注漿施工技術在地鐵車站隧道工程滲漏水處理中的應用方法研討

任偉

【摘要】滲漏水是地鐵車站隧道工程病害之一，而注漿施工通過加固圍巖，在一定程度上能夠解決滲漏水問題，但由于地鐵車站隧道工程施工過程中存在諸多的不確定因素，以致注漿技術在工程滲漏水處理中的有效應用受到制約性影響。為此，本文將以某地鐵車站隧道工程為例，在了解該工程滲漏水施工背景概況的基礎上，在施工層面上深入探討注漿技術的具體應用方法。

【關鍵詞】地鐵車站；隧道工程；注漿技術；滲漏水處理

1.地鐵車站隧道滲漏水的危害性及原因分析

1.1地鐵車站隧道滲漏水的危害性

滲漏水現象在地鐵車站隧道工程中普遍存在，不僅影響隧道功能的正常使用，而且會由于地下水的滲透擴散和腐蝕，進一步危害隧道的結構安全。地鐵車站隧道工程滲漏水，可能會導致地下水流失，而且會破壞生態(tài)環(huán)境，在嚴寒季節(jié)凈空部位可能還會發(fā)生襯砌掛冰，輕則撞壞內燃機玻璃，重則引起襯砌凍脹開裂。在我國的東北地區(qū)，每年均有隧道出現不同程度的凍脹開裂問題，譬如某地鐵車站隧道，在剛落成不久就出現大范圍的凍脹開裂，以致隧道結構功能完全遭到破壞，經調查，發(fā)現該地鐵車站隧道結構的襯砌背后嚴重積水，竣工后適逢冬季，襯砌背后的積水凍結成冰，最終造成凍脹開裂。

1.2某地鐵車站隧道滲漏水的原因

某地鐵車站隧道滲漏水防治工程施工過程中，經工程現場勘測調查，發(fā)現存在以下導致本隧道結構出現的滲漏水客觀因素，主要有以下幾個方面：

（1）地層巖性，本地鐵車站隧道沿線地形起伏大，而且有較多的切方路段，由于構造方面的原因，沿線的強風化板巖呈碎塊和碎石狀，整體性很差。局部地段的邊坡在開挖之后，使得原本處于碎落狀態(tài)的巖體加劇碎落和崩塌，不利于隧道結構穩(wěn)定性的保持。強風化板巖存在灰褐色的余變結構，而且?guī)r心為大量碎石和散砂構成，不利于砂石的保持，而且容易貯存地下水和地表水，當水位超過基本標高，碎石和散砂就會慢慢流失，形成了板巖的空心帶，這也是隧道滲漏水防治時需要考慮的因素之一。

（2）氣象水文，案例工程所在區(qū)域雨量充足，每年大約有1490mm的降水，蒸發(fā)量大約為1138mm，暴雨集中在4-6月份，地表上水源由大氣降水供給。據筆者調查，發(fā)現降雨對隧道滲漏水影響非常明顯，連續(xù)降水之后，大量地下水滲透進入了土體，降低了隧道土體的力學強度，產生誘發(fā)結構滲漏水的動水壓力。在這種氣象水文條件下，應該將其列入滲漏水成因的客觀條件，并考慮在滲漏水防治工作中，規(guī)避受到氣象水文條件的不利影響。

（3）水文地質，案例工程的地下水主要為孔隙潛水和裂隙潛水，前者主要位于卵石等土層當中，具有較強的透水性，而含水量中等，直接貫通于地表水，形成水體貫通和互補的關系，大約在河流和沖溝等地勢低洼的0.5-5.0m埋深之下，后者則存在于基巖張裂隙當中，水源主要來自于大氣降水，而且局部存在灰?guī)r巖溶水。在隧道開挖的時候，由于排水設施不到位，進去暴雨時期以后，降雨和裂隙水的沖刷，會誘發(fā)隧道結構裂縫，形成滲漏水主通道。

