基于地铁隧道渗漏水整治技术

基于地铁隧道渗漏水整治技术

周文柱

东莞市轨道交通有限公司523001

摘要：随着我国经济的发展，越来越多的城市开始建设地铁。隧道作为地铁的重要基础设施，其健康状态直接影响着地铁的行车安全；但是，目前几乎所有的地铁都存在或大或小的渗漏开裂现象。渗漏造成的问题，影响地铁正常运营及人们出行安全。笔者主要以某城市地铁为例，对于隧道漏水的整治只是进行了初步的探讨，今后还需不断努力来完善该项技术，希望可以为以后类似的工程渗漏水处理提供借鉴。

关键词：地铁；隧道；渗漏水；整治技术

一、工程概况和工程地质条件

某城市地铁1号线——位于南北走向，区间隧道覆土厚度为14.3m～19.8m。在隧道初期支护完成后，左线K7+420～K7+640段拱部及侧墙出现渗漏水现象，，后来延伸到右线，使左右线隧道均出现大面积渗漏水，严重影响初期支护结构及地表和周围管线的安全，，同时对二次衬砌防水层施工也有极大的影响。因此，需要进行治理。

二、渗漏水的主要表现形式和危害

该城市地铁1号线某施工标段，为地铁两车站区间的隧道主体工程，初期支护渗漏水严重，暗挖隧道和车站端头交接处、初期支护侧边底部（2m高、30m长），均有渗水、涌水、喷水（图1）。

图1隧道初期支护渗漏现状

严重的渗漏水，如不加以治理控制，主要危害有：影响防水板铺设、二衬结构施工，造成施工降水、排水成本增加；使围岩失去稳定，尤其是砾石土层围岩类更容易失去稳定，长期下去会造成塌陷等施工事故。

三、该工程开裂渗漏的位置及原因

根据现场经验及总结，地铁隧道内部渗漏水主要集中在管片、拼接缝、螺栓孔、吊装孔等部位。对于不同开裂渗漏部位，其产生的原因也各不相同。

（1）管片开裂

地铁隧道管片渗漏水的检测手段目前主要依靠人工巡查，根据检查的周期不同，分为年度检查、季检、双周检、周检、专项检查和特殊检查等。通过相关检测数据研究，地铁隧道管片渗漏水以“缝”和“孔”为主要渗漏途径。因管片是在工厂预制的，其本身的防水质量都很好。常见的隧道渗漏水途径主要包括以下四种：①管片接缝。管片纵、环缝是隧道渗漏水最常见的通道；②注浆孔。在隧道施工阶段，对回填灌浆灌浆孔的使用是控制地层损失的必要措施，但灌浆孔的密封性往往成问题，容易导致渗漏水问题；③螺栓孔在环纵缝防水一定程度失效后，螺栓孔可能发生渗漏水现象；④管片裂缝。通过管片裂缝渗漏；⑤其他位置。在地下连续墙、钢管片管片接缝、隧道井接头及整体道床变形缝等位置处，也会发生渗漏水病害现象。

隧道管片的渗漏水原因：①施工中管片拼装质量差；②施工中孔洞封闭质量差（如注浆孔、螺栓孔等结构薄弱部位未采用防水垫片）③管片受局部应力集中作用，发生损坏，如在运输、拼装过程；④地铁运营后，隧道受周边施工以及土体本身浮力影响，发生不均匀沉降，从而导致管片接缝处的止水带失效。

（2）预留孔处渗漏

管片上需要预留螺栓孔与吊装孔，在管片拼接完成后需要封孔。在封孔过程中如果螺栓未拧紧、密封圈损坏或者注浆不密实等都会影响孔洞处的防水效果。同时，在预留孔洞处，混凝土厚度减薄，在荷载作用下易产生应力集中，发生开裂甚至破损。

（3）拼接缝渗漏

拼接缝渗漏对于地铁隧道来说占比较大。一般可能是由于止水带粘贴不密合，或者止水带过早受到水的浸泡而性能失效导致止水带并未发生效用，而产生渗漏。另外，施工时管片拼接时发生错位错台、止水带破损等会导致管片间的缝隙较大，引起隧道渗漏。

四、地铁隧道渗漏水整治技术方案

（1）利用注浆堵漏技术对地铁隧道进行防渗加固

在地铁隧道应用注浆堵漏技术进行堵漏施工中可以遵照以下的工序进行施工：地铁隧道渗漏点确定-隧道渗漏点基面清理-渗漏点钻孔-渗漏点清孔-地铁隧道渗漏点注浆针头埋设-封缝-高压灌注浆液-拆除注浆嘴-修补针孔-在隧道渗漏缝隙处涂刷表面防水层。在隧道渗漏基面的清理中，首先需要对隧道混凝土衬彻渗漏情况进行详细的勘测与分析，并根据渗漏缝的分布情况确定注浆孔的孔位和孔间距。的裂缝也能够使得注浆浆液快速的渗透进去从而形成强度高、黏度高、抗渗性较强的弹性固结体。

