城市地鐵隧道工程防水注漿技術(shù)應(yīng)用的案例分析

黨嘯

摘要：滲漏水問題影響地鐵隧道工程的安全使用，其中襯砌結(jié)構(gòu)背后的地下水，在混凝土中滲透擴(kuò)散，還會(huì)造成地下水的流失。針對(duì)該現(xiàn)象，地鐵隧道工程施工期間需要加強(qiáng)防水注漿技術(shù)的應(yīng)用，文章將以某地鐵隧道工程為例，在了解該隧道施工背景概況的同時(shí)，深入研討各種防水注漿技術(shù)在該工程中的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道，防水注漿，技術(shù)應(yīng)用

1案例地鐵隧道工程基本概況

某地鐵隧道長1697m，沿線地形起伏陡峭，線路高程4555m，埋深3-106m，所在區(qū)域年平均降水量220.9mm，周圍地質(zhì)以三疊系板巖夾片巖為主，山坡廣泛分布洪積碎石土和坡積角礫土，因此工程施工時(shí)需考慮到板巖和片巖的節(jié)理、裂隙發(fā)育等，另外勘察資料顯示隧道周圍地表水來自附近溝床季節(jié)性流水和地面降水，而地下水來自于基巖裂隙水，水源非常豐富。在施工時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道襯砌結(jié)構(gòu)背后的圍巖具有良好滲透性，地表水和地下水滲透到襯砌結(jié)構(gòu)后郁積其中，導(dǎo)致防水層的局部破壞，再加上其他因素的影響，最終出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏水問題。為解決工程的滲漏水問題，本工程參照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》和《隧道排放水技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求，采取“防、排、截、堵”相結(jié)合的施工方式，借助注漿、噴涂等方法，旨在減少圍巖變形和加強(qiáng)混凝土薄弱位置，保證地下水排放量達(dá)標(biāo)。與此同時(shí)，本工程還參照《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》，將工程防水等級(jí)列為4級(jí)，驗(yàn)收時(shí)檢查是否存在漏水點(diǎn)、流線和漏泥砂現(xiàn)象，而且需將工程平均漏水量控制在2L/㎡·d之內(nèi)，在隧道內(nèi)任何位置100㎡范圍內(nèi)的防水面積，平均漏水量不得大于4L/㎡·d。

2案例地鐵隧道工程防水注漿技術(shù)的應(yīng)用方法

在了解案例地鐵隧道工程施工背景概況的基礎(chǔ)上，可以看出該地鐵隧道工程滲漏水問題解決的迫切性，而防水注漿技術(shù)，在相關(guān)工程當(dāng)中表現(xiàn)出優(yōu)良的適用性，在此分別對(duì)本隧道圍巖、結(jié)構(gòu)縫、襯砌背后進(jìn)行防水注漿施工：

2.1圍巖防水注漿方法

本隧道圍巖掌子面位置，涌水問題頗為嚴(yán)重，直接威脅開挖面的穩(wěn)定性，需對(duì)該位置的防水注漿，具體施工方法如下：

（1）注漿準(zhǔn)備。在注漿之前，將砼噴射于掌子面之上，在噴射厚度約15cm之后，檢查掌子面是否完全嵌入初支里面，目的是避免掌子面注漿期間出現(xiàn)泡漿現(xiàn)象，與此同時(shí)，于掌子面放線和標(biāo)出注漿孔位置，依次擺放和調(diào)試鉆孔機(jī)具，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)注好的孔位鉆孔。鉆孔期間，外插角必須調(diào)整，同時(shí)觀察地層變化狀況，以此判斷鉆孔位置是否準(zhǔn)確和作為注漿效果分析依據(jù)。每鉆完一個(gè)注漿孔，立刻將注漿管插入其中，留出約10cm連接輸漿管，同時(shí)將速凝砂漿注入注漿管與注漿孔之間的縫隙。

（2）注漿施工。圍巖防水注漿所需的漿液，借助漩流式攪拌機(jī)均勻攪拌而成，期間同時(shí)放水和投入外摻劑，在攪拌溶解后，投入水泥攪拌約5min，然后將攪拌好的漿液，過濾后倒入儲(chǔ)漿桶。注漿時(shí)，壓水試驗(yàn)管路密封性程度和注漿泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況，視情況控制注漿的高度、速度和水灰比，以及觀察注漿壓力、孔口、掌子面的情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，譬如掌子面跑漿，需進(jìn)行及時(shí)處理。每個(gè)孔注漿后2小時(shí)內(nèi)，檢查各個(gè)孔的出水量，并與標(biāo)準(zhǔn)滲漏水設(shè)計(jì)量比對(duì)分析，如果大于該設(shè)計(jì)量，則需要重新掃孔、鉆孔、注漿，直至出水量合格，同時(shí)記錄好注漿期間流量、壓力等變化情況，作為判斷注漿成效的依據(jù)，并在注漿結(jié)束后，清洗干凈管路、設(shè)備等，以免殘留的漿液堵塞管路而影響設(shè)備正常使用。

2.2結(jié)構(gòu)縫鉆孔化學(xué)注漿方法

結(jié)構(gòu)縫需采用鉆孔化學(xué)注漿方式，即在確認(rèn)裂縫位置后，標(biāo)注孔位、鉆孔和利用壓力水沖洗裂縫，再進(jìn)行化學(xué)注漿，其施工方法如下：