2.案例地鐵車站隧道工程應用注漿技術處理滲漏水的建議措施

綜合誘發(fā)案例地鐵車站隧道工程滲漏水的幾個方面因素，筆者建議應用注漿技術處理隧道的滲漏水問題，具體的施工方法如下：

2.1滲水量的計算

本隧道滲漏水的治理，在了解導致滲漏水原因的基礎上，應進一步預測、分析和估算滲水量，期間需要借助以下公式進行計算：

該公式中，q表示隧道的滲漏量，基本單位m?/m/sec；K表示隧道圍巖的滲漏系數，基本單位m/s；h表示隧道的埋深，基本單位m；r表示隧道的半徑內，基本單位m。

經計算，可確定本隧道巖體的平均滲漏系數、地質層里、交叉水力梯度等，由此推斷出滲漏水的具體部位及滲漏程度大小，施工時將以此作為依據進行滲漏水防治，但在施工期間仍然需要結合工程現場具體情況，對不周之處予以遺漏補缺。

2.2注漿前的調查

在注漿施工之前，需對隧道滲漏水的情況進行調查，包括滲漏水的位置里程等，均要求詳細記錄在案，尤其針對滲漏水情況比較嚴重的地方，必須在調查的基礎上，方可準確地系統(tǒng)布孔和系統(tǒng)注漿。為此，本工程在注漿前展開了以下的連通試驗，具體的做法是在隧道內找出多個流量比較大的出水點，將其作為連通試驗的監(jiān)測點，同時為避免影響地表集中積水的正常滲漏，需在滲漏點位置投放示蹤劑，便于測試分析，而且不會污染地下水和地表水環(huán)境，在此所選擇的示蹤劑主要有氯化鉀、亞甲基藍、食鹽幾種，在投放示蹤劑之后，即可根據監(jiān)測點位置示蹤劑顏色變化情況，以及電導率的大小，準確判斷滲水通道是否連通。通過一系列的注漿前調查工作，基本可以確定本隧道工程的滲漏水通道連通，并大有逐漸擴大的趨勢，正面要求盡快采取注漿措施予以堵漏和加固。

2.3注漿過程的控制

本隧道圍巖防水帷幕的注漿施工，其流程非常復雜，在充分分析圍巖類別和地質條件等情況之后，還要求根據單孔的注漿量和注漿壓力，判斷注漿施工是否達標。在注漿壓力達到設計標準后，穩(wěn)壓約3min后即可停止施工，并按照以下方法標準確定是否補注：①周圍有出漿點，不需要補注；②注漿孔周圍各個方面均有出漿點，不需要補注；③前平孔和正上孔位置出漿，不需要補注；④前上孔和前平孔位置出漿，不需要補注；⑤僅前上方1孔間距位置出漿，需要補注；⑥僅孔口漏漿，需要補注；⑦僅前下方邊溝或縱橫位置出漿，需要補注。按照以上方法施工，在各個滲漏點注漿加固之后，發(fā)現在隧道拱腰和邊墻孔位置，依然存在嚴重滲漏現象，筆者對該位置的不均勻荷載作用力進行測試，發(fā)現主要是隧道拱腰和邊墻的支護水平比較低，影響了注漿加固的效果。針對該問題，需從以下三個方面入手處理：首先是在材料方面，片石和砂漿質量應該控制到位，片石要厚度得當、表面平整、強度等級達標，其中中部的厚度至少為15cm、強度等級至少為mu30，而砂漿強度、抗壓等級是質量判斷的依據，可從配合比、試件制作、養(yǎng)護等方面入手；其次是清除危巖體之后，直接展開隧道底部洞腔的施工工作，為了便于繼續(xù)清除周圍的洞腔和防護加固，要搭設升降平臺，以及做好洞腔施工的其他準備工作，譬如安排柱支撐施工場所和準備施工材料；最后在變形縫防水方面，主要針對隧道開挖面的交接位置，該位置存在一定數量的變形縫，需要設置埋式或者背貼式的止水帶，以提高這些變形縫的防水能力。

3.結束語

綜上所述，滲漏水現象在地鐵車站隧道工程中普遍存在，不僅影響隧道功能的正常使用，而且會由于地下水的滲透擴散和腐蝕，進一步危害隧道的結構安全，正面要求我們在計算滲水量和做好注漿前調查工作的基礎上，采取合理的措施進行注漿堵漏與加固。文章通過研究，基本明確了案例地鐵車站隧道工程滲漏水的原因和注漿施工方法，但鑒于不同地鐵車站隧道滲漏水情況及注漿條件的差異性，以上方法在其他工程中應用時，還需要結合具體隧道工程的滲漏水嚴重程度、原因及注漿施工要求等，予以靈活地參考借鑒。

參考文獻

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