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摘要:在我国社会不断发展,各项经济稳步提升的同时,国内外盾构隧道的经验已经越来越充足了,盾构隧道的频繁出现,渐渐形成了比较成熟的盾构隧道质量管控体系,但是在施工过程中仍然存在一些问题,本研究针对常见问题进行分析,浅谈施工管片渗漏的防治方法。
关键词:盾构隧道;渗漏原因分析;措施
1盾构隧道渗漏原因
1.1拼装过程中忽视拼装质量
作业人员为追求施工进度,管片未调整到位就伸出油缸顶管片,导致管片错台甚至破损;管片螺栓紧固不到位,造成防水条挤压力不足,进而导致防水失效出现渗水;拼装过程止水条出现严重错位,防水效果遭到严重破坏。
1.2盾构法施工时的失误
(1)在盾构机推进过程中,盾构姿态较差、注浆不饱满或注浆压力过大等造成管片错台、破损、开裂,从而形成渗漏。影响盾构机姿态较差的因素有很多,例如地质条件软硬不均、过急纠偏、管片选型错误、盾构导向系统错误等。盾构机如果在姿态较差的情况下推进,盾尾与管片产生了挤压,最终就会造成管片错台、破损,严重时管片开裂形成通缝。(2)盾构机前方压力不足、管片连接螺栓未紧固到位等均会造成管片间压紧力不足,密封垫松弛形成渗漏。当管片拼装完成后,采用管片螺栓人工锚固,此时压紧力不足以使密封垫紧密,在盾构机推进时,推进油缸对盾尾附近管片提供等量于盾构机推力的作用力,管片密封垫逐渐达到密实,此时如不对管片螺栓进行二次紧固,待盾构机推进完后,压紧力消失,管片恢复至松弛状态造成压紧力不足,施工中常常被忽视。(3)在管片拼装过程中,管片间杂物未清理、加贴石棉楔子、密封垫脱落形成较大缝隙造成渗漏。盾构机在长距离掘进后或者盾构姿态长期处于较差状态,对盾尾密封刷造成严重损害,如不及时更换,则会引起盾尾大量漏浆,浆液聚集后不但影响管片安装效率,还会造成管片、密封垫间夹杂泥沙,形成缝隙。密封垫一般与混凝土管片进行人工粘贴,如粘贴不牢固、粘贴后遇水提前膨胀都可能造成密封条在拼装中脱落,若不及时处理,则形成缝隙,也会引起渗漏。
1.3盾构隧道地质地形条件差
在修建盾构隧道过程中,难免会出现围岩破壁等施工,如果隧道底下的地下水极为丰富,当地的降水量又十分充足,地表水渗情况十分严重,就会造成山体的水量急剧增加。这样如果在原有的基础之上增加一个空洞,就会破坏原有地下水的平衡状态,形成地下水的低压力区域,改变了地下水的径流方向,促使地下水的流向向开挖后的隧道方向汇集,在隧道的周围就会形成一定的围岩松动区域。在修建盾构隧道时会对地层进行调整,周围的岩石就会因此发生变形情况,一旦出现缝隙时,地下水就会随着缝隙进入到隧道内,隧道内就会形成大量的水积蓄。
2措施
2.1合理施工
盾构姿态控制实际上就是将盾构机轴线尽量保持与设计轴线重合,尽量防止因为姿态不好造成的盾尾间隙过小引起管片错台、破损。比如地质软硬不均、过急纠偏等都可能造成盾构姿态偏差,当盾构机遇到软硬不均地层时,必须要减缓掘进速度,有计划合理的对千斤顶的推力进行调节,有需要时针对硬岩区采用超挖刀进行施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆正确合理的施工是保证工程正常进行的必要因素,盾构机的衔接功能可以充分采用,比如在遇到上软下硬的底层时,启用铰接油缸来防止盾构机抬头,保持下俯姿态;反之则要保持上仰姿态。如果盾构姿态发生偏移、偏转和俯仰,就要进行纠偏。施工时轴线的纠偏是一个过程,往往需要好几环才能彻底将其控制下来,因此,随时关注是否有偏离轴线的情况,如有此情况,及时调整千斤顶的行程,过度的纠偏也会造成环缝加大,导致漏水现象。
