２０１８年第１４期７月下中国建筑防水ＣｈｉｎａＢｕｉｌｄｉｎｇＷａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ３９ＤＯｈｌ０．１５９０１／ｊ．ｃｎｋｉ．１００７－４９７ｘ．２０１８．１４．０１０地铁隧道初期支护渗漏水处理技术与施工李红军１一，陈森森１（１．南京康泰建筑灌浆科技有限公司，江苏南京２１００９３；２．中国地质大学，湖北武汉４３００１０）摘要：通过对乌鲁木齐市地铁ｌ号线隧道某区间初期支护渗漏水的原因进行分析，确定合理的堵水灌浆施工工艺和灌浆材料，利用水泥类材料灌浆和化学灌浆相结合的复合灌浆方法，较好地解决了地铁隧道初期支护渗漏水问题。该渗漏治理也对地铁隧道后期安全高效地铺设防水板材和隧道二衬支护施工有着十分重要的作用。关键词：地铁隧道；初期支护；渗漏水；复合灌浆文章编号：１００７—４９７Ｘ（２０１８）一１４—００３９—０５中图分类号：Ｕ４５；ＴＵ７６１．１＋Ｉ文献标志码：ＢＬｅａｋａｇｅＴｒｅａｔｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｕｂｗａｙＴｕｎｎｅｌＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＢｒａｃｉｎｇａｎｄＩｔｓＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＬｉ（１．ＮａｎｊｉｎｇＫａｎｇＴａｉＨｏｎｇｊｕｎｌ…，ＣｈｅｎＳｅｎｓｅｎ２１００９３，Ｃｈｉｎａ；ＢｕｉｌｄｉｎｇＧｒｏｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ．Ｈｕｂｅｉ４３００１０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｙａｎａｌｙｚｉｎｇｓｔｏｐｒｅａｓｏｎｓｆｏｒｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｂｒａｃｉｎｇｌｅａｋａｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆＵｒｕｍｃｈｉｓｕｂｗａｙｔｕｎｎｅｌｌｉｎｅａｎｄａｎｌ‘ｉｔｉｓｄｅｃｉｄｅｄｔｏｕｓｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｗａｔｅｒｇｒｏｕｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｇｒｏｕｔｉｎｇｗｉｔｈｃｅｍｅｎｔｉｓａｌｓｏｐｌａｙｃｈｅｍｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｂｉｎｅｄｇｒｏｕｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｕｓｌｅａｋｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｂｒａｃｉｎｇｗａｓｓｏｌｖｅｄ．Ｔｈｉｓｍａｔｅｒｉａｌｓａｔｌａｔｅｓｔａｇｅｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｓｗａｙｒｏｌｅｉｎｐａｖｉｎｇｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇｗｅｌｌａｓｔｕｎｎｅｌｓｅｃｏｎｄａｒｙｂｒａｃｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓａｆｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙｔｕｎｎｅｌ；ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｂｒａｃｉｎｇ；ｌｅａｋａｇｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｇｒｏｕｔｉｎｇｌ工程概况和工程地质条件街一农科院—平顶山一带。