張文光 魯彪

【摘? 要】論文介紹了在含水較復(fù)雜豐富的地層中施工區(qū)間隧道發(fā)生漏水的處理技術(shù)，重點(diǎn)對(duì)隧道聯(lián)絡(luò)通道時(shí)漏水事故進(jìn)行分析，并提出在事故初期涌水較大的情況下，使用聚氨酯注漿快速堵漏的處置工藝及措施。

【Abstract】This paper introduces the treatment technology of water leakage in the construction section tunnel in the complex and rich water bearing stratum， focuses on the analysis of the water leakage accident in the tunnel connecting channel， and puts forward the treatment technology and measures of using polyurethane grouting to quickly plug the leakage under the condition of large water inflow at the initial stage of the accident.

【關(guān)鍵詞】聚氨酯;地鐵施工;隧道透水;注漿堵水

【Keywords】polyurethane; subway construction; tunnel pervious; grouting and water plugging

【中圖分類(lèi)號(hào)】U457+.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）08-0184-02

1 引言

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)城市軌道交通行業(yè)得到了快速的發(fā)展。2013年國(guó)家發(fā)改委正式批復(fù)同意徐州市建設(shè)城市軌道交通系統(tǒng)，2019年9月1日1號(hào)線正式通車(chē)，目前徐州地鐵正在建設(shè)2、3 號(hào)線一期工程，未來(lái)計(jì)劃建設(shè)3號(hào)線二期工程、4號(hào)線、5號(hào)線及6號(hào)線。在城市軌道交通基坑開(kāi)挖、隧道的掘進(jìn)等地下工程的施工過(guò)程中，通常會(huì)遇到涌水涌砂和突水等災(zāi)害，如何及時(shí)有效地應(yīng)對(duì)發(fā)生的問(wèn)題，高效快速地完成搶險(xiǎn)堵漏工作，是需要深入研究的問(wèn)題。

2 聚氨酯注漿堵水工藝

在漏水嚴(yán)重的部位，由于水壓高、水量大，出水口無(wú)法封堵，可采用注聚氨酯堵水。將CFPU-120（油溶性）聚氨酯按照主副劑10∶1加入固化劑混合，混合液由聚氨酯泵通過(guò)管路、鉆孔內(nèi)的管線注到出水點(diǎn)，遇水后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在遇水后形成彈性膠狀固結(jié)體，快速膨脹及凝結(jié)，迅速充填堵塞導(dǎo)水通道，從而達(dá)到堵水的目的。

3 處置過(guò)程

3.1 工程及險(xiǎn)情概述

工程概況：徐州地鐵2號(hào)線一期工程07標(biāo)施工的淮塔東路站至周莊站區(qū)間設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道兼泵房。聯(lián)絡(luò)通道的中心里程為右K11+878.855和左K11+875.302，其拱頂覆土約26.551m。聯(lián)絡(luò)通道位于綠化帶附近，無(wú)重要建（構(gòu)）筑物，下穿多條淺埋深管線。

險(xiǎn)情概述：2020年4月9日2時(shí)，徐州市城市軌道交通地鐵二號(hào)線一期工程07標(biāo)段施工淮塔東路站至周莊站區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道兼泵房時(shí)，左右線隧道施工聯(lián)絡(luò)通道已貫通，泵房下涌水突然增大，現(xiàn)場(chǎng)施工人員發(fā)現(xiàn)水情后，使用鉆探注漿一體機(jī)，在出水點(diǎn)上方距出水點(diǎn)30.5m的地面施工2個(gè)鉆孔，兩個(gè)鉆孔間距1m，并組織人員向鉆孔注雙液漿進(jìn)行封堵，但因涌水量過(guò)大，注進(jìn)的雙液漿被涌水沖走，未能有效堵水，水量繼續(xù)增大，達(dá)到每小時(shí)約800m3的涌水量，把相鄰兩條隧道淹沒(méi)1m左右。

3.2 水文地質(zhì)情況分析

①分析地質(zhì)情況，確定導(dǎo)水通道的位置。聯(lián)絡(luò)通道上部覆土厚度為26.551m，從上至下為1-1雜填土層（層厚1.55m）、2-3-3黏土層（層厚1.4m）、5-3-4老黏土層（層厚14.89m）、1-2-3中風(fēng)化灰?guī)r（8.71m）。本段土層以填土、第四系黏土、粉土為主，下伏基巖為奧陶系灰?guī)r和泥灰?guī)r?？辈靾?chǎng)區(qū)地層自上而下。滲水通道的路徑復(fù)雜多變，局部較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，大多為方解石充填，局部溶蝕發(fā)育。查找時(shí)通常在滲漏點(diǎn)上方施工鉆孔，以便找到滲漏通道，通過(guò)分析確定，導(dǎo)水通道即聯(lián)絡(luò)通道洞身位于1-2-3中風(fēng)化灰?guī)r。

