注漿技術(shù)在下穿隧道施工中的應用

注漿技術(shù)在下穿隧道施工中的應用

防水設計中的滲漏水點防水工程的設計和施工質(zhì)量管理是城市地下工程實施的技術(shù)難點，特別是在高蒸發(fā)區(qū)域的建筑工地上修建隧道和使其優(yōu)于地下水位的砂礫河的相互層中。防水效果不僅直接關(guān)系到工程的正常、合理使用,也將對工程的社會效益產(chǎn)生廣泛而深遠的影響。即便對照防水技術(shù)規(guī)范主體和細部防水設計基本合理,但限于目前防水技術(shù)水平,也難免會出現(xiàn)一些滲漏水點,形成當前工程界“十縫九漏”之說。為此,大多數(shù)對地下水工程采取進一步防水補救或加強性處理措施。本文通過成都市紅星路下穿隧道注漿防水實踐和試驗研究,對該地層條件下注漿防水方法和效果進行了總結(jié),獲取了一些有益的經(jīng)驗,愿與同行探討。1隧道的防水設計、施工和滲出水道1.1防水措施(1)隧道位居砂礫石河相地層,最不利地下水位僅埋深3.0～3.3m。(2)隧道系城市公路隧道,屬I級主干道,防水等級應達到二級標準,采用明挖順筑法作業(yè),工程結(jié)構(gòu)主體防水措施主要以纖維防水砼自防水為主;隧道U型槽結(jié)構(gòu)砼施工縫、結(jié)構(gòu)變形縫、排水溝等細部構(gòu)造,采用止水條、止水帶防水;隧道頂部采用瀝青防水層、粘土覆蓋防水等。(3)隧道防水工程自2002年10月開工,于2003年5月竣工。施工嚴格按設計實施,監(jiān)理工程師實施全過程旁站監(jiān)控,經(jīng)檢測、檢驗證實施工過程質(zhì)量能滿足相關(guān)規(guī)范、驗收標準、規(guī)程要求,質(zhì)量總體達標。1.2注漿堵漏措施效果(1)滲漏水位置和形式:主要集中在K0+850～K1+050區(qū)段之邊墻施工縫(底板以上約40㎝)和局部底板變形縫處,以線流和浸水兩種方式出現(xiàn)。(2)滲漏水流量測定結(jié)果:在非雨日條件下,未實施堵漏措施前,隧道日滲水量190～200m3;實施注漿堵漏措施后,隧道日滲水量為60～70m3。(3)滲漏水危害:由于目前的隧道滲水量已遠超過K0+953雨水泵房匯水區(qū)域結(jié)構(gòu)滲漏量標準,勢必造成該處水泵啟動頻繁,嚴重影響水泵設備使用壽命,在汛期暴雨條件下必將釀成隧道排水困難,阻礙隧道運營。同時,施工縫附近長期滲水也將導致結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕,對結(jié)構(gòu)安全也會帶來負面影響;工程區(qū)域長期持續(xù)大量降水,對地質(zhì)環(huán)境和相鄰建筑物的危害影響也不可低估。有鑒于此,隧道滲漏水必須予以整治。1.3防水技術(shù)措施單一、層次低(1)因本隧道系城市公路隧道(屬I級主干道),防水等級應達到二級標準,且采用明挖順筑法作業(yè),而工程防水設計所采用的結(jié)構(gòu)主體防水措施主要以纖維防水砼自防水為主,技術(shù)措施相對單一,抵御地下水侵蝕的能力有限,存在風險,防水等級能否達到二級標準,滿足設計所要求的防水效果,難以定論。(2)隧道U型槽結(jié)構(gòu)砼施工縫、結(jié)構(gòu)變形縫、排水溝等細部構(gòu)造系結(jié)構(gòu)防水薄弱部位,結(jié)構(gòu)防水處理本身技術(shù)難度較大,加之工期較緊,施工工藝控制上存在缺陷,以致防水效果未能達到設計要求的指標。