其工程地质条件为：１）河东岸工程地质条件变化大，宽度较小，由南梁新华书店至红旗路一线，基本为稳定的卵石层，其厚度不大，多在１０ｉｎ以内可见下伏的风化岩石；从大西门乌鲁木齐市地铁１号线为主骨架线路及主城南北向骨干线和全网基线，全长２７．６ｋｍ。全线共设车站２１座，共分１８个施工标段，区间采用矿山法和盾构法施工，车站采用明挖法、暗挖法和盖挖法施工。乌鲁木齐河东、西两岸发育程度不一，东岸至红山一带以北，因为岩石的构造隆起，已不见低阶地，其分界线大致由南梁新华书店一路一南门街心花园西侧红旗路一建设路一苹果巷一建工巷一红山路；西岸界线基本从长江路口一冷库一客运站一红十月收稿日期：２０１８—０５—３０作者简介：李红军，男，１９７５年生，高级工程师，主要从事岩土工程与地下空间方面研究，Ｅ—ｍａｉｌ：８３４２２５２５１＠ｑｑ．ＣＯｒｎ。至小西门，由于沉积环境的变化，不连续地分布有较厚的砂类土或粉土的沉积；到红山公园，卵石层逐渐变薄以至缺失。２）西岸低阶地工程地质条件较稳定，宽度较大，卵石（圆砾）层厚度较大，砂砾充填，中密一密实；局部地段如红十月至西北路段友好路以西，卵石（圆砾）层为粉土充填，其地基承载力特征值一般为３００～４００ｋＰａ。３）１９５０年代以来大量抽取地下水，其后的工程，如人防地道、深基坑施工，地下水位大幅度下降，水文地质条件也发生巨大变化，但局部靠近河中国建筑防水２０１８Ｎｏ．１４漫滩地带，仍有丰富地下水，施工排水十分困难。乌鲁木齐河为乌鲁木齐地区最大河流，流出山口而造成初期支护渗漏水、涌水。２）暗挖隧道区间初期支护采用挂网锚喷支护，设计的锚喷厚度为３０１３１１１，实际有些区域锚喷厚度达不到３０ｃｍ，薄弱环节易出现渗漏。后，形成宽阔的冲洪积扇，在医科大学往北，成扇形展开，东可达卡子湾，向西横跨北京路至阿勒泰路一带。其工程地质条件为：１）沉积物稳定，一般为厚度较大的卵石圆砾层，中密一密实，其地基承载力特征值一般为３００～４００ｋＰａ。２）个别地段，主要集中在冲洪积扇南端，上部分布厚度较大的粉土或湿陷性黄土状土。卵石圆砾层厚度较小，有的为７～８ｍ，其下为较坚硬的风化岩层。３）一般地下水位均在１０ｍ以下％３）喷射施工的混凝土中存有杂物，形成渗漏通道；混凝土结构中留有木楔、木板、木方、聚苯板、砖头、编织袋等杂物，也易造成渗漏。４）喷射混凝土没有按防水等级设计施工，在地下水压力较大的地方，由于抗渗标号低于相应水压，也会导致渗水现象出现。５）预留孔洞没有按防水要求处理也会形成渗漏地铁１号线施工区间穿越活动断裂、煤层采空区等不良地质体。北段以大卵石地层为主，水位较低，南段以砂岩泥岩为主，水位较高。２渗漏水的主要表现形式和危害通道。６）衬砌周围的天然水ｐＨ值超标对喷射混凝土具有一定的腐蚀性，常见的有碳酸性、酸盐性加镁盐性腐蚀川。３．２水文地质因素１）该暗挖隧道施工区间有一组南北向的断层穿过施工区间，断层较破脆，充填有沙砾岩、泥岩等断层角砾，含水，水的流向为自南向北，被东西向的暗挖隧乌鲁木齐市地铁１号线某施工标段，为地铁两车站区间的隧道主体工程，初期支护渗漏水严重，暗挖隧道和车站端头交接处、初期支护侧边底部（２ｍ高、３０ｍ长），均有渗水、涌水、喷水（图１）。道截断；该断层水在隧道的南边汇聚，造成在隧道锚喷支护的薄弱环节处涌水喷出。２）该处潜水面比隧道底板高２．５ｍ，造成隧道内外存在一定的水压力差，在初期支护施工前，围岩断层水在小导管灌浆堵水没处理好的地方，以后会在二衬结构如施工缝、结构缝等处以渗漏水的形式出现。４渗漏水治理的原则与目标崮１隧道初期支护渗ｊ扁现状４．