盾构区间渗漏水分析及处理措施

编号：郑州市轨道交通5号线工程土建施工08标段经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案编制：复核：批准：中铁七局集团有限公司郑州轨道5号线土建08标项目经理部2016年9月4日经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案1目录1工程概况----------------------------------------------------------------------------------------------------22工程地质条件概况---------------------------------------------------------------------------------------22.1工程地质---------------------------------------------------------22.2水文地质条件-----------------------------------------------------33渗漏水情况说明及原因分析--------------------------------------------------------------------------33.1管片自身质量缺陷-------------------------------------------------43.2管片止水条脱落---------------------------------------------------43.3管片衬背注浆不饱满-----------------------------------------------43.4盾构与管片的姿态不好---------------------------------------------43.5掘进过程中推力不均匀---------------------------------------------43.6管片拼装质量控制不严格-------------------------------------------53.7盾构前进反力不足-------------------------------------------------53.8管片上浮或侧移---------------------------------------------------54预防措施----------------------------------------------------------------------------------------------------54.1加强对管片质量卡控-----------------------------------------------54.2加强管片拼装质量-------------------------------------------------54.3加强同步注浆控制-------------------------------------------------54.4盾构机姿态控制措施-----------------------------------------------64.5规范化管片拼装，严格控制质量-------------------------------------64.6管片上浮或侧移---------------------------------------------------75渗漏水处理措施------------------------------------------------------75.1二次补浆---------------------------------------------------------85.2环纵缝注浆堵漏---------------------------------------------------85.2.1环纵缝漏水处理-----------------------------------------------85.2.2管片螺栓孔渗漏-----------------------------------------------86安全保证措施----------------------------------------------------------------------------------------------8经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案2经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案1工程概况经开第三大街站～商英街站区间起始于航海东路与经开第三大街交叉口，沿航海东路向西延伸，途径经开第二大街、经开第一大街、商英街、朝凤路等市政道路，止于航海东路与朝凤路交叉口。区间沿线自东向西主要有郑州市经开区投资服务中心、郑州骨伤病医院、京洲快捷酒店、丹尼斯、中铁七局集团等建筑物，与区间隧道距离较远。经开第三大街站～商英街站区间设计范围为：左（右）DK22+731.928～左（右）DK23+863.518，短链0.247m（左DK23+699.753=左DK23+700.000）；左线全长1131.343m，右线全长1131.590m。区间在左DK23+284.182（右DK23+284.428）设1处联络通道兼泵房。隧道内积水由两侧排向泵房集水井，并用水泵抽出。紧急时可由此联络通道进行疏散。区间最大坡度为22‰，最小坡度为0.00‰，隧道顶最小埋深约为10.17m，最大埋深为14.82m，穿越主要底层有砂质粉土、粉砂、细砂。郑州市轨道交通5号线工程土建施工08标段三～商区间采用盾构法施工，管片采用通用环。成环管片外径6200mm，成环内径5500mm，管片长度1500mm，厚度350mm。每环管片管片分为6块：3块标准管片（A1、A2、A3型），2块邻接管片（B1、B2型）,1块封顶管片（K型）。