运营期地铁隧道底板结构渗漏水治理技术

运营期地铁隧道底板结构渗漏水治理技术

岳达

天津津铁城市轨道交通工程有限公司 天津市 300010

摘要：随着社会现代化的不断发展，城市轨道交通规模也不断扩大，越来越多的市民选择地铁方式出行，市民的选择对地铁的安全运营提出了更高要求。由于地铁车站多数设置于地下，地铁隧道底板结构渗漏水是地铁运营一直难以解决的问题。鉴于此，本文主要分析运营期地铁隧道底板结构渗漏水治理技术。

关键词：运营期地铁；地铁隧道；底板结构

1、引言

由于运营期对轨道的精度变化极敏感，因此对隧道底板结构直接进行注浆治理难度大、风险高，实际操作的案例少，但底板渗漏水问题长期不处理，运营线路将存在严重的安全隐患和大幅增加维护成本等问题。

2、运营期地铁隧道底板结构渗漏原因分析

2.1、隧道初期支护渗漏水原因分析

（1）隧道初期支护渗漏水原因分析暗挖隧道开挖过程中，多次揭露出局部破碎角砾岩和破碎带，其基岩裂隙发育极破碎且裂隙连通性强，与地层基岩裂隙水连通，常伴流水情况出现，说明基岩中存在较丰富裂隙水，且根据季节性变化。

（2）初期支护施工时，由于施工工期、施工环境、施工机械设备、施工方法及操作人员技术水平影响初支的质量，如喷射不饱满不密实、空隙空洞、裂缝、预留铁管件、接缝位置处理等质量缺陷未及时进行处理或未处理到位，存在渗水通道。

（3）隧道施工时按照规范规定要求，开挖、初期支护、二次衬砌同步推进施工，由于隧道未全部封闭，整个隧道外水压水位未上升，局部存在质量缺陷或流水通道很难被发现并处理。

2.2、隧道全包式防水渗漏水原因分析

（1）暗挖隧道采用全包式防水设计，施作前应保证初期支护层表面没有滴漏现象，根据研究表明全包式防水在很多条件下在技术上并不可行，尤其是隧底部分，因此仰拱初期支护层表面渗漏水难以避免和处理，在仰拱防水板隔水层施工完成后，初期支护喷混层的渗漏水在防水板下汇聚，形成积水层和若干积水囊，仰拱衬砌完成的时间越长，汇集的水越多，使仰拱衬砌与初期支护层间无法密贴，导致底板下脱空或空洞，形成地下水串流通道。

（2）在施工防水层时，防水层一般采用焊接且焊缝多，难免出现漏焊、少焊、焊缝宽度不够及焊接不到位现象；同时基层尖锐物处理不到位或在其它工序时碰触，导致防水层破损、裂开、脱焊等质量缺陷；挂设防水板时预留伸缩量不足在浇注混凝土时被挤破或胀裂等现象，以上原因均会使防水层存在渗流水通道。

3、运营期地铁隧道底板结构渗漏水治理技术

3.1、注浆材料的选择

注浆堵漏技术原理简单，现场施工操作性强，注浆材料可选择性广、适用性强，但采用该方式进行渗漏水治理时，常出现久治不愈的现象，分析其主要原因一般是注浆材料选择不当，施工质量不佳。目前，注浆材料主要分为无机材料、有机高分子材料。传统的无机材料包括水泥、水玻璃、粘土等。有机高分子材料主要有聚氨酯类、环氧树脂类、丙烯酰胺类等。常用的注浆材料包括水泥材料、水泥–水玻璃材料、改性环氧材料、水溶性聚氨酯材料、丙烯盐酸材料。根据现场实际情况并结合注浆材料特点，决定采用丙烯盐酸作为主要注浆堵漏材料治理渗漏水。

3.2、注浆孔布置方式

根据现场勘察情况，依据渗水方式、渗水位置的不同，可将渗水类型大致分为3种类型。（1）底板渗水呈点状，即只有一个渗水点。（2）底板渗水呈线状，即裂缝渗水，且裂缝与墙体的距离大于200 mm。（3）底板渗水为裂缝渗水，且裂缝与墙体的距离不大于200 mm，结合渗水方式、渗水位置的不同分别采用不同的注浆孔布置方式进行注浆堵漏。当底板渗水为点渗时，直接在渗水位置进行钻孔，注浆孔垂直于水平工作面，注浆孔直径为20 mm，注浆孔深度约为550 mm。

当渗水为裂缝渗水，且裂缝与墙体的距离大于200 mm时，注浆孔分别布置在裂缝两侧，距离裂缝200 mm，孔与孔间距400 mm，注浆孔方向与水平线呈70°夹角，直径为20 mm，深度约为550 mm。

