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【摘要】
在盾構隧道運營過程中如果出現滲漏會對地鐵的正常運行造成影響,當滲水嚴重時會使列車終止運行,嚴重時還會對社會穩定造成影響。論文以實際工程為例,對地鐵盾構隧道出現滲漏原因進行了分析,并針對性的采取了相應的堵漏技術,延長了隧道的使用年限,實現了盾構隧道的安全運營。
【關鍵詞】
盾構隧道;堵漏施工;管片拼縫
1引言
隨著地鐵工程建設的不斷加快,產生的隧道問題也越來越多。在隧道運營過程中,隧道防水是保證地鐵隧道質量的一個重要環節。受季節氣候、地質條件等因素的影響,隧道容易出現滲漏的問題,尤其是在多雨季節隧道運行過程中如果遇到滲漏水的情況,會出現電軌道短路或接觸網漏電等等問題,導致列車停止運行。另外,滲漏還會導致隧道內管線生銹,影響隧道使用年限,因此,要做好地鐵盾構隧道的堵漏施工。
2工程概況
某地鐵軌道使用盾構法進行施工,隧道襯砌使用預制鋼筋混凝土管片進行施工。隧道管片設計規格如下:內徑5400mm,外徑6000mm,管片厚度為300mm,環寬1500mm,管片采用標號C50混凝土,環縫和襯砌縱縫之間使用EPDM彈性密封墊防水。場地地下水主要為全風化帶中孔隙潛水、第四系松散層和強中風化巖中基巖裂隙水,裂隙水類型為承壓水,水壓力大、水量豐富。由于隧道埋設深度比較大,區間盾構隧道環管片拼縫出現了滲漏,對地鐵的運行造成影響,需要采取相應的堵漏技術來保持地鐵隧道安全運營。
3運營地鐵盾構隧道堵漏施工難點
1)地鐵運營隧道單次堵漏施工時間較短。在實際施工中由于地鐵一直處于運行狀態,施工時間有限,通常選取夜間地鐵停止運行的時間進行施工,但時間較為緊促,使得有的施工環節不能有效開展。2)機械設備、材料運輸困難。在地鐵隧道堵漏施工中會使用多種大型設備,比如注漿機、腳手架以及一些材料物資,這些物品都需要施工人員從地鐵站親自搬運到施工區域,這無疑會加大人力負擔,而且也會影響工作效率[1]。3)任務緊急。一旦隧道出現滲漏噴水現象,均需在第一時間進行處理,如若不及時會帶來不可估量的損失,甚至危及人們的生命安全。
4隧道滲漏水原因分析及整治標準
4.1隧道滲漏水原因分析
1)此隧道埋深大,深度達到27~33m,隧道上部主要分布的是強風化與中風化巖層。強風化巖層裂隙發育,而且地下水較多,水壓力達到0.3MPa。2)施工隧道地處中間風井部位,當盾構隧道被打通時,施工人員還沒有對中間風井進行封堵處理,造成隧道漏水量較大。盾構施工階段的管片背后所注的漿液遇水流過大時極易被沖刷,形成局部虛空狀態。3)中間風井為盾構到達井,由于盾構達到時推力在逐漸減小,如若管片間的止水帶壓實不牢固的話,容易出現漏水現象。當推力在不斷變小時,管片止水密封條壓縮變形量也會逐漸減小,防水效果不顯著。此外,如果管片的錯臺過大或者重合搭接量太小的話,防水性能也會受到不同程度的影響。4)部分吊裝頭在管片注漿后封堵存在質量問題,如若封堵不徹底,在長時間使用中管片壁也會出現滲水現象。與此同時,該段隧道與盾構吊出井距離較近,而且在吊出井的相應部位設置有集水井泵房,盾構隧道貫通了一段時間后,施工人員仍沒有對吊出井實施封堵處理,使得隧道周圍漏水現象嚴重[2]。再加之一些潛在的漏水點由于沒有暴露出來,因而在堵漏工作中也未進行及時修復。
4.2整治質量標準
通過對現場情況進行分析,最終得出盾構區間隧道防水等級為二級,頂部以及結構內都不能出現漏水等現象,結構表面允許有少量的濕漬,但濕漬面積應進行嚴格控制。比如100m2防水面積上濕漬應小于3處,單個濕漬的最大面積應控制在0.2m2以內。此次整治的范圍主要包括區間內上行線中間風井與靠近風井洞門一定區域內的管片,主要針對管片接縫漏水點以及管片裂縫漏水現象進行改進。
