淺議泥水盾構(gòu)隧道滲漏原因及對策

2026-03-16

①水壓方面

原因分析:由于在環(huán)流系統(tǒng)操作時開挖面的泥水壓力設(shè)定值過高,或切削下來的巖塊堵塞排泥管道口或泥水艙,都有可能導(dǎo)致泥水艙內(nèi)泥水壓力過高,超過盾尾刷的抗壓能力,瞬間擊穿盾尾刷而造成漏漿。

對策:在泥水加壓式盾構(gòu)工法中,切口水壓設(shè)定通常應(yīng)與作用在開挖面上的土壓保持平衡。動工前應(yīng)在隧道線路上的多個地點(diǎn)進(jìn)行土質(zhì)和地下水調(diào)查,決定每個地點(diǎn)的設(shè)定切口水壓。在管道發(fā)生堵塞時,若開挖面水壓高于上限值則應(yīng)立即暫停掘進(jìn),通過旁路調(diào)節(jié)使壓力從溢流閥卸掉,開挖面水壓恢復(fù)正常后溢流閥自動關(guān)閉,再把泥水送進(jìn)土倉進(jìn)行逆洗清通管路,或通過檢查判斷具體堵塞位置后人工清除巖塊。

②管片方面

原因分析:1 ) 制作工藝不合格:導(dǎo)致管片接口處有空隙、裂縫、紋路等缺陷;2) 保護(hù)不合格:在管片保存、運(yùn)輸過程中,出現(xiàn)人為破損;3 ) 防水橡膠條粘貼不合格:遇水膨脹橡膠密封粘貼不牢,或過早浸水使膨脹止水效果降低;4 ) 拼裝不合格:拼裝不合格主要體現(xiàn)在3個方面:a.拼裝好的管片環(huán)呈橢圓形;b.管片出現(xiàn)錯臺;c. 管片出現(xiàn)破損;5 ) 其他:管片間的對拉螺栓未擰緊,造成接縫張開過大,手孔、注漿孔等薄弱部位封孔質(zhì)量差,螺栓孔未加防水密封墊圈等。

對策:1) 控制好管片制作工藝。在管片制作過程中,嚴(yán)格按照規(guī)范要求來確定管片混凝土的抗?jié)B指數(shù)和管片的預(yù)制精度。根據(jù)隧道埋深和地下水的滲透作用,提出經(jīng)濟(jì)合理的混凝土抗?jié)B指標(biāo)。在管片制作時,嚴(yán)格控制水灰比和尺寸精度,采用高精度鋼模以減小誤差,確保管片接頭面密貼,不產(chǎn)生較大的初始裂縫。同時,對混凝土振搗方式、養(yǎng)護(hù)條件、脫模時間、溫度應(yīng)力等方面提出明確的工藝要求。對管片出廠質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)制度,并減少其堆放、運(yùn)輸和拼裝過程的損壞率。當(dāng)表面有裂隙、抗?jié)B檢漏達(dá)不到P10, 或是拼裝于地下高水壓地段時,管片外弧面涂聚氨酯類防水涂料。2) 控制好管片拼裝質(zhì)量。加強(qiáng)拼裝施工培訓(xùn),提高拼裝人員的技術(shù)水平,要求管片不拼成橢圓形,以減少橢圓和縱縫、環(huán)縫錯臺的現(xiàn)象;盾構(gòu)掘進(jìn)過程中嚴(yán)格控制推進(jìn)的糾偏量,盡量使管片四周的盾尾間隙均勻一致,減輕管片對盾尾刷的擠壓程度。3) 控制好管片接縫防水。管片接縫防水是盾構(gòu)法隧道防水的核心,其關(guān)鍵是接縫面防水密封材料的采用及其設(shè)置。管片拼裝完成后,若管片接縫外側(cè)的防水彈性密封墊止水效果不好,那么就需要針對滲漏情況進(jìn)行嵌縫防水、螺栓孔防水,甚至進(jìn)行二次襯砌防水。在管片環(huán)縫、縱縫的內(nèi)側(cè)設(shè)置嵌縫槽,用止水材料在槽內(nèi)嵌填密實(shí)來達(dá)到防水目的。在密封墊失效和管片拼裝精度差的部位,螺栓孔處會發(fā)生滲漏,需進(jìn)行螺栓孔防水處理。在螺栓墊圈與螺栓孔之間加上環(huán)形的充填材料,在緊螺栓時,充填材料發(fā)生部分變形,填滿螺栓孔壁及墊圈表面,達(dá)到防止螺栓孔漏水的目的。

