软土复杂环境下盾构法隧道防水与堵漏技术陈辉

软土复杂环境下盾构法隧道防水与堵漏技术陈辉

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摘要:根据隧道软土状况、盾构形态、线性状态等内容分析复杂环境中盾构隧道渗透成因。同时,笔者结合某实践工程特点,对软土复杂环境下盾构隧道防水与堵漏技术方法进行简要分析。

关键词:软土环境;盾构法;隧道防水;堵漏技术

盾构法施工隧道防水具有一定复杂性、繁琐性、技术难度大等特点。因为易受多种因素影响,现阶段多数盾构隧道项目验收前普遍存在渗水问题。尤其在一些正运行部分盾构地铁隧道渗水问题更为严重,而无法正常运营,甚至出现接触网短路故障问题。

一、复杂环境下盾构渗漏成因

(一)复杂线路规划影响因素

笔者以某地区实际施工为例,该项目某区间盾构隧道长为1600m,最小平曲线半径在350m,同时长度在450m。小半径段盾构掘进过程中,因为盾构姿态与管片拼装质量控制较难,容易造成管片破损与渗水问题。

(二)地质环境与深埋影响

该地区某区间盾构隧道埋深最小是13m、最大为25m,主要以深埋、深埋管片为主,埋深大、地下水水头高。盾构越过土层灰色砂质土层,承压水头高。这种土层含砂量、水量较高容易发生渗水状况。

(三)材料质量与成品保护影响

管片质量、管片密封质量、浆液原材料质量等都对隧道渗水具有较大影响。此外,管片与管片密封垫材料在保存、运输、安装阶段的成品保护对隧道也具有较大制约。

(四)盾构姿态控制影响

第一,管片轴线和盾构轴线夹角较大,盾构掘进阶段管片容易破损,地下水容易沿着裂缝进入隧道。第二,盾尾缝隙不均匀,盾构掘进阶段缝隙较小一端管片外弧容易被损坏、拉破,缝隙越过止水胶条导致渗水。

(五)管片拼接质量影响

第一,在拼装过程中上一环环面不整齐,拼装方法不当使得管片受力不平衡而造成管片破碎、渗漏问题。第二,管片错台较大,错台大于标准要求范围,管片环和环之间的管片密封垫出现偏差,而造成渗水问题。

二、复杂环境中盾构隧道渗水控制方法

(一)在设计方案中增加膨胀止水条

在已有管片一道挡水条与一道止水条的两道防水条件下,在挡水条内侧加入一道止水条,进而生成三道保险条。这样一来,确保管片接缝位置达到防水效果,防止出现渗水问题。

(二)确保管片密封垫质量与成品保护

第一,管片密封垫储存室保温方法,控制储存室温度在20摄氏度左右,确保密封垫平整。第二,密封垫粘接结束后,在10min后进行密封垫粘贴。第三,密封垫粘接后通过敲打等方式确保稳定、平直。第四,管片下井准备阶段,有关人员应做好密封垫牢固性检查,确保牢固。第五,管片运输与安装阶段避免与水接触,防止止水条膨胀掉落。管片拼装前,也要密检查封垫粘接是否牢固。若发现未牢固问题便于第一时间补救。第六,盾构机管片在拼装过程中,需要避免止水带与水接触而失去作用。

(三)盾构姿态控制

第一,避免管片轴线和盾构轴线夹角较大。在拼装过程中,首先应进行杂物清理,确保管片环缝无杂物。随后,起动千斤顶,让盾构纠偏的力匀称。在施工阶段,严格控制好管片环面垂直度,同时和轴线进行对比找出其存在的偏差。这样一来,及时规划制作锲子以纠正,避免一切影响因素。科学修正管片排列位置,通过增加减小曲线管片方法进行纠偏。此外,结合纠偏量在管片有效位置贴入厚度适当的传力沉淀而生成锲子环,进行环面纠正。通常情况下,甲铁衬垫厚度在6mm以内。根据盾构机优势,开出铰接位置。在平曲线R=350m时,水平角度θ=0.47度。

第二,避免盾尾缝隙不均衡。首先,对每环管片的盾尾间进行有效监测。若发现不均匀现象则进行有效调节。其次,当盾尾缝隙不匀称一端缝隙在0状况下,需要对盾构姿态进行有效调整。利用加贴锲子与调整转弯环的方法进行调节。最后,盾构纠偏在盾尾缝隙前提下才能够纠偏,也就是盾构轴线和管片轴线夹角尽可能小,并通过有效方法让夹角为0.

三、软土复杂环境下盾构隧道堵漏

(一)堵漏方法

在本次项目某区间盾构隧道渗水整治上效果显著,渗水问题逐渐减少。不过,在一些位置仍然有渗水问题出现,需要进一步进行堵漏。结合盾构隧道管片渗水问题:管片环;纵缝漏水;管片缝隙漏水;吊装孔渗水;管片螺栓孔渗水等,采取不同方法进行有效堵漏。

第一,针对较大面积渗水位置,每隔5管片在管片外端进行环箍。随后在中心区域管片的吊装孔部位压注水玻璃--水泥双液浆液展开堵漏。第二,针对管片缝隙造成的小面积渗水问题,通过在渗水位置压注环氧树脂继而起到堵漏作用。第三,针对隧道存在砂性土聚氨酯有关要求,根据砂性土注浆稳固展开堵漏。

(二)水泥双液注浆堵漏

第一,找到渗水位置。通过专业人员进行区间隧道管片检测,通过喷灯对渗漏点加热,首先消除外层湿迹,便于找到准确渗水点。第二,安装注浆球阀。在盾构管片的预留注浆孔区域,通过注浆甲阀将螺纹与管片连接。安装过程中,甲阀应在紧闭状态,等待连接注浆管路后进行压降。这时,打开甲阀准备注浆。第三,压注水泥浆液与水玻璃。在水泥选择过程中选择没有结块、强度在32.5级别硅酸盐水泥,水灰配比占0.8:1.1,注浆压力在0.3MPa。第四,管路清洁。当注浆压力与标准要求符合后,则停止压注双液浆。通过清水进行注浆管路清洁,以便于注浆管路后续应用。当注浆液达到要求强度后,将注浆甲阀拆卸,同时拧紧注浆孔堵头。

(三)聚氨酯钻孔注浆堵漏

第一,管片吊装孔渗水问题。首先,渗水较少时,建议首先进行吊装孔内清洁,可以用微膨胀水泥进行封堵,而后拧紧堵头。若仍然有较少渗水情况,则需要在斜端钻孔安装8.5cm注浆针头,压注一定量的聚氨酯进行堵漏。第二,当渗水量较大时,首先在吊装孔位置安装阀门,压注适当双液浆。最后根据以上方法加装堵头。

结语:

在软土复杂环境下,盾构法隧道管片连接位置易发生渗水问题,造成渗水现象主要是由于盾构推进阶段质量未有效控制而导致的,问题解决具有一定难度。不过,只要制定有效防控方法与治理方法,做好各环节控制,就能够有效避免渗水问题。

参考文献:

[1]鞠丽艳,倪佳.关于盾构法隧道注浆防水及加固技术的应用分析[J].中国建筑防水,2015(24).

[2]张文刚.探究地铁区间隧道盾构防水堵漏施工技术[J].内江科技,2016(04).

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