李海民

(中國中鐵開發(fā)投資集團有限公司(昆明)，云南 昆明 650000)

1 管片施工及豆礫石注漿層施工工藝

1.1 管片施工工藝

管片拼裝與常規(guī)的地鐵盾構(gòu)隧道相同，本工程管片拼裝采用錯縫拼裝形式，用此法建造的隧道整體性較好，根據(jù)相關(guān)參數(shù)進行計算，確定準(zhǔn)確的楔形塊安裝點位，及時進行糾偏。

1.2 工藝原理

單護盾TBM管片背后豆礫石回填的工藝原理是掘進一個循環(huán)安裝管片后，開啟豆礫石機器對管片背后全環(huán)吹填豆礫石，可以邊掘進邊吹填豆礫石，管片全環(huán)吹填豆礫石再注漿后產(chǎn)生的浮力小于管片自重和豆礫石層夾持力，不會產(chǎn)生管片上浮現(xiàn)象，成洞后管片平順，錯臺小，極大提高了成洞質(zhì)量。

1.3 施工工藝流程及操作要點

(1)施工工藝流程。

管片底部90°范圍豆礫石吹填→管片底部90°范圍同步注水泥漿→管片兩側(cè)、頂部吹填豆礫石→管片兩側(cè)、頂部梯度注水泥漿→封堵灌漿孔→質(zhì)量檢驗→補灌→重新質(zhì)檢→合格。

(2)預(yù)留孔編序號。

原設(shè)計管片注漿孔(兼吊裝孔)孔徑為3.5cm，孔徑小，不能滿足豆礫石吹填要求，豆礫石粒徑為5-10mm，要求管片背后豆礫石吹填孔為7.5cm。為了方便施工組織、工程量統(tǒng)計，按TBM掘進方向，對襯砌管片上預(yù)留的6個孔按逆時針方向進行編序號。

1.4 豆礫石回填施工

(1)生產(chǎn)前期試驗。

為了豆礫石回填灌漿工作的順利進行，在施工前期做好充分的各項準(zhǔn)備工作，對材料進行檢驗、設(shè)備精心測試、人員嚴格培訓(xùn)。

①對進場的水泥、豆礫石等材料做好計量驗收、指標(biāo)檢測工作。施工試驗配合比必須進行前期試驗，按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的施工配合比進行施工。

②對豆礫石回填灌漿設(shè)備、臺架等進行性能試驗，尤其是空壓機和豆礫石噴射機要進行風(fēng)壓、風(fēng)量測試，以滿足豆礫石回填能力；灌漿泵要進行壓水試驗，檢查儀表狀態(tài)是否正常；高速制漿機的自動控制系統(tǒng)定量加水泥、加水的準(zhǔn)確程度要進行驗證。

③對施工人員進行崗前培訓(xùn)，各工種必須熟悉豆礫石回填灌漿的全部施工流程、操作規(guī)范、實施方法、質(zhì)量保證、安全防范等知識技能進行系統(tǒng)教導(dǎo)學(xué)習(xí)，使每一個施工人員具有崗位責(zé)任能力。

(2)起始環(huán)回填(豆礫石、水泥漿)。

起始環(huán)回填是豆礫石回填灌漿的基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)場施工實際情況，當(dāng)預(yù)制管片襯砌第一環(huán)露出盾尾時,從第一環(huán)0孔位進行管片底拱豆礫石吹填，(量控為主，壓力控制為輔)，并同時對底拱進行水泥漿的回填。掘進3-5環(huán)后，對管片兩側(cè)及拱頂進行豆礫石回填。

(3)豆礫石回填。

①底部豆礫石回填。

底部豆礫石回填是回填的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。管片露出盾尾的管片如果封頂塊在正拱頂，則底部吹填豆礫石從底部孔位開始吹填，如果封頂塊在拱頂左側(cè)36°位置，則從兩側(cè)拱的孔位進行灌注，當(dāng)豆礫石工感覺到管道內(nèi)沒有豆礫石流動時停止灌注，取下噴頭孔位臨時封堵，以后的管片底部吹填依此方式進行。

②兩側(cè)拱豆礫石回填。

在豆礫石吹填時為防止產(chǎn)生偏壓使管片發(fā)生錯臺或損壞，必須做到自下而上，雙機對稱灌注，兩側(cè)拱回填滯后尾盾第3環(huán)開始。當(dāng)豆礫石工感覺到管道內(nèi)沒有豆礫石流動時停止灌注,取下噴頭將孔位臨時封堵，完成一次兩側(cè)拱的豆礫石回填，依次配合掘進、襯砌向前推進。