③注漿方面

原因分析:泥水盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中,壁后注漿質(zhì)量差、充填不密實(shí),不能使圍巖和襯砌整體協(xié)調(diào)受力,造成受力不均,局部變形過大,首道防水層失去作用而引起滲漏水。注漿量不足容易引起隧道后期產(chǎn)生較大沉降變形而滲漏。

對策:1 ) 盾構(gòu)隧道的分段根據(jù)隧道滲漏水分布情況,將隧道每10環(huán)劃為一段,采用“蛙跳式”間段分割注漿。2) 注漿孔的布置。盡量選擇靠近拱頂?shù)淖{孔進(jìn)行壓漿。隧道中的注漿分為同步注漿與二次注漿,通過這兩種注漿方法對隧道建筑空隙進(jìn)行填充。3) 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。如果注漿過早開始,會造成盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)時發(fā)生盾尾漏漿。在隧道注漿防水中的漿液大多選用雙液漿,其注漿壓力與隧道埋深有關(guān)。如發(fā)現(xiàn)壓力過高可調(diào)整注漿流量來控制壓力,同時觀察主要滲漏點(diǎn)的滲漏交換情況,調(diào)整注漿位置。4) 注漿材料與注漿配比。采用新生產(chǎn)的普通32.5R 水泥、35Be ~40Be 的水玻璃,膨潤土,穩(wěn)定劑;其配比由試驗(yàn)確定。

④密封方面

原因分析:盾尾刷密封裝置受偏心管片過度擠壓后產(chǎn)生塑性變形,在壓力作用下導(dǎo)致漿液滲漏;泥水盾構(gòu)停止掘進(jìn)時,土艙內(nèi)有泥水的壓力作用,管片組裝時很易導(dǎo)致盾尾后退,造成盾尾刷與管片間發(fā)生刷毛方向相反的運(yùn)動,使刷毛反卷,盾尾刷變形,密封性能下降而造成滲漏。

對策:1)嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)的糾偏量,盡量使管片四周的盾尾間隙均勻一致,減輕管片對盾尾刷的擠壓程度;2)控制盾構(gòu)姿態(tài),嚴(yán)格控制管片組裝時的千斤頂伸縮量,避免盾構(gòu)產(chǎn)生后退;3)在條件允許的情況下,可更換最里面一道盾尾刷,以保證盾尾刷的密封性。

⑤油脂方面

原因分析:在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中,盾尾刷與管片摩擦消耗的油脂與掘進(jìn)速度成正比,速度過快則注入盾尾的密封油脂在單位時間內(nèi)不能滿足其消耗量,若不及時調(diào)整油脂泵注脂率,則盾尾刷內(nèi)的油脂量和注入油脂的壓力不能及時密封盾尾,勢必造成盾尾刷的密封效果減弱,形成盾尾滲漏。

對策:1)采用優(yōu)質(zhì)盾尾油脂,增大耐負(fù)壓能力;2)采用正確方法補(bǔ)充油脂,并合理保養(yǎng)維護(hù);3)當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重滲漏或竄漿現(xiàn)象時,采用盾尾全艙處理法,并清除盾尾艙內(nèi)的雜物。

(來源:網(wǎng)絡(luò))

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