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地鐵區間隧道滲漏水的整治技術的論文
摘 要:通過對北京地鐵四號線區間隧道滲漏水現象的原因進行分析,以及對拱頂以上地質地層和滲漏程度進行分析,得出需要采取注特殊漿液結合剛性防水砂漿的方法整治地鐵暗挖區間隧道滲漏水的施工方法。
關鍵詞:地鐵,區間隧道,滲漏水,整治技術
北京地鐵四號線菜市口—宣武門區間位于宣武門外大街,南北走向,線路與宣武門大街中線近似平行,區間隧道覆土厚度為14.3m~19.8m。在隧道初期支護完成后,左線K7+420~K7+640段拱部及側墻出現滲漏水現象,后來延伸到右線,使左右線隧道均出現大面積滲漏水,嚴重影響初期支護結構及地表和周圍管線的安全,同時對二次襯砌防水層施工也有極大的影響。因此,需要進行治理。
1 原因分析
北京地鐵四號線菜市口—宣武門區間滲漏段隧道,上方地質以粉土、粉細砂、中粗砂為主,開挖隧道拱頂位于粉質粘土和中粗砂層中。在隧道上方,與隧道走向平行的市政管線有:直徑400給水管,直徑800污水管,680×910污水方溝,2750×1450熱力方溝等管線。區間隧道斷面采用“上、下臺階法”開挖,開挖時掌子面無水,開挖后幾天開始出現滲漏水現象,初期支護背后注水泥砂漿后,滲漏現象沒有改變。根據地質和管線情況分析:管線位于粉細砂層中,尤其是兩條污水管溝滲漏的可能非常大,雨污水管滲漏水在地層中已經飽和,隧道開挖后,隧道內形成減壓空間,地層中飽和的雨污水和地質地層中的層間水透過粉細砂層、中粗砂層進入隧道初支出現滲漏水現象。
2 整治方案制定
1) 對滲漏段水質進行化驗,其化驗結果顯示含有污水成分,說明滲漏水原因之一為地下污水管滲漏。2)漏水整治方法初定。采取排堵結合方法,根據漏水地段漏水量的大小,對局部漏水點及漏水量小的地段做導流管進行排水,引至隧道底板的集水槽中再排出隧道。對漏水量大并且面積大的地段采取分段打花導管注特殊漿液加固以形成堵水區。3)漏水整治實驗段。本工程依據設計圖紙、地質情況,結合隧道內滲漏水實際情況,做了兩段實驗段。一段為右線北面里程為K7+420~K7+430地段,在此段拱頂上方粉土層較薄,滲漏較為嚴重,采取的方法是:打設1.5m長度的花導管,注漿漿液采用A,C液和A,B液兩種漿液進行注漿封堵。沿隧道拱頂150°范圍,管呈梅花狀布置,間距為1.5m,實踐證明其注漿效果明顯。在K7+630~K7+640段為粉土層較厚地段,且滲漏量較大,采取的方法是:打設2.0m長度的花導管,注A,B漿液進行注漿封堵。沿隧道拱頂150°范圍,管呈梅花狀布置,間距為1.5m,其注漿效果也可行。
3 施工方法
3.1 排堵結合剛性堵水
根據隧道實際漏水情況,右線北面里程K7+470~K7+490及K7+565~K7+612,左線北面里程K7+453~K7+481及K7+551~K7+567,共計111m地段屬于輕微、間斷滲漏地段。采取的方法是剛性堵水法。首先對漏水點進行封堵,采用材料為:堵漏靈加早強水泥直接處理。對堵不住的地段采用PV導流管將其滲漏水引至隧道底板的集水槽中,當施作防水前對集水槽進行回填處理,采用C30商品混凝土回填至設計標高位置,兩格柵中間采用22鋼筋連接加固。
3.2 注特殊漿液堵水
首先同樣對漏水段的漏水點進行表面堵漏。對漏水嚴重地段,采取重新打管注漿加固止水處理。通過注漿填充土體空隙,疏干土體水分,使漿液與土體有機地結合在一起,形成具有一定抗壓強度和支承保護能力的復合地基,提高土的抗滲能力,確保隧道施工順利進行。