②分析水文情況，確定出水的來(lái)源。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及應(yīng)用資料分析，場(chǎng)地水文地質(zhì)條件復(fù)雜。地下水類(lèi)型主要分為賦存于填土中的上層滯水、賦存于5-3中的潛水及巖溶裂隙水。潛水和上層滯水主要受大氣降水、居民生活用水排放及大氣降水補(bǔ)給，水位動(dòng)態(tài)變化較大，水量較小。巖溶裂隙水主要賦存于奧陶系灰?guī)r及泥灰?guī)r溶洞和裂隙中，受巖體破碎程度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度及溶洞大小等控制，水量變化較大。受地層地下水及周?chē)鷰r溶裂隙水補(bǔ)給，在構(gòu)造破碎帶、節(jié)理裂隙密集處匯集，水量較大，具有承壓性。地下水水位，場(chǎng)區(qū)地下水潛水埋深1.00～5.30m，水位標(biāo)高26.74～32.09m?？辈鞂?shí)測(cè)鉆孔中巖溶裂隙水水位埋深為3.49m，水位標(biāo)高為29.17m。巖溶裂隙水水位受大氣降水影響顯著，年動(dòng)態(tài)隨季節(jié)而變化，一般每年雨季降水高峰期過(guò)后一到兩個(gè)月，水位達(dá)到最高點(diǎn)，其后水位逐漸下降，至旱季末水位下降至最低點(diǎn)，年變幅3～5m。地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄，地下水主要受大氣降水入滲和周?chē)严秱?cè)向補(bǔ)給，賦存于巖溶裂隙、構(gòu)造裂隙和溶蝕孔穴中，沿構(gòu)造破碎帶、節(jié)理裂隙密集帶或連通較好的巖溶裂隙等以地下徑流的形式排泄，部分消耗于蒸發(fā)。通過(guò)觀察分析出水水質(zhì)情況，判斷為巖溶裂隙水。

3.3 處理方案及步驟

①左右線隧道內(nèi)抽排水。聯(lián)絡(luò)通道涌水流入隧道內(nèi)，水位最高上升至周莊站大里程250環(huán)位置，作業(yè)人員無(wú)法通過(guò)隧道進(jìn)入聯(lián)絡(luò)通道查看情況、封堵漏水點(diǎn)、繼續(xù)開(kāi)挖施工，需將隧道內(nèi)積水抽排至聯(lián)絡(luò)通道處并控制隧道內(nèi)積水水位。涌水位置位于聯(lián)絡(luò)通道泵房靠大里程側(cè)拱腳處，開(kāi)挖揭露地層為全斷面中風(fēng)化灰?guī)r并局部夾黃褐色黏土，黏土脈呈帶狀分布。突發(fā)涌水發(fā)生時(shí)間為2020年4月9日凌晨2點(diǎn)鐘左右，涌水處巖層存在圓柱狀深洞，發(fā)現(xiàn)涌水后首先嘗試采用沙袋反壓，由于水壓太大仍無(wú)法穩(wěn)固沙袋。水位在1個(gè)小時(shí)內(nèi)上升20環(huán)，同步增加排水管路，增加2臺(tái)15kW水泵抽水，水位繼續(xù)上升。至2020年4月9日4時(shí)，水位由聯(lián)絡(luò)通道處位置上升至小里程洞口393環(huán)左右位置。后申請(qǐng)應(yīng)急搶險(xiǎn)，進(jìn)入應(yīng)急搶險(xiǎn)程序?；粗苡揖€6路115kW水泵正常抽水;淮周左線8路115kW水泵正常抽水;共計(jì)14臺(tái)115kW水泵抽水，抽水方量約840m3/h?；粗苡揖€井口3臺(tái)375kW水泵垂直提升抽水至市政污水管網(wǎng);周七左線井口2臺(tái)375kW水泵垂直提升抽水至奎河;合計(jì)5臺(tái)375kW提升垂直抽水，抽水約950m3/h，洞內(nèi)抽水與井口垂直排水能保持平衡。其中淮周右線井口有4路115kW，一路375kW水泵抽水至周七左線井口。

