地铁盾构管片吊装孔渗漏原因分析及处理措施

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年3期   作者:赖连春
[导读] 运营维修人员通过隧道结构日常状态巡检发现:位于隧道行车方向九点-三点钟方向有多处管片吊装孔渗漏水故障。
        摘   要:运营维修人员通过隧道结构日常状态巡检发现:位于隧道行车方向九点-三点钟方向有多处管片吊装孔渗漏水故障。如不及时处理,会给隧道结构及运营安全带来一定的隐患。本文剖析了吊装孔渗漏水原因,并针对原因提出了应对措施和整治方案,取得了很好的效果,对类似工程具有指导和借鉴意义。
        关键词:盾构;吊装孔;渗漏水;处理措施
1、事件概况
         冬季低温期间,运营维修人员通过隧道结构日常状态巡检发现,某区间发现多处漏水的吊装孔,都位于隧道行车方向九点-三点钟方向。漏水地段的盾构隧道埋深最大为18-22m,地质环境为震旦系混合花岗岩,珠江三角洲海陆冲积平原,强风化岩面埋藏较深,为中等透水性地质,地表水系发育、地下水丰富,为地下水的径流~排泄区,且部分区段在河床面以下。现场观察吊装孔局部,表面有渗水现象,如果不及时处理,存在运营期期间发生有喷水可能。
                   
图1. 现场渗水情况

2、渗漏点处工程地质情况
隧道底部地质情况:埋藏基岩主要为白垩系红层,地貌单元为珠江三角洲海陆冲积平原,地形平坦。区内第四系地层分布广、层次较全、厚度大,尤其软土广泛分布且厚度较大,强风化岩面埋藏较深。该区透水性好,基岩裂隙水不发育,地下水较丰富。海陆交互沉积的软土,海陆交互相淤泥、淤泥质土,淤泥质粉细砂<2-2>、冲洪积粉细砂<3-1>、中粗砂<3-2>、淤泥质土<2-1B>和白垩系红层全风化带<6>,强风化带<7>,白垩系红层残积土<5-2>及中风化带<8>地下水丰富。地下水位(埋深):2.54m


                                图2 渗水点处地质纵面图
3、原因分析
根据原施工设计要求,吊装注浆孔注浆后需进行封堵,内部有逆止阀,端部采用橡胶圈止水,用胶盖封住,最外面采用微膨胀水泥砂浆封闭。
盾构隧道贯通时,地下水压力较大,盾构施工阶段的管片背后注浆被稀释、冲走,无法凝固,导致管片背后的注浆不饱满,形成了渗水通道。在季节性的影响下随着地下水位上升,管片背后水压增大,再加上吊装孔的封堵水泥在列车长期运营振动的影响下与吊装孔结合部位产生开裂现象,导致地下水从缝隙中渗出从而产生漏水现象。
4、渗漏水处理方案选择
        4.1、常规堵漏方案
(1)、正对吊装孔钻孔,孔径Φ14,深度为15cm。
(2)、棉纱封堵吊装孔止水,具体做法为:将Φ12铝管注浆管缠绕棉纱塞入吊装孔内止水,应保证Φ12铝管注浆管塞入吊装孔深度≥50mm。
(3)、用快干水泥封堵吊装孔(Φ12铝管注浆管保持通畅)。
(4)、灌压水泥浆,注浆压力达到0.3MPa时稳压5min即可。
(5)、待水泥浆初凝。
(6)、二次作业时灌注EAA环氧浆液补强,EAA环氧注浆压力达到0.5MPa时稳压5min即可。
该方案适宜范围:吊装孔渗水,水量小,水压低,大部分情况下适用。优点:施工快捷。
        4.2、临时防护措施
安装带阀门注浆管成功后,测算灌浆时间,如剩余时间不足完成灌浆清理工作,采用本临时防护措施,具体布置见图3。

图3临时防护措施布置图
(1)、将注浆管上阀门接驳90°弯头,弯头一端向下,并接上导流管。注意:注浆管为定制材料,外露端已开外螺纹,阀门与弯头之间应准备接驳管件,整个外露长度不得大于30cm。
(2)、采用两端预开孔,宽度5cm,厚度1mm,长度50cm钢板条,压住弯头外侧,钢板锚固方式采用两套M8膨胀螺栓固定于管片。
(3)、导流管一端引流到排水沟,并用铁丝或M8膨胀螺栓固定。
(4)、调节阀门,控制排水流速、流量。
        4.3、强行封堵方案
打开吊装孔后,如果水压太大,采用DN15水管无法封堵吊装孔与水管外侧之间的空隙,当更换预制DN30水管尝试,如仍然无法完成,采用本强行封堵方案。
(1)、棉纱缠绕直径8-12cm的杂木锲子做为木塞,塞入吊装孔,大力夯实,封堵吊装孔止水。
(2)、切割多余外露木塞,并用快干水泥封堵吊装孔。
(3)、用M8膨胀螺丝固定20cm×20cm×8mm钢板(四角预开孔)封堵吊装孔。
(4)、快干水泥封堵钢板空隙。
5、 现场处理
(1)、采用冲击钻正对渗漏水吊装孔钻孔,孔径Φ14,深度为15cm。
(2)、根据吊装孔漏水状况判断下一步处理方案。如果仅仅表面渗水,压力不大,采用常规堵漏方案。
(3)、如果出现喷涌,水流压力巨大,采用定制长度为1500mm的加长型钻头正对吊装孔钻孔Φ35,钻孔深度为15cm。打开预制DN15水管(即带阀门注浆管)上的阀门,外侧缠绕棉纱置入吊装孔深度8cm以上,外露不得超过20cm,使吊装孔与水管外侧之间的空隙止水并用快干水泥封堵,此过程中应保证打开阀门持续泄压。如漏水量较大,采用DN15水管无法封堵吊装孔与水管外侧之间的空隙,可更换预制DN30水管尝试,如仍然无法完成,采用强行封堵方案。
(4)、安装带阀门注浆管成功后,测算灌浆时间,如剩余时间不足完成灌浆清理工作,采用临时防护措施,;如时间充足,关闭带阀门注浆管的阀门,连接灌浆设备,打开阀门,灌压水泥浆,注浆压力达到0.3MPa时稳压5min即可。
(5)、水泥浆初凝后,观察吊装孔不再漏水,切割注浆管,清理并打磨封堵表面并刷环氧。
                   

图4. 灌注完成后不再漏水
       
6、总结
按照上述堵漏措施处理,经过近三年时间的观察,此处吊装孔已无再渗漏水现象,同时该区域的结构沉降及收敛监测数据无异常。可以判断已填充密实。
受地铁运营条件的限制,在隧道建设期极易处理的问题在已投入运营的隧道都变得极其困难,通过对该区间盾构管片吊装孔渗漏水处理,证明该处理措施行之有效且有推广应用的价值。
        参考文献
1、地下防水工程质量验收规范GB50208-2011
2、盾构法隧道施工与验收规范. GB50446-2008
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