当渗水位置为裂缝渗水，且裂缝位置距离墙体距离L不大于200 mm时，注浆孔布置在裂缝一侧，距离裂缝100 mm，孔与孔间距400 mm，注浆孔方向与水平线呈70°夹角，直径20 mm，深度约为550 mm。

3.3、注浆孔口管安装

注浆孔采用水磨钻钻孔，孔径φ50，深度以刚好钻穿透防水板进入初支层3~5 cm时为宜，成孔后先释放水压一段时间，待水头稳定后进行清孔，再安装注浆管。特制的注浆管孔口管由带倒锯齿状φ42~48变径止浆管（长度40 cm，内置φ25注浆孔）、φ25无缝钢管及球阀、四通等配件组成。止浆管与隧道底板（仰拱结构段）通过缠绕亚麻固定，上部无缝钢管通过丝扣连接。注浆管安装时，其孔口管仅须固定在仰拱结构段，防止浆液倒流至道床与仰拱之间缝隙，避免道床上浮。安装完成后关闭球阀，检查孔口管固定牢固情况与止浆塞处密封效果，如有松动或漏水则需检查原因重新下管或采用加固封堵措施，防止注浆时漏浆泄压。

3.4、注浆孔压水连通性检验

注浆孔布置完成后应先进行压水检验，主要检验注浆孔的可注性和连通性，确定相临或相近的孔具有连通性后，方可对此孔进行注浆，否则此孔不应注浆。如孔不具备连通性，注浆时，短时间内压力会聚增，可能会引起道床上浮。操作方法：

（1）把所有注浆孔进行编号分组，关闭所有球阀。

（2）按分组进行压水，压水压力小于0.35 MPa，打开相临两孔，如2号孔和1号孔，从2号孔进行压水，观察1号孔水头变化情况；关闭1号口，打开3号孔，从2号孔进行压水，观察3号孔水头变化情况，依此类推，过程做好详细记录。

（3）连通性判断：相临两孔压水时，另一孔水流变大，则判断为连通；水流明显变大，则判断连通性较好，可注性好；如另一孔无明显变化或变化较少时，则连通性差，把所有孔连通性进行详细记录在布孔图上，为下一步注浆提供依据。

3.5、注浆

按照各孔压水连通性情况进行注浆，注浆孔应优先选择中间位置孔位，因注浆扩散范围大，可注性相对侧边孔较好。对连通性差的孔位，不进行注浆，在注浆完成后直接进行单孔封孔处理。注浆总体原则：（1）注浆顺序应从隧道低处向高处缓慢连续注浆；（2）注浆压力控制值应不超过0.35 MPa，流量不超过40 L/min；除特殊情况外，同孔注浆应连续不间断注浆。

操作方法：（1）打开相临两组孔所有球阀，浆液由稀到浓进行灌注，压力由小变大；（2）当压力未达到控制值时，流量最大控制在40 L/min，连续灌注，至周边孔冒浓浆1~2 min关闭此孔球阀，仅2孔时，暂停注浆待浆液沉置3~5 min，再重复2~3次则停止注浆；（3）当压力达到控制值时，流量未变小的情况下，则稳压连续灌注，同时观察周边孔冒浆情况，如冒浆则按步骤（2）处理；如不冒浆，则连续灌注直至步骤（2）的情况出现。（4）当压力达到控制值时，流量逐渐变小情况下，则稳压连续灌注直到流量低于10 L/min时，稳压灌注3~5 min，暂停注浆待浆液沉置3~5 min，再重复2~3次，流量仍低于10 L/min时，则停止注浆。（5）注浆完成4 h后，采用液压顶升装置，把注浆管缓慢匀速拔出，再采用HPG-A无收缩自流密实水泥基高强灌浆料进行封堵注浆孔，封堵密实。

4、结束语

随着中国城市轨道交通建设的快速发展，运营过程中出现了各类质量缺陷问题，给运营安全和维保工作带来巨大压力。由于长期受地下水的侵蚀和渗透作用，地铁隧道和车站结构的底板渗漏水问题是地铁工程中常见的病害，在运营期危害大，处理时间短、工序多、沉降控制要求严及组织难度大，对行车及设备运行造成安全隐患。由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。

参考文献：

[1]黄素,王承科,左建敏等.运营期地铁隧道底板结构渗漏水治理技术[J].广东土木与建筑,2022,29(10):63-67.

[2]曹琛,马晋.建筑结构底板施工对下方地铁隧道的影响分析[J].建筑施工,2019,41(11):2086-2088.

[3]许振刚,范小周.上跨地铁隧道的大跨度底板设计分析[J].广东土木与建筑,2018,25(01):41-43.