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沈阳地铁10号线长浑区间(勘探钻透隧道管片事故)复合灌浆堵漏加固...

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  针对沈阳地铁10号线长浑区间因地质钻孔导致隧道内漏水情况,提出了“刚柔复合灌浆堵漏加固工法”的处理方案,成功解决了该隧道内的渗水问题,现就该技术及应用情况进行总结,以供类似工程参考。

  2017年12月10日,沈阳地铁10号线长青桥站——浑南大道站区间,位于浑河、长青南街东侧下方处发生隧道内渗漏水情况。地铁集团经多方联系咨询后,最终确定与我公司合作。我公司曾多次参与哈尔滨地铁、大连地铁、沈阳地铁渗漏水堵漏工程,有着成熟的技术和施工经验。“沈阳德美斯”凭借着高超的堵漏技术和良好的业内口碑再次拿下了此次堵漏工程项目。

1、隧道内泄漏水原因

  2017年6月2日,辽宁地质工程勘察施工集团勘察研究院进行ZK32号钻孔施工期间,未经项目技术核查,偏移钻孔位置,致使地铁10号线长青桥站——浑南大道站区间右线797环管片发生管片钻穿二衬混凝土管片泄漏水问题,导致地铁隧道内大量水泄漏。

2、现场勘查情况

  沈阳地铁10号线长青桥站——浑南大道站区间右线第797环管片发生管片钻漏问题。钻孔距隧道中心线水平距离0.5m,钻孔距临近管片施工缝约12mm,钻孔直径0.11m。目前,采用长400mm,直径比钻孔直径稍大的木楔对钻孔进行临时封堵,中间空隙充填发泡剂和速凝水泥临时封堵797环B型管片。

3、破损检测情况

  经检测,发生钻透施工地铁衬砌管片前后共6m左右范围内,衬砌背后无明显脱空现象。797环B2-12管片回弹检测强度推荐值大于60MPa,满足设计要求。797环前后共28米范围内拱顶高程曲线平顺,钻孔部位及其周边无明显沉降变形。钻孔部位有1根直径12mm箍筋被截断。

4、水文地质状况

  沈阳市区在地貌上属浑河冲洪积扇,本区间位于冲洪积扇中部,沉积的地层颗粒粗,分布连续,局部地段上覆粘性土层。本区间范围内的地下水赋存于圆砾、砾砂等土层中,按埋藏条件划分,属第四系孔隙潜水。稳定水位埋深约为7.0m~12.5m,相当于水位标高32.71m~39.35m,含水层厚度约19.0m。

  地下水主要补给来源为浑河侧向补给及大气降水垂直入渗补给。主要排泄方式为径流排泄和地下水的人工开采。地下水流向总的方向是由东向西。但由于受人工开采地下水的影响,局部地下水流向会有所变化。场地地下水径流条件良好,除粉质粘土及泥砾外,含水层渗透性强,渗透系数K一般在30~100m/d之间,水力坡度 1.0‰~2.0‰。

  本区间内地表水系主要为浑河。河水与地下潜水水力联系密切。

  5、地质分析结论

  本区间盾构掘进地层主要为:砾砂、中粗砂、圆砾、砾砂,所含颗粒最大粒径约为100mm。本区间隧道底设计标高约为14.7~25.3m,地下水稳定水位标高31.77~39.35m,含水层渗透性好,施工过程中应加强防水措施,防止涌水、涌砂等不良情况发生。如停歇时间较长时,必须及时封闭正面土体。

  根据现场钻孔所取地下水样的水质分析,表明该地下水对混凝土结构微腐蚀。对混凝土结构中的钢筋有微腐蚀。

二、施工工艺

  1、前期封堵止水

  由于钻孔属于穿透性,突发事件,大量泥沙泄漏,造成地铁拱顶上方泥砂层空虚形成水洞。首先采用化学灌浆填充钻孔内水洞,防止再次出现泄漏涌水现象。

  对漏水孔周边二衬混凝土与管片之间缝隙,采用高渗透环氧树脂灌浆料双液浆灌注,灌浆加固范围在漏水孔周边2000mm,确保管壁内无空虚,形成整体加固止水目的,防止后续钻孔、灌浆管安装喷水侵蚀管壁,方可进行后续施工。

