李 勇 王 瑜

（1.成都華豐工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，四川 成都 610036；2.四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 運(yùn)輸工程系，四川 成都 611130）

1 概述

由于水文地質(zhì)、分期澆筑混凝土結(jié)合不牢、整體道床預(yù)留橫向溝槽結(jié)構(gòu)薄弱、列車振動、工程施工、整體道床結(jié)構(gòu)性能和養(yǎng)護(hù)維修等諸多原因，加之地鐵隧道運(yùn)營隨著時(shí)間推移可能出現(xiàn)滲漏水病害，如果其位置位于道床下方的隧道仰拱范圍，則可能因地下水壓力引起道床和軌道上浮。按照病害程度，道床病害的治理方法一般包括道床加固、道床綜合整治和道床翻修三類。在運(yùn)營地鐵隧道實(shí)施無道床翻修和單一道床加固方案多適用于小規(guī)模病害問題。

2 道床錨固方案

隧道內(nèi)因滲漏水形成水壓力導(dǎo)致道床和軌道上浮，要考慮在隧道底設(shè)置引水管，消除水壓力影響。同時(shí)，將道床用預(yù)應(yīng)力錨桿錨固入隧道二襯結(jié)構(gòu)或隧道底部巖層，可以達(dá)到永久錨固道床的目的。

2.1 設(shè)置永久泄水孔

在隧道仰拱范圍打設(shè)泄水孔，封堵無滲漏水的孔，有滲漏水的孔作為永久泄水孔，并在兩側(cè)水溝旁各設(shè)一排永久泄水孔，成孔深度至防水板以下。泄水孔施工時(shí)，盡量避開隧道結(jié)構(gòu)和道床結(jié)構(gòu)鋼筋，左右兩側(cè)錯(cuò)開布置，并視情況在邊墻或者線路中心增設(shè)一定數(shù)量的泄水孔。永久泄水孔內(nèi)埋設(shè)引水管，引水管將地下水引入排水溝并匯入隧道排水系統(tǒng)，確保道床結(jié)構(gòu)不受地下水壓力的影響，同時(shí)，治理隧道滲漏水，為下一步道床病害治理工作奠定基礎(chǔ)。

2.2 設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿

當(dāng)泄水孔充分排泄隧道外側(cè)存蓄的地下水后，道床可不受水壓力影響繼續(xù)上浮，再對道床進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿錨固，錨桿需錨入隧道底部穩(wěn)定基巖。利用預(yù)應(yīng)力錨桿把道床、仰拱填充、仰拱襯砌、初支和基底圍巖錨固在一起，形成穩(wěn)定的整體。

隧道內(nèi)可采用手持注漿機(jī)注漿，沿隧道縱坡由低向高依次注漿。注漿的目的是填充因地下水?dāng)D壓形成的道床與隧道二襯結(jié)構(gòu)之間的空隙、隧道二襯結(jié)構(gòu)底與初支之間的空隙、初支與巖層之間的空隙，同時(shí)，使?jié){液包裹預(yù)應(yīng)力錨桿體，防止桿體銹蝕致使錨桿失效。注漿結(jié)束后，將管口封堵，以防漿液倒流管外。錨桿墊板要與孔口混凝土密貼，并隨時(shí)檢查錨桿頭的變形情況，緊固墊板螺帽。注漿完成后，用環(huán)氧樹脂對局部存在的少量滲漏點(diǎn)進(jìn)行封堵。

3 工程實(shí)例的效果驗(yàn)證

3.1 工程概況

某地鐵隧道運(yùn)營5 年后，出現(xiàn)道床和軌道上浮現(xiàn)象，該段隧道埋深約40m，處于微風(fēng)化花崗巖閃長巖地層，隧道圍巖級別為Ⅳ級，隧道設(shè)計(jì)坡度為7‰，距離隧道最低點(diǎn)和隧道廢水泵房約150m，采用礦山法施工。其設(shè)計(jì)參數(shù)為：初支厚度25cm 的C20 噴射混凝土，格柵鋼架間距1m，二襯為40cm厚C35、P12 模筑混凝土，仰拱回填為C35 素混凝土，防水采用PVC 防水卷材+無紡布方法。