2.2加强掘进过程中的推力控制
盾构机的前进靠千斤顶的顶推实现,方向控制则由各组千斤顶的油压差来实现,推进过程严禁急纠猛纠,避免因压差过大造成管片受力不均匀而产生裂纹、破损,在曲线段掘进时,一方面应合理控制油压差,另一方面还要保证油缸压力最小一侧不低于40bar,避免出现因压差过大或者油压过小导致管片受力不均,从而使管片之间接缝间隙过大,导致止水条防水失效,最终引起管片环缝出现渗漏现象。
2.3衬砌内部注浆整治措施
在灌浆过程中,要以注浆孔位中心,凿出半径约为6 cm左右的表层混凝土,厚度约为3 cm。在混凝土凿面工作时,应该人工施工,使用冲击电钻钻注浆孔,深度约为10 cm左右。注浆孔钻设完成之后,应该采用高压风将钻孔内部的残屑进行及时清理,然后安装注浆管以及配套注浆嘴。注浆管在安装过程中,应当使用环氧砂浆将孔管之间的间隙进行紧密填塞,并且要采用光滑的细木辊进行鼓捣密实,在开孔处用铁抹压实抹平。还要在注浆管的断头涂抹植筋胶,待注浆管缝固结后,对缝口缝隙质量进行检查,渗漏水只能通过注浆管内流出来,其他部位不得出现渗漏水现象,否则就要重新进行封缝。注浆管锚固后,就要进行压水试验来确定注浆的参数,等待水压、进水量及出水量都控制在合理的范围之内,将数据进行统计分析。在注浆施工中,注浆浆液应当为水溶性聚氨酯浆液,在注浆时,应当先在渗漏水量比较小的地方进行注浆,然后在渗漏水量比较大的地方进行注浆。注浆的压力应当控制在0.4 MPa左右,将注浆压力控制在比较稳定的状态之下,然后进行3~5 min的注浆工作。在注浆过程中还要对压力的变化进行时刻观察,当压力迅猛升高时须停止注浆工作,当压力迅猛下降时就应该注孔浆,将浆液的浓度调整之后在仅需。注浆之后还要用清水进行表面残留浆液的清洗,避免造成污染。
2.4合理选择防水层材料
(1)防水材料必须具备酸碱性较强的性能优势,并具备较强的抗渗漏能力,能够最大限度地发挥其的优势,将外界因素的干扰作用降到最低,规避以往隧道渗漏问题。(2)盾构隧道施工工程应用到的施工材料必须具备一定的防水能力以及抗渗能力,抵挡来自地下水的侵蚀危害。另外,施工材料最好具备一定的韧性,以达到提升隧道整体防渗漏效果。
2.5正确使用止水条
采用型号匹配质量合格的止水条尤为重要,粘贴必须牢靠平整,如若在冬季可利用烘箱来预热处理。不应使用有残缺的管片,保持表面平滑,所以角部加贴的自粘性橡胶缓冲薄片的长度、厚度都必须要符合设计的要求。要定期对管片和止水条进行清洗工作,一般采用稀释液,如果采用的是遇水膨胀的止水条,其膨胀后的压力是可以抵抗渗透的压力。施工当中会出现各种问题,比如下雨天隧道内底部会产生积水,所以操作不当会使止水带和螺栓垫圈在拼装前遇水膨胀、变形,影响止水效果。如果用加厚型氯丁橡胶止水带,其通过止水带与砼面产生一定的压紧力来止水。应定期对止水条进行查看检测,一旦出现问题,如脱落和损坏,要及时修补,达到标准要求,反之需要重新调换。
结语
盾构法隧道施工渗漏处理技术相当复杂的一项工程,包括的方面很多,当中主要是施工操作和工程材料及管理维护等。在整个施工和治理的过程中,我们要因地制宜、综合处理问题。通过分析渗漏的原因,采取针对性解决方案,在盾构隧道施工实践中取得良好效果,提高了整体工程施工质量。
参考文献
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论文作者:邓晓力
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/3
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