某富水區(qū)段礦山法隧道滲漏治理技術(shù)

曹樹良 方恩權(quán)

1 工程概況

某暗挖地鐵車站，站臺中心里程為YDK12+743.00，車站總長 167.4m，車站為單側(cè)局部明挖站廳 3層、站臺暗挖單洞單層方案，采用側(cè)式站臺，有效站臺寬3.5m，線間距34.6m，車站兩端設(shè)有隧道風(fēng)機(jī)房，左、右線站臺共設(shè) 3個(gè)聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行連接。右線暗挖隧道范圍為YDK 12+655.7～YDK12+703.9與YDK12+ 781.1～YDK 12+820.8段，共計(jì)87.9 m。左線暗挖隧道范圍為ZDK 12+662.05～ZDK 12+821.15，共計(jì)159.1m，其中車站兩端共計(jì)14.1m與風(fēng)道合建。

2 地質(zhì)和水文條件

本車站初見地下水位埋深0.70m～4.20m(標(biāo)高 3.70m～7.19m)，穩(wěn)定水位埋深0.70m～4.50m(標(biāo)高3.15m～7.28m)，地下水位與季節(jié)、氣候、地下水賦存、補(bǔ)給及排泄有密切的關(guān)系，主要含水層為淺部的沖洪積砂層，其厚度較小，且呈透鏡體狀分布，隧道洞身基本從紅層巖石中風(fēng)化帶⑧、微風(fēng)化帶⑨中通過，地質(zhì)條件較好，本場地主要地下水類型為基巖裂隙水，本暗挖車站隧道距離珠江較近，洞內(nèi)水體與珠江水位變化關(guān)系密切。

3 現(xiàn)狀滲漏水情況

自 2008年 12月18日完成左線隧道最后一組襯砌施工(里程范圍ZDK 13+172.72～ZDK 13+182.00)后，整個(gè)暗挖隧道形成一個(gè)封閉的空間，地下水在一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)淹沒整條隧道，在襯砌臺車的環(huán)向施工縫位置開始出現(xiàn)濕漬，特別是在左線堵頭墻位置的 φ48鋼管管口封堵后，整條隧道的漏水情況變化明顯，由原來的點(diǎn)漏變?yōu)楝F(xiàn)在的面漏水，漏水量也明顯增大，特別在通道口附近出現(xiàn)多個(gè)帶壓力的漏水點(diǎn)，漏水均呈帶壓，呈噴射狀態(tài)，漏水量較大。2008年 12月 28日在聯(lián)絡(luò)通道泵房側(cè)墻位置，人工打了兩個(gè)直徑48mm的泄水試驗(yàn)孔，泄水量約為60m3/d。

4 現(xiàn)場滲漏水處理

4.1 總體方案

本暗挖車站隧道二襯滲、漏水主要為施工縫漏水和結(jié)構(gòu)性漏水[6，7]。根據(jù)現(xiàn)場漏水的實(shí)際情況，宜采用“先打孔排水泄壓，再用速凝材料填充混凝土間孔隙的回填注漿止水”的方法治理，即:“在泄壓狀態(tài)下先堵后排，以回填注漿止水為主，埋管引排為輔”的綜合治理方案。

4.2 前期準(zhǔn)備工作

4.2.1 封閉預(yù)留泄水閥，進(jìn)行隧道防水試驗(yàn)

對已襯砌完畢的左線隧道，將現(xiàn)場在泵房內(nèi)預(yù)留的泄水閥門關(guān)閉，使隧道整體處于地下水位下，待24 h水頭壓力平衡后，檢查隧道內(nèi)各漏水點(diǎn)。

4.2.2 調(diào)查滲漏情況，現(xiàn)場作好標(biāo)記

當(dāng)隧道內(nèi)水頭壓力平衡后，開始分別標(biāo)記左、右線隧道的混凝土面滲漏情況，對現(xiàn)場各漏水點(diǎn)按照濕漬、滲水、線狀流水、直流明水分別進(jìn)行標(biāo)記。

