盾构隧道管片破损及管片渗漏水是盾构施工中的主要问题,有效修补破损管片及防渗漏能保障施工稳定、降低工程费用。周俊宏等构建盾构隧道破损管片的受力模型,分析了管片的破损规律,提供了管片修补理论依据;迟家凤研究了盾构施工过程中管片破损修补技术;毋海军研究了灰岩层中盾构隧道管片破损修补技术;张兴旷从主观因素和客观因素出发,分析了盾构隧道管片渗漏水原因,研究了盾构隧道管片的常用防水方法;史清华等研究了盾构隧道管片接缝处防水技术;谢宏明等研究了盾构隧道管片环缝堵漏技术;曾格华等探讨了盾构隧道管片拼装对盾构隧道防水性能的影响。因此,本文以长沙轨道交通5号线毛竹塘站至板塘冲站区间为背景,研究了泥质粉砂岩层中盾构隧道管片修补及防渗漏技术。
工程中管片破损情况主要有:部分管片在运输过程中出现破损情况;进场验收后至管片吊装下井拼装前破损;拼装后破损;剥落;使用过程中出现开裂(大于0.2 mm宽的非贯穿性裂缝)。
通过对实际施工中管片破损原因的统计,总结出破损的原因主要有以下4点:管片厂生产成品不合格,边、角以及密封圈等关键部位有缺损,管片表面有裂纹或气泡等;工作人员在安装管片时操作不当,造成孔位砼崩裂,致使管片出现破损;盾构机在掘进时,由于在盾构机姿态的调整等因素的影响,导致管片在环面上出现受力不均或应力过于集中等复杂的受力情况,使管片局部被压碎,出现拉裂、崩角等外观缺陷。
盾构隧道管片渗漏水主要发生在管片拼接缝处、管片螺栓孔处以及管片吊装孔处。管片渗漏水的主要原因有:管片本身防水性能差管片拼装错台过大,尤其是成型管片在脱出盾尾后发生较大错台变形;管片止水条粘贴不牢固;二次注浆压力过大,使管片出现开裂、变形等情况;注浆不充分,未完全封堵管片间缝隙。
3 管片修补
本次工程管片修补工艺如下:
用搅拌均匀的砂浆披刮清理干净的破损部位,按实际情况采用披刮和模筑、免振捣工艺进行。对管片进行披刮时,要压实修补浆液,确保管片修补表面顺滑。破损严重的管片需进行二次披刮;部分潮湿部位的破损位置,需使用吹风机降低其表面湿度后再进行修补。
3.2 管片堵漏
(2)选择处理方案。根据现场不同的渗漏水部位,制定相应修补措施。管片拼接缝采用压力注浆的方法;管片表面小面积部位一般可采用注环氧树脂方法达到堵漏效果;;管片注浆孔、螺栓孔则采用灌注化学浆液的方法进行堵漏;
(3)清理管片渗漏位置。使用钢丝刷清理管片环纵缝渗漏水位置的杂物,处理后标上记号,确保无杂质;对于管片螺栓渗漏水部位清理,在清除螺栓孔中的泥垢、锈迹等杂质后,在螺栓孔的一端出口塞入阻塞球,并将小铝管从另一端出口插入;
(5)渗漏水治理。管片渗漏水主要采取注浆方法进行堵漏。管片拼缝渗漏处需注入环氧树脂化学注浆液,注浆压力最小为0.2 MPa,最大为0.4 MPa,浆液注入达到浆嘴时,停止注浆,等待浆液凝固;对于螺栓孔处堵漏措施,一般更换损坏的遇水膨胀止水圈即可,若还存在渗漏则压注环氧树脂灌浆材料止水;
(7)表面修饰及整平。渗漏部位修补后,需等待3~7 d,浆液凝固后拆卸注浆管,并清理管片修补部位的杂质;
(8)清理及复原。对渗漏管片修补后,重新清理管片表面杂物,保证修补管片与原管片的外观保持一致。
通过目测、手触和尺量等方法检查管片修补面平整度、修补面色差、管片尺寸等外观情况,若修补后管片外观与原管片保持基本一致,则视为修补合格。对于关键部位,例如管片破损严重区段,需进行强度检测。即在管片修补过程中,对每一处修补的砂浆施作同条件养护的试块。强度回弹按环进行,每环抽取一处的试块进行强度回弹检测,记录检测数据,对不合格处重新修补或替换管片。
4 结论