管片混凝土强度等级为C50,抗渗等级P12，钢筋采用HPB300和HRB400级钢。2工程地质条件概况2.1工程地质经开第三大街站～商英街站区间地质详勘资料显示盾构机穿越的地层包括②36层砂质粉土、②36C层粉砂、②51层细砂，其岩性及分布情况如下：第②36层：砂质粉土褐黄色，稍湿~湿，中密~密实，成分以石英、长石为主，含钙质条纹和少量粒径约5mm的钙质结核，砂感较强，局部夹薄层粉质粘土和粉砂。本层层厚0.70～5.40m，平均层厚2.60m，层底埋深9.80～21.50m，层底高程75.18～86.46m。重力密度为19.8KN/m³，天然含水率19.0％，渗透系数0.7m/d，平均标贯值为29。经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案3第②36C层：粉砂褐黄色，湿～饱和，中密～密实，成分以石英、长石为主，含少量云母碎片。本层层厚0.90～10.30m，平均层厚4.84m，层底埋深8.80～18.5m，层底高程78.08～88.63m。重力密度为20KN/m³，渗透系数7m/d，平均标贯值为41。第②51层：细砂褐黄色～黄褐色，饱和，中密～实密，成为以石英，长石组成，含云母片，少量蜗牛壳碎片和钙质结核、局部夹薄层粉土和粉质粘土。本层层厚1.10～11.40m，平均层厚6.22m,层底埋深17.70～26.30m，层底高程70.98～78.56m。重力密度为20KN/m³，渗透系数14m/d，平均标贯值为57。2.2水文地质条件本段线路所在场地地下水主要为孔隙潜水，勘测期间地下水稳定水位埋深为12.9～14.3m，高程为82.57～84.71m，根据区域水文地质资料，每年6月份～9月份是地下水的补给期，大气降雨充沛，水位会明显上升，每年12月份～次年2月份为排泄期，地下水位随之下降，正常情况下地下水变幅在2m左右。盾构始发、接收的位置水位线处于隧道底以上3m左右；区间最低点处，水位线约在拱顶以上1.7m。3渗漏水情况说明及原因分析盾构区间管片渗漏水主要有4种形式：环缝渗漏水、纵缝渗漏水、管片螺栓处渗漏水、吊装孔渗漏水；环缝渗漏纵缝渗漏经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案4管片螺栓处渗漏吊装孔渗漏根据以往的施工经验及总结，分析造成渗漏的可能原因如下：3.1管片自身质量缺陷在管片生产过程中，粘贴密封垫的沟槽部位混凝土振捣不密实有水泡、气泡等缺陷，管片拼装完成后，水从绕过密封垫，从麻面、气泡孔处渗漏进来，造成渗漏水现象。3.2管片止水条脱落在拼装过程中，管片发生了碰撞，使止水条、密封垫脱落或断裂，使管片四周没有形成闭合的防水圈。3.3管片衬背注浆不饱满管片衬背注浆不饱满，若管片密封条贴合不密实，管片顶部积水，使密封垫压实比较薄弱的地方产生渗漏。3.4盾构与管片的姿态不好盾构与管片的姿态不好，影响到管片的拼装质量，造成管片间错位，相邻管片止水带不能正常吻合压紧，从而引起漏水；3.5掘进过程中推力不均匀掘进过程中推力不均匀造成管片受力不均匀而产生裂纹、贯穿性断裂等而渗漏水；在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹而渗漏水。经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案53.6管片拼装质量控制不严格管片存在泥土等杂物未清理导致拼装出现空隙形成漏水；拼装K块时，K块密封条损坏，造成渗漏水；管片螺栓紧固不到位，造成管片防水没有压实造成渗水，或管片螺栓紧固过早，导致管片整体未压实。3.7盾构前进反力不足盾构前进反力不足，易导致管片接缝不严，致使管片渗漏。此种状态主要出现在始发及到达掘进阶段，正面无土压力或土压力较小情况下，盾构前进阻力所提供的反力远小于管片止水胶条所需的挤压力，从而易产生因反力不足而导致管片止水胶条挤压不实，影响管片止水条的防水性能，造成管片接缝渗漏。3.8管片上浮或侧移管片与隧道初支间空隙较大且不均匀，注浆时操作难度大，而且填充效果差，从而导致顶部回填注浆难以密实，极易发生管片上浮或侧移，造成管片破损，引起管片渗漏。4预防措施4.1加强对管片质量卡控针对管片存在的麻面、气泡等缺陷问题，加强生产控制、出场验收和进场验收。管片生产过程中安排专人驻厂进行质量卡控；出厂时对管片再次验收，及时对存在的不可避免的缺陷进行修复，同时注意吊装过程中对管片的损伤。进场管片严格把关，同时与监理进行联合验收，实现管片“零缺陷”。4.2加强管片拼装质量管片拼装前对拼装工人进行交底，过程中加强对管片的精细操作避免管片碰撞，管片在转运过程中必须垫方木，避免管片在下方时碰角，一旦发现止水条断裂或脱落及时更换，保证拼装管片的质量符合防水的要求。4.3加强同步注浆控制（1）在浆液性能的选择上应该保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度、浆液的稠度的有机结合，才能保证隧道管片与围岩共同作用形成一体化的构造物。盾构隧道同步注浆的浆液配比应进行动态管理，依据不同地质、水文、隧道埋深等情况的变经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案6化而不断调整浆液性能，以控制地表的沉降和保证管片的稳定，保证管片的防水效果。（2）在同步注浆过程中合理掌握注浆压力，使注浆量、注浆速度与推进速度等施工参数形成最佳的参数匹配。管片注入口处的注入压力经过始发段的摸索最佳值为0．2～0．3MPa，并应参考覆盖土的厚度、地下水的压力及管片的强度进行设定。如果设定值太大会导致管片破坏，造成浆液的外溢。（3）同步注浆的最佳注入时期，应在盾构机推进的同时注入，注入的宗旨是必须完全填充尾隙。（4）注入量必须能很好地填充尾隙。考虑背后注浆量受土体中的渗透、泄漏损失、超挖、背后浆液的种类等多种因素的影响，经过始发段的摸索，注入量为理论空隙量的175％左右，即7.3方左右为宜。同步注浆采用压力和注浆量双控指标，应采用尽量大的压力保证最大的注浆量，填充密实尾隙，从而保证防水第一道防线的质量。4.4盾构机姿态控制措施盾构隧道线形管理原理是通过一套测量系统，随时掌握正在掘进中盾构机的位置和姿态，并通过计算机将盾构机的实际位置