4.2.3 分析滲漏水原因，制定方案、措施

滲漏水主要因素:1)地質(zhì)因素，現(xiàn)場巖層風(fēng)化較為嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育，巖石自穩(wěn)能力較差，開挖過程中多次發(fā)生小坍塌。2)地下水豐富，隧道緊鄰江邊，施工中的爆破作業(yè)等擾動(dòng)改變了地下水的水流路徑，在壓力作用下使得周圍的地下水均向隧道內(nèi)匯集和積聚，使得隧道處于地下水之中。3)現(xiàn)場襯砌施工時(shí)采用 10.50m長度的襯砌臺車施工，襯砌臺車為二手臺車，臺車Ⅰ43主梁工字鋼疲勞受損，變形嚴(yán)重，在混凝土澆筑過程中附著式振搗器無法進(jìn)行有效的振搗，僅僅依靠澆筑窗口的插入式振搗器振搗，致使混凝土密實(shí)性較差。4)混凝土澆筑過程中混凝土輸送距離較長，在輸送過程中堵管、地面交通擁堵塞車等料、機(jī)械故障等產(chǎn)生的混凝土澆筑不連續(xù)而造成的施工冷縫的滲漏。5)在施工縫位置由于現(xiàn)場作業(yè)工人在進(jìn)行臺車堵頭墻加固過程中未采取有效的保護(hù)措施，對防水板的損傷較為嚴(yán)重，導(dǎo)致施工縫位置漏水均較為嚴(yán)重。針對現(xiàn)場點(diǎn)及裂紋滲漏水的，采用鑿槽堵漏方案;對于面滲漏水的，視滲水輕重程度分別采用堵漏和注漿方案;對于施工縫的滲漏水，將采用注漿方案，但也不是絕對的，要根據(jù)具體情況，綜合分析漏水原因而采取最適宜的處理方案[1-3]。隧道二襯一般在側(cè)墻起拱線以下的墻面上發(fā)生滲漏水現(xiàn)象，針對不同部位，采取不同的處理措施。墻面點(diǎn)狀、面狀滲漏水側(cè)重于堵漏施工，施工縫部位重于注漿施工，但均采用堵漏、注漿、引流相結(jié)合的施工工藝[4，5]。回填注漿孔的孔徑，不宜小于 40mm，間距宜為2m～5m，可按梅花形排列，襯砌內(nèi)注漿鉆孔應(yīng)根據(jù)襯砌滲漏水情況布置，打孔深度宜為襯砌厚度的 1/3～2/3?；靥钭{及襯砌內(nèi)注漿的壓力應(yīng)小于0.5MPa。

4.3 主要施工步驟及施工方法

4.3.1 回填注漿止水

1)準(zhǔn)備工作。a.隧道內(nèi)增加新的泄水孔，以滿足在盡量無水狀態(tài)下，快速全線回填注漿(泄水孔的位置盡量選擇在靠下(高程底)的位置，如:聯(lián)絡(luò)通道位置)。b.準(zhǔn)備 8臺～10臺注漿泵(3m3/h～5m3/h)，采取對整個(gè)涉及滲漏水范圍內(nèi)的隧道開始快速、全線二襯背后回填注漿。2)回填注漿施工順序。二襯回填注漿采用“先仰拱，再進(jìn)行對應(yīng)位置的拱墻回填注漿，自高往低，從南到北”的施工順序。同時(shí)，底板與拱墻之間應(yīng)錯(cuò)開至少 20m的距離，確?，F(xiàn)場不串漿?；靥钭{應(yīng)打開所有排水閥門進(jìn)行排水，確保隧道在無水的狀態(tài)下進(jìn)行。3)回填注漿施工工藝。a.流程?；靥钭{施工工藝流程見圖1。b.查滲漏點(diǎn)。將基層表面擦干，立即均勻撒上一層干水泥，若表面有濕點(diǎn)或印濕線，即為漏水孔、縫，從而確定滲漏部位。c.鑿眼及鉆孔。注漿采用“水鉆開孔”，根據(jù)二襯厚度注漿孔以不穿透(拱頂)防水板為原則。注漿孔位的布置，原則上與隧道內(nèi)滲漏水點(diǎn)位相一致，即在隧道內(nèi)滲漏水對應(yīng)里程位置的斷面的拱部以隧道中線為基準(zhǔn)，兩側(cè)各 2m的位置各布設(shè)一個(gè)，相應(yīng)的底板位置各布設(shè)一個(gè)，并依次沿隧道縱向展開，同時(shí)可以利用隧道內(nèi)既有預(yù)留的回填注漿管進(jìn)行回填注漿。先以滲漏點(diǎn)為中心點(diǎn)鑿一直徑約 100 mm，深度約 40 mm的凹坑，再用專用混凝土取芯設(shè)備打孔，自滲漏點(diǎn)向混凝土內(nèi)打φ20mm的孔Ⅰ，孔深200mm～300mm，以同樣的方法在同一斷面的拱頂部位打孔Ⅱ。d.埋設(shè)注漿管。采用φ20mm鍍鋅管(帶絲扣連接閥門)埋設(shè)，管口中心對正鉆眼位置。然后用凝結(jié)快(初凝8 min，終凝15min～20min)粘結(jié)好的環(huán)氧樹脂砂漿封管。封管時(shí)將表面鑿除部分全部封堵。e.注漿。注漿管采用φ32焊管，長度不穿透防水層(現(xiàn)場采用200mm)，并外露二襯表面10 cm～15 cm;漿液:1∶0.5水泥單液漿;注漿壓力:0.3 MPa～0.5MPa。注漿管埋設(shè) 1 h后方可注漿。采用FBY系列的單液注漿機(jī)注漿，注漿材料采用普通硅酸鹽水泥，水灰比為 0.5，有效注漿壓力控制在0.3MPa～0.5MPa。注漿前，先用水代替漿液灌注，以檢查除注漿管外其他部位是否有漏水現(xiàn)象，以免出現(xiàn)漏漿。試灌時(shí)記錄灌水量和灌水時(shí)間，為確定灌漿量和灌注壓力提供參考。注漿時(shí)，垂直縫應(yīng)按先下后上的順序進(jìn)行。注漿管接埋設(shè)好的注漿管Ⅰ，打開注漿管Ⅱ閥門，灌漿開始后，逐漸升壓，待注漿管Ⅱ出水后先不要封閉，見漿液后立即封閉其孔，仍繼續(xù)壓漿，使?jié){液沿著漏水通道推進(jìn)，并把注漿泵開泵到規(guī)定壓力值，停泵，讓灰漿慢慢滲入，到表面壓力下降到0.1MPa時(shí)，二次開泵升到規(guī)定壓力值，如此反復(fù)進(jìn)行，直到壓力穩(wěn)定在規(guī)定壓力值不再下降為止。f.拔管及封堵。注漿完成后，將注漿管沿孔根部用手砂輪割除，然后將孔口清刷干凈，孔底用 130瞬間止水劑材料封堵，表面用 1∶2～1∶2.5水泥砂漿抹平。

