盾構隧道收水孔發(fā)生滲漏結構響應探析

石樹穩(wěn)

(天津市成套設備工程監(jiān)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(lián)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(lián)絡通道多采用冷凍法，由于設計和施工工藝的限制，聯(lián)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(qū)間的漏泥沙事故為例，結合現(xiàn)場監(jiān)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(qū)間，左線DK2+079.925(右線DK2+090.375)處設置一座聯(lián)絡通道，聯(lián)絡通道與泵站合建。聯(lián)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(lián)絡通道及集水井施工區(qū)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(xiàn)透水情況，最終經統(tǒng)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(xù)增大的趨勢。險情發(fā)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(lián)絡通道位置兩側16環(huán)管片實施加固。

2 現(xiàn)場監(jiān)測及分析

2.1 現(xiàn)場監(jiān)測

確保后續(xù)處理過程中地鐵隧道結構安全，及時掌握后續(xù)注漿等處理過程中對周邊環(huán)境影響程度及變化情況，并提出安全性預報，在聯(lián)絡通道排險處理全過程，對區(qū)域內隧道變形情況、管片變化及臨近受影響區(qū)域地表環(huán)境進行監(jiān)測。主要監(jiān)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(jiān)測數(shù)據分析

通過觀測數(shù)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(xiàn)滲漏4 d后穩(wěn)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(wěn)定后結構拱頂在縱向沉降變化情況規(guī)律。

由于監(jiān)測測點是在滲漏水發(fā)生10 h后采集數(shù)據，故在初期由于滲漏水引起的管片沉降數(shù)據損失，且結構管片拱頂位置由于滲漏水沉降值監(jiān)測數(shù)據無法完整得到，本文測點隧道結構達到穩(wěn)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(wěn)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(lián)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(qū)域主要發(fā)生在聯(lián)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(lián)絡通道收水孔發(fā)生滲漏后，勢必引起隧道結構沉降。經過相關監(jiān)測數(shù)據可知:

1)滲漏得到及時有效處理，發(fā)生滲漏4 d后隧道結構便達到穩(wěn)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。