盾構(gòu)區(qū)間滲漏水分析及處理措施

1、編號:鄭州市軌道交通5號線工程土建施工08標段經(jīng)開第三大街站商英街站區(qū)間滲漏水分析及處理措施方案編制: 復核:批準:中鐵七局集團有限公司鄭州軌道5號線土建08標項目經(jīng)理部2016年9月4日目錄1 工程概況 22 工程地質(zhì)條件概況 22.1 工程地質(zhì) 22.2 水文地質(zhì)條件 33 滲漏水情況說明及原因分析 33.1 管片自身質(zhì)量缺陷 43.2 管片止水條脫落 43.3 管片襯背注漿不飽滿 43.4 盾構(gòu)與管片的姿態(tài)不好 43.5 掘進過程中推力不均勻 43.6 管片拼裝質(zhì)量控制不嚴格 53.7 盾構(gòu)前進反力不足 53.8 管片上浮或側(cè)移 54 預防措施 54.1 加強對管片質(zhì)量卡控 54.2 加

2、強管片拼裝質(zhì)量 54.3 加強同步注漿控制 54.4 盾構(gòu)機姿態(tài)控制措施 64.5 規(guī)范化管片拼裝，嚴格控制質(zhì)量 64.6 管片上浮或側(cè)移 75 滲漏水處理措施 75.1 二次補漿 85.2 環(huán)縱縫注漿堵漏 85.2.1 環(huán)縱縫漏水處理 85.2.2 管片螺栓孔滲漏 86 安全保證措施 8經(jīng)開第三大街站商英街站區(qū)間滲漏水分析及處理措施方案1 工程概況經(jīng)開第三大街站商英街站區(qū)間起始于航海東路與經(jīng)開第三大街交叉口，沿航海東路向西延伸，途徑經(jīng)開第二大街、經(jīng)開第一大街、商英街、朝鳳路等市政道路，止于航海東路與朝鳳路交叉口。 區(qū)間沿線自東向西主要有鄭州市經(jīng)開區(qū)投資服務中心、 鄭州骨傷病醫(yī)院、京洲快捷酒店

3、、丹尼斯、中鐵七局集團等建筑物，與區(qū)間隧道距離 較遠。經(jīng)開第三大街站商英街站區(qū)間設計范圍為：左（右）dk22+731.928左（右）dk23+863.518,短鏈 0.247m （左 口33+699.753=左 dk23+700.000）;左線全長 1131.343m,右線全長 1131.590m。區(qū)間在左 dk23+284.182 （右 dk23+284.428）設 1 處聯(lián)絡通道兼泵房。 隧道內(nèi)積水由兩側(cè)排向泵房集水井， 并用水泵抽出。 緊急時可由 此聯(lián)絡通道進行疏散。區(qū)間最大坡度為22%,最小坡度為0.00%,隧道頂最小埋深約為10.17m,最大埋深為14.82m,穿越主要底層有砂質(zhì)粉土

4、、粉砂、細砂。鄭州市軌道交通5號線工程土建施工08標段三商區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，管片 采用通用環(huán)。成環(huán)管片外徑 6200mm,成環(huán)內(nèi)徑5500mm,管片長度1500mm,厚度 350mm。每環(huán)管片管片分為6塊：3塊標準管片（a1、a2、a3型），2塊鄰接管片 （b1、b2型），1塊封頂管片（k型）。管片混凝土強度等級為 c50,抗?jié)B等級p12, 車岡筋采用hpb300和hrb400級車岡。2 工程地質(zhì)條件概況2.1 工程地質(zhì)經(jīng)開第三大街站商英街站區(qū)間地質(zhì)詳勘資料顯示盾構(gòu)機穿越的地層包括36層砂質(zhì)粉土、36c層粉砂、51層細砂，其巖性及分布情況如下：第 36 層：砂質(zhì)粉土褐黃色，稍濕濕，中密密實，

5、成分以石英、長石為主，含鈣質(zhì)條紋和少量粒徑約5mm的鈣質(zhì)結(jié)核，砂感較強，局部夾薄層粉質(zhì)粘土和粉砂。本層層厚0.705.40m, 平均層厚 2.60m,層底埋深 9.8021.50m,層底高程 75.1886.46m。重力密度為 19.8kn/m3,天然含水率19.0%,滲透系數(shù)0.7m/d,平均標貫值為29。第36c層：粉砂褐黃色，濕飽和，中密密實，成分以石英、長石為主，含少量云母碎片。本 層層厚0.9010.30m,平均層厚 4.84m,層底埋深8.8018.5m,層底高程 78.08 88.63m。重力密度為20kn/m3,滲透系數(shù)7m/d,平均標貫值為41。第51層：細砂褐黃色黃褐色，飽