5隧道堵漏施工技術
5.1管片裂縫堵漏施工流程
管片裂縫主要指的是由于管片受到盾構千斤頂推力的作用而出現的縱向裂紋現象,按照地鐵設計相關標準規定,如若盾構管片出現0.2mm以上的裂縫時,需采取一定的措施進行防滲堵漏處理。具體的施工流程如下:1)施工人員在滲漏區域順著縫隙部位人工鑿槽,一般鑿成U型或者口型槽,這樣便于后續施工的順利實施;2)將防水膠水泥填充在縫隙部位,確保槽與管片表面相平,而且要注意壓貼緊密;3)按照滲漏實際情況,預留埋設多個注漿嘴,等到剛性膠凝固到一定程度后,從事先預留的注漿嘴部位向縫隙內注入高分子化學漿液比如改性環氧樹脂等,漿液進入到縫隙后會迅速擴散,經過長時間后會凝固成強度很高的凝膠,這樣可提高裂縫的密實性;4)堵漏工作完成后應使用砂輪機將注漿嘴表面不平整部位進行處理,使其處于平整狀態。
5.2管片拼縫堵漏施工工藝
1)明確漏水點的具體方位。施工人員可按照管片出水點的位置以及出水量的實際大小明確漏水點的具體方位,緊接著在漏水點的兩端距離一定部位打終止孔,將注漿管預先埋設在此處。2)鉆終止孔。施工人員應在管片滲漏部位的端頭順著縫隙部位鉆入一定深度的孔,孔的深度主要由內側的止水條位置決定,絕不能超過止水條位置,這樣會損壞管片,起不到應有的防水效果。用流水沖洗終止孔后將水泥膏注入孔內,直至到達孔口即可。3)鉆注漿孔。首先順著滲漏縫向孔內鉆注漿孔,孔徑以及孔深應進行嚴格確定,孔徑應達到1cm,孔與孔之間的距離應控制在0.3~0.5m之間;其次將注漿孔與滲漏縫中的雜物進行徹底地沖洗,以提高灌漿質量。4)埋鋁管嵌縫。首先使用一定硬度而且處于微膨脹狀態的水泥注入孔內的鋁管內,壓實緊密,但要注意的是管片要流出鋁管10cm的距離;其次嵌縫壓入水泥時動作要迅速,注入水泥越多,效果越顯著。5)注漿環節。1)施工人員首要一步是將注漿軟管與預埋鋁管進行有效連接,為了提高其穩定性,可使用鐵線進行綁扎處理。2)試壓時應密切關注嵌縫封閉的效果以及漿液的質量,若無異常情況時則可使用改性環氧樹脂進行堵漏處理。3)為了提高材料的黏接性,可在速硬水泥中加入一定量的聚合物氯丁膠乳。4)施工人員應現配水泥漿液,水灰比的濃度應滿足相關要求。5)注漿工作結束后應立即對注漿機以及管路進行徹底地清洗,確保表面整潔。
5.3管片吊裝孔施工工藝
管片吊裝孔施工流程如下:1)將吊裝孔中的雜物清洗徹底;2)在吊裝孔中埋設兩只鋁管,一支鋁管起到泄水減壓作用,另一支鋁管作為注漿管,并在鋁管周圍使用速硬微膨脹水泥進行填筑處理;待水泥凝固完全后,將注漿管連接到位用手動泵壓注水泥漿,直至完成。
5.4管片背后注漿施工工藝
管片背后注漿方法主要用來解決管片背后注漿不飽滿所引發的不良現象。按照實際施工情況可在滲漏點的上方選取1點位或者11點位的吊裝孔作為泄水孔,而在滲漏點下方的第4點位以及7點位設置注漿孔,所設置的注漿孔與泄水孔的連線應橫穿滲漏點。考慮到此施工區段地下水壓力較大,可使用沖擊鉆打穿吊裝孔。為了確保管片的安全性,施工人員可在注漿管路部位設置壓力表與安全閥,及時檢查管路周圍的水壓力狀況,一旦發現超過標準應立即打開安全閥。壓漿應請專人全權負責,注意觀察管片有無異常變化情況,漿液噴射時不能對準施工人員,以免使人員受到傷害。
6結語
綜上所述,本地鐵盾構隧道經過堵漏施工后,有效治理了隧道的漏水問題,實現了預期的治理效果,值得類似工程借鑒或參考。需要注意的是,在拌制水泥時要使用干凈的水進行拌制,不能只是為了方便,選擇地下水來拌制水泥,以免影響水泥的質量。
作者:張輝 單位:中鐵十六局集團有限公司
【參考文獻】
【1】趙紅軍.淺析我國城市軌道交通現狀及發展趨勢[J].內江科技,2011(8):53-54.
【2】黃平.盾構隧道的防水處理[J].鐵道建筑技術,2011(5):96-101