②槽鋼封閉。為保證現(xiàn)場(chǎng)注漿封堵效果，對(duì)聯(lián)絡(luò)通道兩端使用20#槽鋼進(jìn)行焊接封閉。洞門(mén)高度3.1m，使用加工完成的槽鋼進(jìn)行焊接，槽鋼長(zhǎng)2m，總計(jì)使用槽鋼40根，每邊設(shè)置8個(gè)直徑150mm的球閥，位置設(shè)置在洞門(mén)中部。鋼結(jié)構(gòu)的焊接采用雙人對(duì)稱(chēng)施焊或分段退焊施焊，焊接參數(shù)的選用應(yīng)盡量相同，控制焊接變形和減少焊接殘余應(yīng)力;對(duì)需采取加固措施的部位，加固好后再進(jìn)行焊接，避免產(chǎn)生變形。

③地面注漿止水。第一，注漿點(diǎn)位布置選擇。在聯(lián)絡(luò)通道大里程及左線管片外側(cè)進(jìn)行鉆孔注漿。地面注漿主要目的是通過(guò)地面引孔至泵房底，對(duì)聯(lián)絡(luò)通道及泵房洞身范圍內(nèi)中風(fēng)化灰?guī)r層進(jìn)行壓密注漿，對(duì)巖層中存在的基巖裂隙進(jìn)行填充，將巖層中連通的裂隙水封閉在巖層內(nèi)，確保聯(lián)絡(luò)通道順利施工。由于巖層中基巖裂隙存在各向異性，注漿漿液無(wú)法如黏土層中正常擴(kuò)散，故為保證止水效果，聯(lián)絡(luò)通道大里程方向1.2m和1.5m位置各打設(shè)4個(gè)注漿孔，左線管片外側(cè)1m范圍內(nèi)布設(shè)注漿孔確保堵水。注漿孔位共設(shè)計(jì)12個(gè)。鉆孔深度35m。施工前進(jìn)行人工探孔，確保施工區(qū)域無(wú)管線，探孔深度在1.8～2.0m，注漿施工過(guò)程中可根據(jù)注漿效果進(jìn)行注漿孔加密。注漿深度為聯(lián)絡(luò)通道及泵房洞身范圍內(nèi)巖層，注漿深度范圍為地面以下29～35m深度范圍。

第二，注CFPU-120（油溶性）聚氨酯，快速堵水。4月12日晚上，首先在1號(hào)注漿孔注聚氨酯1900kg，用時(shí)為32min，隧道現(xiàn)場(chǎng)反饋出水量減少一半，險(xiǎn)情初步得到控制;4月13日下午，其次在2號(hào)注漿孔注聚氨酯6080kg，用時(shí)為95min;4月22日，再次在3、4號(hào)注漿孔分兩次注聚氨酯5590kg，用時(shí)為92min;4月23日上午，最后在5號(hào)注漿孔注聚氨酯3090kg，用時(shí)為47min。由于導(dǎo)水通道較多等原因先后在5個(gè)孔注聚氨酯對(duì)滲漏裂隙進(jìn)行封堵、對(duì)水土流失造成的空洞進(jìn)行填充，共計(jì)使用CFPU-120（油溶性）聚氨酯主劑15.6t、副劑1.24t，搶險(xiǎn)堵漏歷時(shí)12天，圓滿對(duì)導(dǎo)水通道進(jìn)行封堵。

4 結(jié)論

事故初期采用雙液漿進(jìn)行封堵，因水壓較大，漿液全部被水流沖走，注漿是失敗的。然后采用注聚氨酯漿進(jìn)行封堵，成功封堵出水口。從本次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作可以明顯看出，探索了聚氨酯注漿在城市軌道交通隧道施工發(fā)生涌水和涌沙事故堵水時(shí)的工程實(shí)踐，通過(guò)實(shí)踐摸索了聚氨酯膨脹要求及規(guī)律特點(diǎn)。用聚氨酯堵水通過(guò)本次搶險(xiǎn)救援證明是科學(xué)高效的，注漿結(jié)束后透水點(diǎn)沒(méi)有明顯的滲漏水，隧道支護(hù)在注漿結(jié)束后很快達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn);進(jìn)行打孔取芯檢查，均滿足相應(yīng)規(guī)范的滲透率、密實(shí)度、強(qiáng)度等方面的規(guī)定。在隧道上方打鉆注漿的方式，既保證了搶險(xiǎn)救援人員的安全，又有利于快速止水。

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