6、和，中密實密，成為以石英，長石組成，含云母片，少量 蝸牛殼碎片和鈣質(zhì)結(jié)核、局部夾薄層粉土和粉質(zhì)粘土。本層層厚1.1011.40m,平均 層厚6.22m層底埋深17.7026.30m,層底高程70.9878.56m。重力密度為20kn/m 3,滲透系數(shù)14m/d,平均標貫值為57。2.2 水文地質(zhì)條件本段線路所在場地地下水主要為孔隙潛水，勘測期間地下水穩(wěn)定水位埋深為12.914.3m,高程為82.5784.71m,根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，每年 6月份9月份 是地下水的補給期，大氣降雨充沛，水位會明顯上升，每年 12月份次年2月份為 排泄期，地下水位隨之下降，正常情況下地下水變幅在2m左右。盾構(gòu)始發(fā)

7、、接收的位置水位線處于隧道底以上 3m左右；區(qū)間最低點處，水位線約在拱頂以上1.7m。3滲漏水情況說明及原因分析盾構(gòu)區(qū)間管片滲漏水主要有4種形式：環(huán)縫滲漏水、縱縫滲漏水、管片螺栓處滲 漏水、吊裝孔滲漏水；環(huán)縫滲漏縱縫滲漏管片螺栓處滲漏吊裝孔滲漏根據(jù)以往的施工經(jīng)驗及總結(jié)，分析造成滲漏的可能原因如下：3.1 管片自身質(zhì)量缺陷在管片生產(chǎn)過程中，粘貼密封墊的溝槽部位混凝土振搗不密實有水泡、氣泡等缺 陷，管片拼裝完成后，水從繞過密封墊，從麻面、氣泡孔處滲漏進來，造成滲漏水現(xiàn) 象。3.2 管片止水條脫落在拼裝過程中，管片發(fā)生了碰撞，使止水條、密封墊脫落或斷裂，使管片四周沒 有形成閉合的防水圈。3.3 管片

8、襯背注漿不飽滿管片襯背注漿不飽滿，若管片密封條貼合不密實，管片頂部積水，使密封墊壓實 比較薄弱的地方產(chǎn)生滲漏。3.4 盾構(gòu)與管片的姿態(tài)不好盾構(gòu)與管片的姿態(tài)不好，影響到管片的拼裝質(zhì)量，造成管片間錯位，相鄰管片止 水帶不能正常吻合壓緊，從而引起漏水；3.5 掘進過程中推力不均勻掘進過程中推力不均勻造成管片受力不均勻而產(chǎn)生裂紋、貫穿性斷裂等而滲漏水; 在掘進困難時推力過大也會造成管片產(chǎn)生裂紋而滲漏水。3.6 管片拼裝質(zhì)量控制不嚴格管片存在泥土等雜物未清理導致拼裝出現(xiàn)空隙形成漏水；拼裝 k 塊時， k 塊密封條損壞，造成滲漏水；管片螺栓緊固不到位，造成管片防水沒有壓實造成滲水，或管片螺栓緊固過早，導致

9、管片整體未壓實。3.7 盾構(gòu)前進反力不足盾構(gòu)前進反力不足， 易導致管片接縫不嚴， 致使管片滲漏。 此種狀態(tài)主要出現(xiàn)在始發(fā)及到達掘進階段， 正面無土壓力或土壓力較小情況下， 盾構(gòu)前進阻力所提供的反力遠小于管片止水膠條所需的擠壓力， 從而易產(chǎn)生因反力不足而導致管片止水膠條擠壓不實，影響管片止水條的防水性能，造成管片接縫滲漏。3.8 管片上浮或側(cè)移管片與隧道初支間空隙較大且不均勻， 注漿時操作難度大， 而且填充效果差， 從而導致頂部回填注漿難以密實， 極易發(fā)生管片上浮或側(cè)移， 造成管片破損， 引起管片滲漏。4 預防措施4.1 加強對管片質(zhì)量卡控針對管片存在的麻面、氣泡等缺陷問題，加強生產(chǎn)控制、出場驗