在确定上述基础参数的基础上对注浆施工部位区域的渗漏基面进行仔细的清理，通过对地铁隧道混凝土衬彻表面的析出物进行清理，避免其对后续施工造成影响。清理后的隧道渗漏基面应当湿润、洁净。在完成了对隧道渗漏基面的清理后需要在渗漏区域进行钻孔作业，沿着隧道裂缝的两侧按照设定好的孔位和孔间距采用直径为10mm的钻头进行钻孔作业，各孔之间的间距控制在200-300mm之间，待钻孔作业完成后进行清孔作业。在对钻孔进行清理时应用高压洁净水灌入钻孔内，并对裂缝各出水点的分布进行仔细的观察、记录。在完成清孔作业后，在各钻孔内安置灌浆针头，针头后部所附有的膨胀橡胶使用专用扳手拧紧确保钻孔无渗漏、无空隙不会在地铁隧道缝隙注浆堵漏施工中产生渗漏、漏浆等的问题。

地铁隧道应用注浆堵漏技术进行施工作业时需要严格按照相关规范与操作规程进行施工用以确保施工质量。待到地铁隧道应用注浆堵漏技术注浆完成后，需要对注浆堵漏的施工效果进行检测，如发现仍存在渗漏则需要进行二次注浆堵漏施工作业。注浆施工中，注浆针头需要埋放稳固并注意保持注浆压力稳定，如压力突然升高则需要及时进行调整处理，避免出现安全事故。

（2）利用材料角度预防技术

在保证混凝土强度的前提下，改进管片混凝土配合比设计，利用“双掺”技术，掺入适量的矿物掺合料，掺加高效减水剂以减小水灰比，改善其工作性能、抗裂性能和耐久性能。

①水泥应优先采用低热的优质水泥。尽量减少水泥的用量，防止混凝土管片开裂。应控制水泥比表面积，还应严格控制水泥中的C3S和C3A含量，减少水化热，提高管片抗裂性和耐久性。

②宜采用中砂，细度模数约为2．6～3．0，不得使用海砂，应使用坚硬、抗风化性强的砂粒；当使用中粗砂时，每平方米混凝土可减少用砂量20kg～25kg，水泥量也相应减少，可减少管片混凝土的干缩和水化热量。

③宜选用5mm～25mm连续级配碎石，石子呈等径状，针片颗粒含量不大于5%，不得含有有害物质，选用抗风化、坚硬、强度高的粒状

碎石。

④粉煤灰使用Ⅰ级粉煤灰，严格控制粉煤灰的细度、烧失量及二氧化硫的含量。粉煤灰玻璃体含量应大于70%，掺量约为水泥的10%～30%，粉煤灰掺量应经试验确定。

（3）利用其他方面施工技术

①加强管片制作、运输和拼装的管理，防止在管片拼装之前就因为运输等原因发生了破损。同时，在管片拼装时，注意千斤顶力的控制，防止管片局部受力过大发生崩角、裂缝等破坏。

②减少后期沉降措施。提高隧道的施工质量，正确控制盾构姿态，减少对土体的扰动。在出现偏离轴线趋势时，应该及时地调整千斤顶的行程差，必要时可以加贴纠偏楔子进行纠偏。盾构机向前推进后，及时填补土体与管片之间的间隙。同步压浆是减少后期变形的重要环节，要及时和足量地进行，如果发现地面沉降量较大，应及时补浆。压浆时间一般与管片脱离盾尾同步为宜。压力略大于该处水土压力之和，尽量做到填补空隙而不造成对土体的劈裂。

结语

长期以来地铁隧道渗漏问题长期困扰着地铁的安全施工和安全运营，针对地铁隧道施工与运营中所出现的渗漏点需要积极采取措施予以处理。本文在分析地铁隧道渗漏特点的基础上对地铁隧道注浆堵漏技术在应用中需要注意的要点进行了分析介绍。当然，对于地铁隧道渗漏水现象，要根据不同的水文地质情况和病害特点，采用不同的方法进行综合整治。

参考文献：

[1]地铁隧道漏水原因分析及对策研究[J].陈小峰，朱旭.科学中国人.2016（21）

[2]浅释乌鲁木齐市中心城区岩土工程地质分区[J].赵新平.新疆有色金属.2016（S1）

[3]震动扰动环境下隧道渗漏综合整治技术[J].陈森森.中国建筑防水.2013（08）