（1）裂縫位置確認(rèn)。本地鐵隧道結(jié)構(gòu)縫確認(rèn)，需清除干凈襯砌表面，找準(zhǔn)和標(biāo)記好裂縫位置，然后圍繞裂縫，在其環(huán)向10cm的襯砌表面范圍內(nèi)，利用雙快水泥封堵裂縫，并在裂縫位置預(yù)留檢查孔，其中檢查孔需與注漿孔保持約2倍的距離。

（2）孔位標(biāo)注和鉆孔?？v向裂縫鉆孔位置的標(biāo)注，必須位于裂縫之上，并且與裂縫保持30cm的縱向距離，而環(huán)向裂縫鉆孔位置以交錯(cuò)的方式，于裂縫左右側(cè)布置，其中鉆孔的間距，結(jié)合裂縫寬度而定，裂縫寬度小于1mm時(shí)，鉆孔間距30cm；裂縫寬度在1mm-3mm之間時(shí)，鉆孔間距40cm；裂縫寬度不小于3mm時(shí)，鉆孔間距50cm。鉆孔時(shí)，選用規(guī)格φ12.6mm的鉆頭，同時(shí)借助坡度尺嚴(yán)格調(diào)節(jié)鉆孔的傾角，縱向裂縫與環(huán)向裂縫的鉆孔，孔深控制在32cm，孔口距離裂縫垂直距離為16cm，傾角為36.03°，鉆進(jìn)時(shí)保持沖擊力度的均勻和孔洞的順直，盡可能減少對(duì)孔口混凝土的擾動(dòng)。

（3）壓水沖洗裂縫。鉆孔后，將風(fēng)管插入孔底，以高壓風(fēng)將孔內(nèi)的粉塵等清除干凈，然后插入注漿嘴代替風(fēng)管，以2-13Mpa的水壓，通過注漿嘴往孔內(nèi)壓入清水，目的是徹底清除裂縫中的灰塵和潤濕裂縫，達(dá)到標(biāo)定估算流水量后，即可停止壓水，時(shí)間大約在0.5-1min之間，期間如果發(fā)現(xiàn)壓水時(shí)間太長，而且水壓回落速度緩慢，則說明鉆孔與裂縫沒有相交，應(yīng)加深或者重新鉆孔，最后再利用高壓風(fēng)將孔內(nèi)積水吹干。

2.3襯砌背后回填注漿方法

襯砌背后采用回填注漿方式，需要在標(biāo)注孔位的基礎(chǔ)上，進(jìn)行鉆孔、清縫、封縫、安裝注漿管，然后進(jìn)行回填注漿，其施工方法如下：

（1）標(biāo)注孔位。分別在拱頂中心、拱頂兩側(cè)拱腳、拱腳距離水溝蓋板1.8m位置，標(biāo)出孔位，然后對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行編號(hào)，其中除了拱頂中心的孔位保持3m間距，其他位置的孔位，均以2m為標(biāo)準(zhǔn)間距。所標(biāo)注的孔位，與環(huán)向縫保持至少50cm的距離，以免鉆孔時(shí)加劇環(huán)向裂縫的開裂。

（2）鉆孔、清縫、封縫和安裝注漿管。根據(jù)標(biāo)注的孔位編號(hào)，先鉆奇數(shù)編號(hào)孔，然后再鉆偶數(shù)編號(hào)孔。其中成孔直徑與注漿管大小一致，即40mm，孔深則需要超過兩層防水板。鉆孔后，按照結(jié)構(gòu)縫鉆孔化學(xué)注漿的方式清孔和封孔，再將準(zhǔn)備好的PVC材料注漿管插至孔底，固定好之后將注漿管閥門關(guān)閉。

（3）回填注漿。奇數(shù)編號(hào)孔選用普通硅酸鹽水泥漿液，其中摻入約水泥重量9%的抗裂膨脹劑，而偶數(shù)編號(hào)孔選用GRM水泥漿液。注漿時(shí)，先注漿奇數(shù)編號(hào)孔，按照從下而上的順序，分別注漿邊墻孔、拱腳孔、拱頂孔，注漿壓力控制在0.6-0.8MPa范圍內(nèi)，每次在壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值后，需要穩(wěn)壓5分鐘左右，等到壓力下降，再繼續(xù)壓漿，直至結(jié)束注漿，而偶數(shù)編號(hào)孔注漿壓力控制在0.8MPa，其他注漿工藝一致。注漿期間，要密切觀察襯砌結(jié)構(gòu)的變化情況，檢查是否存在漏漿、漿液滲出等問題，并及時(shí)采取措施解決。

3結(jié)束語

文章通過研究，基本明確了案例地鐵隧道工程圍巖防水注漿、結(jié)構(gòu)縫鉆孔化學(xué)注漿、襯砌背后回填注漿技術(shù)應(yīng)用的方法，考慮到其他地鐵隧道工程防水注漿施工要求和條件的差異性，以上方法在其他工程中應(yīng)用時(shí)，還需要結(jié)合具體工程的施工情況，進(jìn)行靈活參考借鑒。

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