10、收和進場驗收。管片生產(chǎn)過程中安排專人駐廠進行質(zhì)量卡控；出廠時對管片再次驗收，及時對存在的不可避免的缺陷進行修復，同時注意吊裝過程中對管片的損傷。進場管片嚴格把關，同時與監(jiān)理進行聯(lián)合驗收，實現(xiàn)管片“零缺陷” 。4.2 加強管片拼裝質(zhì)量管片拼裝前對拼裝工人進行交底，過程中加強對管片的精細操作避免管片碰撞，管片在轉(zhuǎn)運過程中必須墊方木， 避免管片在下方時碰角， 一旦發(fā)現(xiàn)止水條斷裂或脫落及時更換，保證拼裝管片的質(zhì)量符合防水的要求。4.3 加強同步注漿控制（ 1）在漿液性能的選擇上應該保證漿液的充填性、初凝時間與早期強度、漿液的稠度的有機結(jié)合， 才能保證隧道管片與圍巖共同作用形成一體化的構(gòu)造物。 盾構(gòu)隧道

11、同步注漿的漿液配比應進行動態(tài)管理， 依據(jù)不同地質(zhì)、 水文、 隧道埋深等情況的變化而不斷調(diào)整漿液性能， 以控制地表的沉降和保證管片的穩(wěn)定， 保證管片的防水效果。（ 2）在同步注漿過程中合理掌握注漿壓力，使注漿量、注漿速度與推進速度等施工參數(shù)形成最佳的參數(shù)匹配。 管片注入口處的注入壓力經(jīng)過始發(fā)段的摸索最佳值為0. 20. 3mpa,并應參考覆蓋土的厚度、地下水的壓力及管片的強度進行設定。如果設定值太大會導致管片破壞，造成漿液的外溢。（ 3）同步注漿的最佳注入時期，應在盾構(gòu)機推進的同時注入，注入的宗旨是必須完全填充尾隙。（ 4）注入量必須能很好地填充尾隙?？紤]背后注漿量受土體中的滲透、泄漏損失、超挖

12、、背后漿液的種類等多種因素的影響，經(jīng)過始發(fā)段的摸索，注入量為理論空隙量的175左右，即7.3方左右為宜。同步注漿采用壓力和注漿量雙控指標，應采用盡量大的壓力保證最大的注漿量，填充密實尾隙，從而保證防水第一道防線的質(zhì)量。4.4 盾構(gòu)機姿態(tài)控制措施盾構(gòu)隧道線形管理原理是通過一套測量系統(tǒng)， 隨時掌握正在掘進中盾構(gòu)機的位置和姿態(tài)， 并通過計算機將盾構(gòu)機的實際位置和姿態(tài)與設計軸線進行比較， 找出偏差數(shù)值后調(diào)整盾構(gòu)機千斤頂?shù)哪Ｊ?，使盾?gòu)機前進曲線和設計軸線盡可能接近。（ 1）盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)的特點使其安裝具有一定的慣性，如果盾構(gòu)機掘進軌跡曲度過大，那么盾尾軌跡就會與管片軌跡相交，從而造成了以下兩個嚴重問題：管

13、片無法順利地安裝， 只能放松管片間的連接螺栓或加墊片來解決問題， 從而增加了錯臺和漏水的可能；管片迎水面在脫出盾尾時被盾殼擠壓， 使得管片環(huán)向變形和前后錯臺， 更為嚴重的是盾尾被破壞而失去防水功能。（ 2） 因此糾偏過程中應盡量保持盾構(gòu)機姿態(tài)不會有突變，運動軌跡應盡量平順。盾構(gòu)機掘進姿態(tài)調(diào)整與糾偏應掌握下面幾個原則：盾尾間隙控制為主，趨勢控制為次，線形控制為輔；在掘進過程中一次糾偏量不能過大，即油缸行程差不能過大，應控制在60mm4.5 規(guī)范化管片拼裝，嚴格控制質(zhì)量（ 1）拼裝前首先應對盾尾雜物進行清理，如果有漏水現(xiàn)象必須補打盾尾油脂止水，在保證盾尾無雜物、無積水的情況下才能開始安裝管片。（