  由于前期漏水孔属临时处理,孔内部凝结是否达到钻孔要求不得而知。为防止水压排泄采用微创钻孔,孔径14mm深度500mm。植入灌浆管管壁采用抗渗一号封堵,封堵材料达到强度再灌注PU灌浆止漏胶,灌注的胶体渗透到管孔周围使沙水层完全固结,形成整体一道柔韧的防水抗压层。

2、灌浆加固

  灌浆管采用锥形,管壁周围设置梅花喷浆孔,在封堵的木楔上垂直打孔,钻入2.5m注浆钢管,钻孔处要有防喷阀门,保证地下水不会倒流。注浆管与孔口用抗渗一号封堵密封严密,避免注浆时密封材料脱开漏浆。

  拆除临时封堵木塞,灌浆锚杆采用从下向上顶压式进入,洞口内侧临时用抗渗一号封堵,灌注水泥双液浆,压力控制2.5MPA,保持恒压达到灌浆密实。使拱顶二衬混凝土上方泥砂层稳固密实。

3、封堵密封

  拆除灌浆锚杆剔除临时封堵材料,清洗二衬混凝土孔洞侧壁,嵌入200mm水泥基渗透结晶材料封堵密实,将20mm×30mm遇水膨胀止水条嵌入管片上方边缘固定,用抗渗一号封堵止水条厚度50mm。将制成的钢丝挂钩插入未凝固的抗渗材料中。

  将树脂底涂胶涂抹孔洞周围饱和,把环氧砂浆调成粘稠状分多次涂抹至钢丝平面压实,环氧树脂砂浆固化后再次将遇水膨胀止水条嵌入洞口内固定,然后将环氧树脂砂浆嵌入洞口内抹平压实。

4、混凝土与管片灌浆加固

  管片破损处有些许的水土流失,管片背面会形成空腔。由于空腔的存在,此处地层易发生坍塌变形,随围岩松动范围扩大,会引起地面沉降。用高渗透环氧树脂灌浆料注浆填充管片背面的空腔,使地层没有发生变形的空间,有效地控制地面沉降,并且减轻隧道的防水压力,提高止水效果。

  利用管片灌浆孔预埋灌浆嘴,灌注高渗透环氧树脂浆料,压力控制在5MPA左右。使环氧树脂在管片与二衬混凝土之间形成坚硬的加固层,范围在孔洞周围2000mm确保透水孔洞加固整体性。

5、管片加固密封

  用电动打磨机打磨孔洞与管片部位,达到平整光滑无灰尘,管片混凝土面积设定500mm×500mm,涂刷环氧底涂胶,将芳纶纤维布裁剪成450mm×450mm进行铺设粘贴,用专用刮板沿纤维方向多次滚压,挤出气泡,达到平整无皱褶,使浸渍树脂完全浸透芳纶布。加固后的芳纶纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。

三、工程总结

  综上分析,对于地铁隧道渗漏水处理,应根据现场实际情况和工程特点,采用多种材料及工艺相结合的综合处理方案,在取得堵漏效果的同时,可节约堵漏成本和施工时间。沈阳地铁10号线长浑区间隧道工程,根据现场的渗水特点及施工条件,采用“复合灌浆堵漏加固工法”的处理方案,对现场灌浆施工过程及具体处理步骤分析,该堵漏方案效果显著,达到了预期的处理目的,并得到了甲方地铁集团的认可与好评。我公司多年来承接了各种地铁、隧道等防水堵漏工程项目,欢迎各方地铁集团咨询、洽谈,共同交流学习、研究和探索出更多治理地铁隧道渗漏水问题的施工方案,为地铁隧道堵漏行业贡献一份力量。