4.3.2 注漿后處理

對整個(gè)涉及滲漏水的左線隧道完成一次回填注漿后，對隧道內(nèi)所有泄水孔進(jìn)行封閉(停止抽水作業(yè))，確認(rèn)水位恢復(fù)至拱頂以上時(shí)，24 h后觀察隧道內(nèi)各滲漏水點(diǎn)的情況，以便采用下一步的止水措施。

4.4 封堵止水

對第一步采用的“快速、全線二襯回填注漿止水”后的遺留滲漏水點(diǎn)，再次采用回填注漿封堵滲漏水點(diǎn)，即在滲漏水點(diǎn)的周圍開孔注漿封堵，施工方法同“步驟一”。

4.5 引排疏散

在采用“步驟一、步驟二”之后，對殘留滲漏水點(diǎn)進(jìn)行最后的引排疏散，沿隧道縱向方向，在滲漏水點(diǎn)的兩側(cè)切槽，槽寬55mm，深70mm，槽內(nèi)埋設(shè)半圓形φ50 PVC管，將隧道殘留滲水引排至底板排水溝內(nèi)。

5 主要機(jī)型及人員配置

機(jī)械設(shè)備配備遵循原則:以能力配套、高效適用、滿足需要為標(biāo)準(zhǔn)，績效優(yōu)先為目的，規(guī)避能力不平衡進(jìn)行設(shè)備配置，在滿足使用前提下，盡量減少規(guī)格種類，以便于共同備用和必要時(shí)抽調(diào)，根據(jù)現(xiàn)場的施工情況現(xiàn)場擬配備如下設(shè)備，見表 1。

表1 主要施工機(jī)械設(shè)備配置

6 結(jié)語

地鐵隧道工程滲漏治理與建筑工程地下室滲漏治理不同，隧道內(nèi)振動(dòng)大、裂縫有一定的張合性，同時(shí)隧道內(nèi)水壓也較高。通過施工實(shí)踐，采取上述的治理方案和技術(shù)措施，能夠有效地控制該地鐵站隧道結(jié)構(gòu)的滲漏水現(xiàn)象。值得注意的是，隧道滲漏水治理的關(guān)鍵是充分結(jié)合現(xiàn)場施工過程中揭示的地質(zhì)、水文情況綜合治理。同時(shí)，襯砌施工過程過中也要控制好防水工程施工質(zhì)量和混凝土澆筑的密實(shí)程度，并有效協(xié)調(diào)襯砌施工中施工進(jìn)度與施工質(zhì)量的關(guān)系，為后期運(yùn)營維護(hù)打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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