經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)測，該段隧道內(nèi)軌道隆起量初測值為10mm，道床板與排水溝間存在裂縫并有小股水流滲出，隧道結(jié)構(gòu)變形和沉降監(jiān)測穩(wěn)定，無開裂、掉塊等破壞情況。隧道內(nèi)出現(xiàn)此問題將對地鐵運(yùn)營造成安全隱患，亟需整治處理。

3.2 臨時(shí)處理方案

為確保地鐵運(yùn)營安全，結(jié)合本文所提出的排水卸壓原則針對該段隧道做了三個(gè)階段的臨時(shí)處理措施。

第一階段：從發(fā)現(xiàn)該段隧道內(nèi)部分軌道最大隆起量約10mm 開始，對道床底部進(jìn)行注漿填充處理，持續(xù)時(shí)間為3 個(gè)月，期間軌道隆起值監(jiān)測穩(wěn)定在14.94mm。

第二階段：注漿完成后3 個(gè)月監(jiān)測軌道隆起值上升至37.03mm，現(xiàn)場采取打泄水孔措施。在道床中間位置和兩側(cè)排水溝旁各設(shè)一排永久泄水孔，深度打到防水板以下，孔徑為80mm，間距不大于2m，盡量避開鋼筋，左右兩側(cè)錯(cuò)開布置。泄水孔從道床頂面垂直向下打設(shè)，成孔深度至隧道二襯結(jié)構(gòu)頂面處時(shí)出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間約1min，軌道隆起值回落至19.03mm，此后，該泄水孔持續(xù)有小股水流滲出，軌道隆起值依然緩慢上升。

第三階段：在第二階段泄水3 個(gè)月后，軌道隆起值上升至42.93mm，現(xiàn)場將泄水孔加深至隧道仰拱初支底部，此時(shí)出現(xiàn)大量涌水現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間約6min，軌道隆起值回落至17.93mm，此后泄水孔有小股水流滲出，軌道隆起值監(jiān)測呈緩慢下降狀態(tài)。臨時(shí)處理期間軌道隆起值變化如圖1 所示。

圖1 臨時(shí)處理期間軌道隆起值變化圖

3.3 永久錨固方案

根據(jù)上述三個(gè)階段的臨時(shí)處理效果和現(xiàn)場檢測情況分析，該段隧道內(nèi)軌道隆起問題的原因判定為隧道仰拱范圍存在地下水滲漏情況，在道床與隧道二襯結(jié)構(gòu)之間形成少量水囊、初支與巖層之間形成較大規(guī)模水囊，道床在地下水壓力作用下出現(xiàn)隆起變形并引起軌道隆起。由于上述臨時(shí)處理措施僅解決了隧道仰拱范圍滲漏水排泄問題，并不能解決道床和軌道的永久穩(wěn)定性問題，因此，提出以下對該段隧道內(nèi)道床的永久錨固方案。

3.3.1 錨固方案設(shè)計(jì)

根據(jù)泄水孔出水記錄情況，將無滲漏水的孔采用C55 高強(qiáng)壓漿料進(jìn)行封堵；在有滲漏水的孔內(nèi)安裝和泄壓孔內(nèi)徑相匹配的PVC 內(nèi)套管作為永久泄水孔，將滲漏水引入排水溝并匯入隧道排水系統(tǒng)。

泄水孔將道床與隧道二襯結(jié)構(gòu)之間和初支與巖層之間存蓄的水囊充分排泄后，軌道隆起值逐漸趨于穩(wěn)定，此時(shí)，對道床采用預(yù)應(yīng)力錨桿錨固。具體錨固方案為在道床范圍軌道兩側(cè)打設(shè)4 排錨桿，錨桿錨入圍巖不小于1m，錨桿總長度約2.5m，錨固范圍為道床上浮段及兩端向未上浮段延伸10m，每排縱向間距1.25m。錨桿采用32mm 精軋螺紋鋼，刷防銹漆、阻銹劑，采用C55 高強(qiáng)壓漿料（孔道壓漿料）進(jìn)行錨固。錨桿垂直打入，全長錨固，可有效防止錨桿銹蝕，確保其耐久性。

