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地鐵區(qū)間隧道滲漏水的整治技術(shù)的論文
摘 要:通過對北京地鐵四號線區(qū)間隧道滲漏水現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析,以及對拱頂以上地質(zhì)地層和滲漏程度進(jìn)行分析,得出需要采取注特殊漿液結(jié)合剛性防水砂漿的方法整治地鐵暗挖區(qū)間隧道滲漏水的施工方法。
關(guān)鍵詞:地鐵,區(qū)間隧道,滲漏水,整治技術(shù)
北京地鐵四號線菜市口—宣武門區(qū)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(qū)間隧道覆土厚度為14.3m~19.8m。在隧道初期支護(hù)完成后,左線K7+420~K7+640段拱部及側(cè)墻出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象,后來延伸到右線,使左右線隧道均出現(xiàn)大面積滲漏水,嚴(yán)重影響初期支護(hù)結(jié)構(gòu)及地表和周圍管線的安全,同時(shí)對二次襯砌防水層施工也有極大的影響。因此,需要進(jìn)行治理。
1 原因分析
北京地鐵四號線菜市口—宣武門區(qū)間滲漏段隧道,上方地質(zhì)以粉土、粉細(xì)砂、中粗砂為主,開挖隧道拱頂位于粉質(zhì)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(qū)間隧道斷面采用“上、下臺階法”開挖,開挖時(shí)掌子面無水,開挖后幾天開始出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象,初期支護(hù)背后注水泥砂漿后,滲漏現(xiàn)象沒有改變。根據(jù)地質(zhì)和管線情況分析:管線位于粉細(xì)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(jīng)飽和,隧道開挖后,隧道內(nèi)形成減壓空間,地層中飽和的雨污水和地質(zhì)地層中的層間水透過粉細(xì)砂層、中粗砂層進(jìn)入隧道初支出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。
2 整治方案制定
1) 對滲漏段水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn),其化驗(yàn)結(jié)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(jié)合方法,根據(jù)漏水地段漏水量的大小,對局部漏水點(diǎn)及漏水量小的地段做導(dǎo)流管進(jìn)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(dǎo)管注特殊漿液加固以形成堵水區(qū)。3)漏水整治實(shí)驗(yàn)段。本工程依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)情況,結(jié)合隧道內(nèi)滲漏水實(shí)際情況,做了兩段實(shí)驗(yàn)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(yán)重,采取的方法是:打設(shè)1.5m長度的花導(dǎo)管,注漿漿液采用A,C液和A,B液兩種漿液進(jìn)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(shí)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(shè)2.0m長度的花導(dǎo)管,注A,B漿液進(jìn)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(jié)合剛性堵水
根據(jù)隧道實(shí)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(jì)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(diǎn)進(jìn)行封堵,采用材料為:堵漏靈加早強(qiáng)水泥直接處理。對堵不住的地段采用PV導(dǎo)流管將其滲漏水引至隧道底板的集水槽中,當(dāng)施作防水前對集水槽進(jìn)行回填處理,采用C30商品混凝土回填至設(shè)計(jì)標(biāo)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(diǎn)進(jìn)行表面堵漏。對漏水嚴(yán)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?jié){液與土體有機(jī)地結(jié)合在一起,形成具有一定抗壓強(qiáng)度和支承保護(hù)能力的復(fù)合地基,提高土的抗?jié)B能力,確保隧道施工順利進(jìn)行。
從漏水段及隧道初支對土質(zhì)情況的了解,根據(jù)隧道拱頂粉土層的厚度打設(shè)導(dǎo)管注漿,其管的長度根據(jù)粉土層的厚度而決定,在粉土層厚度小于1.5m的地段打設(shè)1.5m的花導(dǎo)管,在1.5m以上的地段打設(shè)2m的花導(dǎo)管。結(jié)合開挖實(shí)際分兩種情況:
1)粉土層較薄需打設(shè)1.5m花導(dǎo)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(jì)長度為185m。
2)粉土層較厚需打設(shè)2m花導(dǎo)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(jì)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(jié)時(shí)間可調(diào)節(jié),強(qiáng)度高、能及時(shí)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(dá)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(jié)合性較好,與土體結(jié)合形成固結(jié)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(diào)整,可以控制固化時(shí)間。C液由水泥,H劑,C劑和水組成,主要作用是早強(qiáng)、微膨脹,通過配合比的調(diào)整,可以控制其強(qiáng)度和濃度)。注漿順序是:在隧道內(nèi)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(gè)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(gè)別地方滲水,可采用防水砂漿堵水。注漿時(shí),根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇不同的漿液濃度,適當(dāng)調(diào)整配合比,并適當(dāng)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(jù)該地段的地質(zhì)條件,結(jié)合開挖后隧道滲漏水嚴(yán)重程度及注漿工藝特點(diǎn),參考類似工程的技術(shù)參數(shù),設(shè)計(jì)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(jù)現(xiàn)場情況確定。在實(shí)踐中可根據(jù)止水效果做適當(dāng)?shù)恼{(diào)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(jù)注漿擴(kuò)散半徑計(jì)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(jù)開挖情況做適當(dāng)調(diào)整)。注入順序是在隧道加固區(qū)域范圍內(nèi)從外至內(nèi)隔孔跳步注漿。
3.6 主要注漿參數(shù)
注漿深度1.5m~2.0m;注漿孔直徑46mm;漿液擴(kuò)散半徑0.8m;漿液凝結(jié)時(shí)間20s~30min;注漿壓力0.2MPa~0.5MPa。
4 結(jié)語
本整治滲漏方法的特點(diǎn)是不占用地表空間且不影響交通及地面設(shè)施的正常進(jìn)行。但在隧道內(nèi)部操作難度較大。
在確定方案前,先要對周圍管線進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,以確定是否為管線滲漏水。在施工作業(yè)前,還要對隧道內(nèi)的漏水處進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查,主要針對拱頂漏水較嚴(yán)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(xiàn)象,要根據(jù)不同的水文地質(zhì)情況和病害特點(diǎn),采用不同的方法進(jìn)行綜合整治。這次在北京地鐵區(qū)間隧道初期支護(hù)大面積滲漏水整治試驗(yàn)中取得了初步的成功,經(jīng)過二次襯砌前三個(gè)月的考驗(yàn),除個(gè)別地方有些潮濕外,其他絕大多數(shù)初期支護(hù)的表面都能保持干燥。對于隧道漏水的整治,只是進(jìn)行了初步的探討,今后還需不斷努力來完善該項(xiàng)技術(shù)。
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