③拱頂部豆礫石回填。

在滯后兩側(cè)拱豆礫石灌注部位5環(huán)后實施。具體方法：將連接噴豆礫石管道的噴頭先、后裝入頂拱部的預(yù)留孔孔灌注，當(dāng)豆礫石工感覺到管道內(nèi)沒有豆礫石流動時停止灌注，取下噴頭將孔位臨時封堵。將噴頭裝入頂拱部孔位灌注，在灌注過程中機械手和豆礫石工要密切配合，尤其是豆礫石工要認真觀察灌注情況，當(dāng)豆礫石工感覺到管道內(nèi)沒有豆礫石流動時停止灌注，取下噴頭將孔及時臨時封堵，完成了一次頂拱部豆礫石回填。

1.5 管片背后注漿

本工程采用管片背后豆粒石回填后注漿工藝。在管片拼裝完成后，進行管片全環(huán)豆礫石吹填，并進行底部90°范圍同步注水泥凈漿，隨后在距尾部首環(huán)140m(單護盾TBM總長)范圍開始對管片兩側(cè)、頂部梯度注水泥凈漿，封堵注漿孔，基本不對前方TBM掘進產(chǎn)生影響。

2 結(jié)構(gòu)滲漏原因分析及處理工藝

2.1 原因分析

(1)豆礫石注漿層注漿不飽滿，沒有形成完整的隔水層。

(2)吊裝孔(含注漿孔)、手孔封堵不到位。

(3)管片安裝質(zhì)量存在問題，造成管片環(huán)縱縫滲漏水。

2.2 滲漏水治理工藝

2.2.1 工藝流程

滲漏部位標(biāo)識——清理滲漏施工面——在滲漏點鉆孔埋設(shè)針頭——封堵滲漏環(huán)縫和縱縫——注漿堵漏——飾面處理

2.2.2 工序施工

(1)管片背后二次補注漿。

根據(jù)隧道滲漏水情況，結(jié)合空洞探測(隧道驗收要求,一般采用SIR-3000地質(zhì)雷達掃描)資料來分析管片背后的豆礫石注漿層是否飽滿，若不飽滿，則必須進行二次補注漿，工藝同“管片背后注漿”，材料采用微膨脹水泥。

(2)吊裝孔(含注漿孔)堵漏。

①吊裝孔(含注漿孔)在進行背襯注漿或放水等施工時，要保護好吊裝孔上的螺紋，以免損壞后造成堵頭蓋裝不好。

②在注漿或放水工作完畢后，應(yīng)及時進行吊裝孔(含注漿孔)的堵漏工作，在進行吊裝孔(含注漿孔)漏水封堵前，要先把吊裝孔的外側(cè)部分清洗干凈。

③首先在吊裝孔(含注漿孔)的堵頭上加2～3個遇水膨脹膠圈，直接用吊裝孔(含注漿孔)堵頭進行封堵，主要利用堵頭的螺紋受力和遇水膨脹膠圈膨脹來進行堵水。

④如果過段時間后，第一次直接用堵頭加膨脹膠圈封堵的部分孔還有滲水，則重新打開吊裝孔(含注漿孔)，將足夠量的AEA微膨脹水泥塞入孔內(nèi)，再按第一次的方法進行封堵，來加強堵水效果。

⑤如果采用上面的方法還不能達到堵水效果，則再次打開吊裝孔(含注漿孔)，在孔口用AEA微膨脹水泥，預(yù)埋2～3根小針管，最后再注入環(huán)環(huán)氧樹脂等堵水溶液，最終起到徹底堵水的目的。

(3)手孔堵漏。

先將所漏水的手孔用AEA微膨脹水泥進行封堵，然后在螺栓孔位置的正上方用電錘鉆孔并鉆入螺栓孔內(nèi)。同時對與該螺栓孔對面的縱縫或環(huán)縫進行嵌縫處理，嵌縫長度按合同要求設(shè)置，并將所嵌縫的兩端進行封閉處理。

(4)環(huán)縱縫堵漏施工。

①如果漏水量比較大、成股狀外冒，應(yīng)先進行管片背襯補充注漿，把大量的滲漏水先阻擋住。

②隧道堵漏滲漏水點位于環(huán)縫上時，以上下各1米為界作為嵌縫堵漏的范圍；滲漏水點位于縱縫，嵌縫堵漏的長度不得超過管片的環(huán)寬(即1.5米)。嵌縫采用一般嵌縫方式，其中所采用的材料為氯丁乳膠水泥。