錨桿自由段為道床頂面至仰拱回填底面的深度范圍，長度約0.55～0.65m；錨固段為仰拱襯砌及以下范圍，長度約1.7～1.8m。錨桿布置如圖2、圖3 所示。

圖2 錨桿加固布置立面示意圖

圖3 錨桿加固布置平面示意圖

3.3.2 錨固方案施工

錨桿施工順序?yàn)椋恒@孔→錨固端施工及錨固→張拉→張拉端注漿填充→封錨。

鉆孔完成后用高壓水將孔內(nèi)殘?jiān)鼪_出，清孔時(shí)應(yīng)逐孔進(jìn)行，保證每個(gè)孔內(nèi)不留殘?jiān)咨畲笥阱^桿設(shè)計(jì)長度10cm，直徑大于桿體直徑15mm。注漿填充前，先將孔內(nèi)積水抽干，用漏斗和導(dǎo)管采用水下管樁法，緩緩灌入高強(qiáng)無收縮灌漿料，待灌到仰拱填充底部后，立即將錨桿插入孔中，錨桿上需安裝對中支架，確保桿體在孔內(nèi)居中安裝。

錨桿墊板采用10mm 厚鋼板，中心處鉆孔直徑32mm，與錨桿配套，在錨墊板非中心位置留置直徑為20mm 的灌漿孔和直徑不小于10mm 的排氣孔。錨桿砂漿或水泥漿達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的75%后，采用扭力扳手施加預(yù)應(yīng)力，張拉時(shí),先按20kN 的施加應(yīng)力，根據(jù)現(xiàn)場施工具體情況調(diào)整施加應(yīng)力值。然后上好螺母并擰緊，使錨桿墊板與噴混凝土面密貼，保證錨桿受力良好。再從灌漿孔中進(jìn)行二次灌漿，包裹錨桿全長范圍。在道床表面立模封錨，封錨采用早期強(qiáng)度高的H60 支座灌漿料，錨頭平面尺寸為20cm×20cm，高度不大于6cm，從而達(dá)到防止隧道仰拱結(jié)構(gòu)和保持道床基層繼續(xù)上浮的目的。

錨桿安裝完成后，修復(fù)處理已上浮開裂的排水溝。修復(fù)的方式主要為鑿除重做，鑿除破損部分的水溝，并對接縫位置進(jìn)行鑿毛處理，清理干凈后進(jìn)行水溝混凝土澆筑。修復(fù)水溝采用強(qiáng)度不低于C30的環(huán)氧砂漿混凝土，根據(jù)設(shè)計(jì)的水溝尺寸安裝模板并進(jìn)行澆筑，環(huán)氧砂漿現(xiàn)場拌和，隨拌隨用，3h 初凝后具有一定的初期強(qiáng)度，可防止列車運(yùn)營振動造成損壞。

3.4 效果驗(yàn)證

分析三個(gè)階段臨時(shí)處理措施的效果可知，隧道仰拱范圍的滲漏水形成水壓力可引起道床和軌道隆起，通過泄水孔卸載水壓力后軌道隆起值回落18～25mm。由于道床未進(jìn)行穩(wěn)定錨固，隨著下部水囊逐步存蓄形成水壓力后，依然會造成道床和軌道隆起。

對道床下部逐層注漿填充并錨固后，道床和軌道隆起值可保持長期穩(wěn)定。經(jīng)對軌道實(shí)施一年期的持續(xù)監(jiān)測，軌道隆起值逐漸降低并穩(wěn)定在10mm，基本達(dá)到預(yù)期效果。道床錨固后軌道隆起值變化如圖4 所示。

圖4 道床錨固后軌道隆起值變化圖

4 結(jié)語

本方案中泄水孔內(nèi)容易因鈣化物堆積而造成堵塞，運(yùn)營主管部門和維護(hù)部門需定期對泄水孔內(nèi)的鈣化物或其它雜質(zhì)進(jìn)行清理，確保泄水孔暢通對本方案實(shí)施效果尤為重要，后續(xù)可對泄水方案做進(jìn)一步研究。對隧道滲漏水引起的道床和軌道上浮病害問題，排水卸壓和道床錨固是一種行之有效的方案。經(jīng)工程實(shí)例驗(yàn)證表明，該方案可長期有效卸載道床下部水壓力并降低道床和軌道隆起量。