14、2）利用盾構(gòu)機的升降千斤頂把管片吊入，再利用滑動千斤頂進行軸向移動，伸出支護千斤頂進行管片位置的矯正。（ 3） 進行旋轉(zhuǎn)、 升降、 滑動、 壓平操作。 管片拼裝應遵循由下至上、 左右交叉、最后封頂?shù)捻樞颍?應盡量調(diào)校管片位置與上環(huán)管片平順， 螺栓孔位置對正， 螺栓穿插容易。 用拼裝機拼裝旋轉(zhuǎn)調(diào)整時， 用遙控裝置操作時不得使用高速按鍵， 并注意掌握使用按鍵的力度和持續(xù)時間， 防止移動速度太快、 擺動大、 移動超限及被裝管片與已裝管片發(fā)生撞擊。 作業(yè)人員應跟隨管片拼裝位置站位控制， 盡量選擇清晰的角度拼裝管片，嚴禁站在盾構(gòu)機頭下方操作遙控器拼裝上部管片。（ 4）封頂塊安裝前應對止水條進行潤滑處理，

15、安裝時先徑向插入，調(diào)整位置后緩慢縱向頂推； 封頂塊安裝到位后， 應及時伸出相應位置的推進油缸頂緊管片， 頂推力應大于穩(wěn)定管片所需力，然后方可移開管片安裝機。（ 5）及時進行管片螺栓進行三次復緊，管片安裝完后，推進 30cm50cm后進行螺栓初次緊固， 每推進三環(huán)之后對管片進行再次緊固， 在管片環(huán)脫出盾尾后對管片連接螺栓進行三次緊固。（ 6）管片安裝質(zhì)量應以滿足設計要求的隧道軸線偏差和有關規(guī)范要求的橢圓度及環(huán)、縱縫錯臺標準進行控制。（ 7）在管片拼裝過程中，必須嚴格控制管片拼裝的垂直度、整圓度、擰緊螺栓的扭矩以及在曲線地段和修正蛇行時楔形管片的拼裝位置，防止接縫張開漏水。4.6 管片上浮或側(cè)移管

16、片上浮或側(cè)移的原因主要由于管片與隧道初支間空隙較大且不均勻所導致。（ 1）應加強管片注漿管理，在同步注漿過程中合理掌握注漿壓力，使注漿量、注漿速度與推進速度等施工參數(shù)形成最佳的參數(shù)匹配， 及時進行二次補注漿， 使?jié){液能有效填充管片與土體間間隙。（ 2）一旦出現(xiàn)管片上浮或側(cè)移，在管片上浮或側(cè)移處，通過打穿管片吊裝孔，打入注漿管進行二次補充注漿， 迅速填充管片背后或上部間隙， 阻止管片上浮和側(cè)移。5 滲漏水處理措施針對出現(xiàn)的漏水形式分別采用以下措施進行堵漏。5.1 二次補漿對存在漏水的管片首先進行二次補漿， 二次補漿能夠在根本上堵住滲水通道。 二次補漿采用雙液漿，注漿壓力控制在0.40.5mpa,

17、注漿量以能注入為準。注漿采用自備的 kby-50/70 雙液注漿泵。二次注漿注漿管及孔口管需自制， 其加工應具有與管片吊裝孔的配套能力， 能夠?qū)崿F(xiàn)快速接卸以及密封不漏漿的功能，并配備泄?jié){閥。5.2 環(huán)縱縫注漿堵漏5.2.1 環(huán)縱縫漏水處理當二次補漿后環(huán)縱縫仍然存在漏水時，采用注漿進行封堵。注漿措施如下：對環(huán)向縫和縱向縫全部采用快干高強度砂漿 （含環(huán)氧類成分） 封閉， 為后面灌漿做準備， 封閉的時候向內(nèi)凹進去1-2 厘米深的弧形； 再在漏水縫上垂直鉆孔到止水條處，鉆孔間距每 50 公分 2-3 個，同時裝上專用注漿針頭，用高壓灌漿設備向接縫內(nèi)灌漿，漿料優(yōu)先采用環(huán)氧樹脂，以漿液壓滿整個接縫為準。5.2.2 管片螺栓孔滲漏清理干凈螺栓孔表面的污染物， 找出滲漏的位置， 用電鉆斜向鉆孔， 確保鉆孔和螺栓孔相通， 用快干高強砂漿封閉螺栓孔的根部， 鉆孔處裝上專用注漿針頭， 用高壓灌漿設備向鉆孔內(nèi)灌漿， 漿料優(yōu)先采用環(huán)氧樹脂， 以壓滿整個螺栓孔為準。 注漿起到 堵漏作用的同