從漏水段及隧道初支對土質情況的了解,根據隧道拱頂粉土層的厚度打設導管注漿,其管的長度根據粉土層的厚度而決定,在粉土層厚度小于1.5m的地段打設1.5m的花導管,在1.5m以上的地段打設2m的花導管。結合開挖實際分兩種情況:
1)粉土層較薄需打設1.5m花導管注兩種漿液的地段為:左線北里程為K7+420~K7+451和K7+516~K7+565,K7+625~K7+640三段;右線北里程為K7+420~K7+435,K7+481~K7+519和K7+603~K7+640三段。共計長度為185m。
2)粉土層較厚需打設2m花導管注一種漿液的地段為:左線北里程為K7+451~K7+470,K7+490~K7+516和K7+612~K7+625三段;右線北里程為K7+435~K7+453,K7+519~K7+551和K7+567~K7+603三段,共計長度為144m。
3.3 注漿方法
注漿材料的特性對地下水而言,屬不易溶解材料;對不同地層,凝結時間可調節,強度高、能及時止水。注漿材料配比見表1。
懸濁液由A液,C液組成,主要加固較大空隙的地層,達到填充效果。溶液由A液,B液組成,主要用于微小裂隙滲透性較好,與土體結合性較好,與土體結合形成固結體起到止水效果(B液由Gs劑,P劑,H劑,C劑和水組成,主要作用是固化、止水,通過配合比的調整,可以控制固化時間。C液由水泥,H劑,C劑和水組成,主要作用是早強、微膨脹,通過配合比的調整,可以控制其強度和濃度)。注漿順序是:在隧道內從漏水段的兩端開始,向漏水段的中間注漿,其中粉土層薄的地段先注A液,C液組成的懸濁液,等懸濁液固化后,再注A液,B液組成的溶液。兩次注漿后,如果還有個別地方滲水,可采用防水砂漿堵水。其中粉土層厚的地段注A液,B液組成的溶液。注漿后,如果還有個別地方滲水,可采用防水砂漿堵水。注漿時,根據現場實際情況選擇不同的漿液濃度,適當調整配合比,并適當加入特種材料以增加可灌性和堵水性,提高止水效果及漿液耐久性。
3.4 注漿范圍
根據該地段的地質條件,結合開挖后隧道滲漏水嚴重程度及注漿工藝特點,參考類似工程的技術參數,設計范圍為拱頂150°范圍,注漿加固厚度1.5m和2.0m,加固長度根據現場情況確定。在實踐中可根據止水效果做適當的調整,以滿足施工的工藝要求。
3.5 注漿孔布置及注入順序
根據注漿擴散半徑計算,孔距一般為0.8m~1.5m,本工程擬采用間距1.5m,排距為1.5m,平面布孔采用梅花形布置(在施工中可根據開挖情況做適當調整)。注入順序是在隧道加固區域范圍內從外至內隔孔跳步注漿。
3.6 主要注漿參數
注漿深度1.5m~2.0m;注漿孔直徑46mm;漿液擴散半徑0.8m;漿液凝結時間20s~30min;注漿壓力0.2MPa~0.5MPa。
4 結語
本整治滲漏方法的特點是不占用地表空間且不影響交通及地面設施的正常進行。但在隧道內部操作難度較大。
在確定方案前,先要對周圍管線進行詳細調查,以確定是否為管線滲漏水。在施工作業前,還要對隧道內的漏水處進行詳細的調查,主要針對拱頂漏水較嚴重的病害,觀察漏水集中部位以確定鉆孔位置,確定施工封鎖線路。
對于地鐵隧道滲漏水現象,要根據不同的水文地質情況和病害特點,采用不同的方法進行綜合整治。這次在北京地鐵區間隧道初期支護大面積滲漏水整治試驗中取得了初步的成功,經過二次襯砌前三個月的考驗,除個別地方有些潮濕外,其他絕大多數初期支護的表面都能保持干燥。對于隧道漏水的整治,只是進行了初步的探討,今后還需不斷努力來完善該項技術。
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