(shí)間呈以下規(guī)律：①水玻璃模數(shù)較大時(shí)，SiO2含量高，凝結(jié)時(shí)間短，結(jié)石強(qiáng)度高;水玻璃模數(shù)較小時(shí)，SiO2含量低，凝結(jié)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，結(jié)石強(qiáng)度較低。②其他條件相同時(shí)，隨水泥漿濃度的增加，凝結(jié)時(shí)間縮短。③其他條件相同，水玻璃濃度為30°～50°Be′時(shí)，水玻璃濃度減小，凝結(jié)時(shí)間縮短。④其他條件相同時(shí)，水玻璃與水泥的體積比在0.3：1～1：1范圍內(nèi)時(shí)，水玻璃用量較少，凝結(jié)時(shí)間較短。

水泥漿：水玻璃（體積比）=1：0.3時(shí)，凝結(jié)時(shí)間較短，為30S左右;水泥漿：水玻璃（體積比）=1：0.5時(shí)，凝結(jié)時(shí)間稍長(zhǎng)，為50S左右。具體操作可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。水泥漿與水玻璃比例相同情況下，隨著水灰比的減小，抗壓強(qiáng)度增大。注漿壓力控制在0.6MP范圍內(nèi)，注漿要飽滿。

5 漏水整治

5.1 設(shè)備、人員、材料進(jìn)場(chǎng)

按照既有線運(yùn)營(yíng)施工管理和施工時(shí)間要求，提前2天利用區(qū)間風(fēng)井通道將設(shè)備、施工材料、設(shè)備材料運(yùn)輸至指定地點(diǎn)，且須對(duì)物料及機(jī)具進(jìn)行完整包裝覆蓋，做好沿途設(shè)施設(shè)備的成品保護(hù)。注漿材料主要為水泥和水玻璃，設(shè)備主要為注漿機(jī)、注漿管、攪拌罐、電纜線等。

堵漏前做好施工人員施工前的技術(shù)、安全等的交底，熟悉施工現(xiàn)場(chǎng)，確保在一定時(shí)間內(nèi)順利進(jìn)行，完成施工任務(wù)，同時(shí)要做好施工現(xiàn)場(chǎng)的清理工作。

5.2 堵漏計(jì)劃及配合

堵漏計(jì)劃為6天時(shí)間，2天是轉(zhuǎn)運(yùn)材料時(shí)間，2天堵漏時(shí)間，2天為堵漏后觀察時(shí)間，根據(jù)運(yùn)營(yíng)時(shí)間和施工請(qǐng)點(diǎn)時(shí)間，施工時(shí)間在00：00至04：30，由于從車(chē)站進(jìn)入將增加進(jìn)出隧道路程時(shí)間、施工準(zhǔn)備時(shí)間，縮短實(shí)際施工時(shí)間，按照“雙施工負(fù)責(zé)人證”的方式，由一人負(fù)責(zé)請(qǐng)點(diǎn)/銷(xiāo)點(diǎn)，一人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)管理，從中間風(fēng)井進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，減少區(qū)間往返2公里時(shí)間，兩人聯(lián)控，保證整治施工有充裕時(shí)間。

因注漿過(guò)程中，注漿液會(huì)隨水流進(jìn)集水井，運(yùn)營(yíng)給排水專業(yè)人員配合打開(kāi)中間風(fēng)井集水井泵房，隨時(shí)觀察水泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

5.3 現(xiàn)場(chǎng)整治

現(xiàn)場(chǎng)堵漏整治施工順序如下：①在漏水口2環(huán)至4環(huán)管片注漿孔處預(yù)埋注漿接頭閥，用快速凝水泥封堵空隙，封堵要密實(shí)，確保注漿時(shí)不漏漿。先從4環(huán)處開(kāi)始注漿，由遠(yuǎn)到近，其他兩個(gè)備用;②打開(kāi)球閥，用長(zhǎng)鉆頭打穿注漿孔，待鉆孔有水流出后，快速抽出鉆頭，關(guān)閉球閥;③安裝注漿三通接頭，連接注漿管，開(kāi)始試壓注漿，邊注漿邊觀察注漿壓力;④注漿施工嚴(yán)格按照工藝流程圖;⑤注漿系統(tǒng)采用SHB型柱塞式雙缸雙液灰漿泵，兩個(gè)活塞分別注水泥漿和水玻璃或同時(shí)注水泥漿。

6 應(yīng)急預(yù)案

6.1 鉆孔時(shí)噴水風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防與處理

因管片鉆孔引起的噴水，在拔鉆的同時(shí)，提前準(zhǔn)備好的防噴水桶罩住，同時(shí)施工人員及時(shí)關(guān)閉球閥。

6.2 管片上浮、道床起拱的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防與處理

首先開(kāi)始進(jìn)行試壓注漿，嚴(yán)格控制注漿壓力和注漿量，提高注漿質(zhì)量，對(duì)流水口嚴(yán)禁塞堵，保證流水暢通，管片后不會(huì)有注漿壓力聚集，對(duì)管片道床不會(huì)造成起伏或者起拱的影響。漿液有較短的初凝時(shí)間與較高的剪切強(qiáng)度;利用注漿在漏水周?chē)纬森h(huán)箍，使隧洞縱向形成間斷的止水隔離帶，以減緩、制約管片上浮，并加強(qiáng)隧道的監(jiān)測(cè)頻率。

6.3 加強(qiáng)監(jiān)控測(cè)量

在施工期間必須時(shí)刻保持對(duì)管片上浮及道床的監(jiān)控測(cè)量，安排結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)單位對(duì)施工范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證注漿期間管片不能上浮及道床正常，不影響次日地鐵正常運(yùn)營(yíng)，注漿完成后連續(xù)觀察，保證注漿效果，漏水完全封堵。

6.4 加強(qiáng)排水溝及集水井觀察

注漿期間注漿液會(huì)隨流水井、排水溝流到沉沙井、集水井，會(huì)造成堵塞，隨時(shí)觀察水泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況，在排水溝及泵房入口處各派專人觀察漿液隨流水溢出情況，一旦有漿液終結(jié)在排水溝中立刻清理，裝入編織袋，帶出隧道。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上制定的整治方法和機(jī)制，在預(yù)計(jì)的施工計(jì)劃周期內(nèi)，圓滿完成了整治工作，通過(guò)持續(xù)一年的觀察，此漏水點(diǎn)再未出現(xiàn)漏水情況，同時(shí)結(jié)構(gòu)變形和整體道床軌道未發(fā)生變化，很好地保證了既有線行車(chē)安全。地鐵隧道結(jié)構(gòu)的防水，必須采取“以防為主、標(biāo)本兼治”的原則，在施工階段控制管片拼裝及防水施工質(zhì)量，不能只求短期效應(yīng)，建設(shè)移交前完成全線滲漏水整治，才能體現(xiàn)“地鐵建設(shè)為運(yùn)營(yíng)的理念”。以上建議，僅供參考，如有不當(dāng)敬請(qǐng)諒解。

【參考文獻(xiàn)】

【1】GB50157.地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

【2】GB50299.地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

【3】GB50108.地下工程防水技術(shù)規(guī)范[S].