③安設(shè)針頭及灌漿見“技術(shù)要求”中相關(guān)內(nèi)容。

2.2.3 工藝技術(shù)要求

(1)滲漏部位要求清理干凈，不能有油污或泥巴，以免影響堵漏材料與管片的粘結(jié)強度。

(2)鉆孔及針頭的埋設(shè)。

①鉆孔采用進口專用電錘配置直徑φ14mm 的鉆頭。

②環(huán)、縱縫堵漏的針頭的埋設(shè)是沿所需灌漿的環(huán)、縱縫兩測矩環(huán)、縱縫60mm～80mm處等矩交叉鉆設(shè)斜孔。鉆孔時鉆頭與管片表面成600～700進入，孔應(yīng)在管片厚度的二分之一處與管片與管片之間的縫隙相交?？咨顬楣芷穸鹊亩肿右唬拙貫?00～500mm。

③管片裂縫和洞門及聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)裂縫，針頭埋設(shè)是沿所裂縫隙的兩側(cè)矩縫隙50～100mm處用進口專用電錘配置直徑14mm 的鉆頭等矩交叉鉆設(shè)斜孔，孔應(yīng)在結(jié)構(gòu)厚度的二分之一處與所裂縫隙相交。孔矩為100～150mm孔深為管片厚度的二分之一，鉆孔時鉆頭與管片表面成500～600進入。

(3)鉆孔完畢后在孔內(nèi)埋沒止水針頭并用專用工具將其擰緊，漏水較大處的針頭暫緩埋沒但埋設(shè)塑料管作臨時引水。在其相鄰針頭灌漿完畢后將塑料管取出及時埋入針頭用高于相鄰針頭灌漿壓力1～2MPa進行灌漿。

(4)對所需灌漿堵漏的縱、環(huán)縫在埋設(shè)針頭前采用微澎快干水泥進行嵌縫處理。嵌縫時要做到平整光滑、線條清晰、整體美觀，并在所嵌縫的兩端進行封閉處理，預(yù)防高壓灌漿時跑漿。

(5)正式灌漿前先用清水對所埋設(shè)的每一個針頭進行試灌，一方面觀察所埋設(shè)的針頭根部是否漏水；若發(fā)現(xiàn)漏水要及時進行加固處理。另一方面對縫隙內(nèi)的灰塵進行清洗，以便在正式灌漿時能達到預(yù)期的質(zhì)量效果。

(6)選用施工經(jīng)驗豐富的專業(yè)灌漿人員采用進口高壓灌漿設(shè)備配用相應(yīng)的聚氨脂堵漏劑對所埋設(shè)的針頭逐一進行灌漿。壓力控制在10～15MPa之間，灌漿順序為縱縫是從縫的一側(cè)向另一側(cè)，環(huán)縫是從縫的下方向上方依次灌注。同時，灌漿時派專人負責(zé)觀察，并做好詳細記錄，如果出現(xiàn)串漿等意外情況立即停止灌漿，待漿液初凝后再試灌漿，直至不再滲漏為止。

(7)灌漿時要保證縫隙表面有漿液滲出，同時兩枚針頭之間的縫隙上漿液要遇合。若發(fā)生無漿液滲出和不能遇合現(xiàn)象，應(yīng)及時補設(shè)針頭重新灌注甚至達到設(shè)計要求。灌漿完畢后及時清除結(jié)構(gòu)表面余漿，48小時后去除針頭，同時用聚合物砂漿封堵針孔，并在表面涂一層滲透結(jié)晶型防水隔離膜，預(yù)防漿液滲出影響堵漏效果。

(8)封堵針孔時應(yīng)做到表面平整光滑，砂漿顏色與管片顏色基本一致。

[1] 康斌.單護盾TBM球窩自鎖結(jié)構(gòu)管片安裝錯臺控制技術(shù)[J].建筑機械化,2012，(s2):109-111.

[2] 吳樂.單護盾TBM管片旋轉(zhuǎn)問題及應(yīng)對措施[J].隧道建設(shè),2012,32(6):892-895.

[3] 陽斌.單護盾TBM快速掘進條件分析[J].隧道建設(shè),2014,34(10):997-1000.