2方案一:臨時和長期相結(jié)合(1)本隧道為城市下穿結(jié)構(gòu),防水方案設計應盡可能少引起附近水文地質(zhì)條件改變,只宜采取以堵為主的整治方案。(2)隧道通車在即,工期非常緊張。經(jīng)參建各方綜合研究,認為本隧道防水處理應采取臨時和永久方案相結(jié)合的辦法處治。綜合考慮,決定先期采用聚氨脂化學漿液對滲漏水點就地直接堵塞,滿足短期內(nèi)控制隧道滲漏水量,緩解水泵房排水壓力。但為保證隧道正常、安全運營,在常年地下水范圍內(nèi)對結(jié)構(gòu)U型槽背后實施回填高壓注漿,充填U型槽結(jié)構(gòu)和開挖面的空隙,隔離滲水源,注漿材料以水泥漿為主。3主砂漿注射方案的實施3.1整體注漿與孔隙注漿隧道滲水的治理方案采用在隧道結(jié)構(gòu)施工縫處對襯砌背后注漿及變形縫處襯砌內(nèi)進行注漿處理,注漿采用水泥—水玻璃雙液漿與單液水泥漿交替進行的多次方式。(1)施工縫處注漿采用系統(tǒng)注漿與針對漏點的局部補充注漿方式。系統(tǒng)注漿在施工縫處打孔進行襯砌背后全面注漿,以填充結(jié)構(gòu)與初支間間隙及對施工縫處薄弱帶補強處理,同時一部分漿液壓入結(jié)構(gòu)邊墻的裂隙中,堵塞結(jié)構(gòu)混凝土中的滲水通道。待全面注漿后,對局部漏點進行針對性補充注漿,如此反復3～4次,直至達到止水效果。(2)變形縫處注漿,在止水帶側(cè)鉆孔壓注水泥漿液或水泥—水玻璃雙液漿,填充變形縫靠土側(cè)空隙,并加強止水帶與結(jié)構(gòu)砼間連接以達到止水效果。變形縫處注漿順序如圖1中①→②→③。先在底板中央部位①處注漿,待水溝②處出漿時,停止①處注漿。然后在②處注漿。同理,最后在③處注漿。這樣漿液在填充變形縫靠土側(cè)空隙的同時,在變形縫外側(cè)形成一止水帷幕,并且一部分漿液壓入止水帶與結(jié)構(gòu)砼的薄弱環(huán)節(jié),以達到止水效果。注漿孔均采用梅花型布置,其間距為0.5m～1.5m。變形縫處橫向斷面的注漿孔具體布置詳見圖1。變形縫細部構(gòu)造處的注漿孔具體布置詳見圖2。3.2施工、檢測設備配置(1)施作、試驗人員配置:為保證注漿止水順利實施,配備了行政管理、技術(shù)管理、電工、機修工、風鉆工、注漿工、試驗檢測、雜工等多工種人員120人。(2)主要施工、檢測設備配置見表1。(3)實施完成的注漿量共380.2t(見表2、表3)。4施工縫防水變形縫經(jīng)過注漿止水已無滲漏,達到了良好的止水效果。施工縫經(jīng)過系統(tǒng)注漿及針對漏水點的補充注漿,西側(cè)及東側(cè)(泵房為界)滲漏量明顯減少,達到了較好的效果。各段注漿前后水量測試對照詳見表4。3反復多次注漿,確保起水量(1)隧道西側(cè)與東側(cè)南段(以東側(cè)隧道泵房為界)注漿達到了一定的效果,主要是注漿采用單方向作業(yè),且注漿時采用“先單液、后雙液”的順序,保證了注漿的持續(xù)穩(wěn)定性及可注性。(2)隧道的東側(cè)南段在治理時作為重點地段,先行注漿且已經(jīng)過了3～4次反復、多次式注漿,達到了止水效果。(3)采用雙液漿來對明顯滲漏點進行了2～3次的反復注漿,單液漿(水泥漿)加強性補充注漿的方式,把隧道總排水量從190～200m3/d削減至60～70m3/d,表明多次、反復式注漿效果顯著。(4)隧道背后實施多次回填注漿時,每次必須保持一定的時間間隔(視注漿材料而定),應在上次漿液較充分凝結(jié)后進行,以避免本次注漿竄動對上次漿液的擾動破壞,從而影響止水效果。(5)對于滲漏點密集地段,注漿孔間距可加密至0.5m左右,方能達到止水效果。(6)注