１基本原则严重的渗漏水，如不加以治理控制，主要危害有：影响防水板铺设、二衬结构施工，造成施工降水、排水成本增加；使围岩失去稳定，尤其是砾石土层围岩类更容易失去稳定，长期下去会造成塌陷等施工事故。３渗漏水成因分析１）治理方案和施工要符合确保质量、技术先进、经济合理、安全适用的要求，要遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相济、因地制宜、综合治理”的原则。２）治理方案和施：ｒ：要采用经过试验、检测和鉴定并经实践检验质量可靠的新材料，行之有效的新技术、新工艺也应符合同家现行的相关强制性规范、标准规定。应符合环保要求，确保化学灌浆材料固结体无毒无污染。３．１工程施工因素１）暗挖隧道和车站端头交接处，在施工的时候，采用空芯砖砌筑后喷锚支护，水顺砖砌支护汇集，从２０１８Ｎｏ．１４李红军，等：地铁隧道初期支护渗漏水处理技术与施工４１３）对地铁初期支护的堵漏，可采用水泥基无收缩灌浆材料、水中不分散混凝土、丙烯酸盐化学灌浆材料、水泥快速固化剂等材料，固化速度和固结时间可以控制。４）通过选用合适的材料，使治理渗漏水与结构补强加固同步进行，将永久防水和补强加固有机结合【３】。４．２治理目标按照设计图纸要求：地铁初期支护等结构的防水等级为二级，不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于治理范围总防水面积的２１１０００，图２核心渗漏区域施工治理法高压化学灌浆封闭，灌浆料为ＨＰＵ一２２８加强型单组分油溶性聚氨酯，再配合采用聚合物防水砂浆，尤其是表面坑洼区域和微细裂隙渗水区域加厚涂抹，先初步封堵表面渗水通道，使灌浆时不漏浆。任意１００ｍ２防水面积上的湿渍面积不超过３处，单个湿渍的最大面积不大于０．２ｍ２。渗漏治理完成后，治理范围应达到上述设计要求。５渗漏水处理过程与工艺４）灌浆。先前预留的３２ｍｍ和２８ｍｍ型灌浆嘴对应不同的灌浆设备，３２ｍｍ型灌浆嘴采用华式螺杆灌浆泵灌浆，２８ｍｍ型灌浆嘴采用ＫＡＮＢＥＲ型灌浆机灌浆（图３）。华式螺杆泵拥有多线螺旋、折线螺旋、纳米抗磨、可调式定子、万向传动等多项先进技术，可以高压力灌注各种大浓度、高黏度、强磨损的流态及膏状浆液，从根本上保证浆液的水灰比、含砂量、泌水率、饱满度和密实度。灌浆压力在０．３～０．５ＭＰａ，不能超过１．０ＭＰａ。本次施工进行前，前期施工队伍已经对该隧道初期支护渗漏水采用水泥灌浆和水玻璃灌浆进行处理，效果不理想。本项目施工工期紧，加上是冬季施工，气温较低，施工难度较大，按照常规的堵漏方案，很难达到理想的效果。现场根据实际情况，不停摸索、试验，找到了一套行之有效的治理方案。１）先用清水和工具清理施工区域的表面，包括前期灌浆施工留下的预埋管件、塞堵的编织袋和土工布、容易松动的表面喷射混凝土等，使表面干净、结实、容易观察，便于后期施工。２）渗漏水较集中（涌水）的部位，采取安装排水管，排水管安装闸阀，并在闸阀上安装灌浆嘴，对涌水进行集中控制的方法处理。具体为：采用梅花型钻孔图３ＫＴ—ＫＡＮＢＥＲ型灌浆机法在施工区域钻孔，孑Ｌ间距２～３ｍ，钻孔直径２８～４０ｍｍ，孑Ｌ深ｏ．５～１．５ｍ，以钻透结构层、达到喷射混凝土灌浆顺序为先下后上、先两边后核心，将水逐步赶向核心渗漏水区域。最后通过在核心区域前面预留结构的背后为宜。然后安装３２ｍｍ或２８ｍｍ型灌浆嘴（视涌水大小），并在灌浆嘴上安装阀门。适当布置泄压孔、观测孔和补充灌浆孔，将无序渗漏水变成有序控水（图２）。３）对表面渗水部位，先进行浅层（３０ｃｍ深）针孑Ｌ的多个３２ｍｍ型灌浆嘴进行集中灌浆，采用人停机不停的倒班方式连续集中灌浆。灌浆料采用普通硅酸盐水泥，水灰比１：（１～３），浓度以现场能够压浆为宜，不宜太稀（１：２左右较为合适）。添加ＫＴ—ＢＹｌ２一ＩＡ型４２中国建筑防水２０１８ＮＯ．１４防冻预应力孔道压浆料或ＫＴ—ＢＹｌ２一ＶＩ型水中不分散高强灌浆料，可以改善灌浆料在低温下的预应力和凝固时间。具体的添加比例由现场施工温度、水压、灌浆设备等条件决定，由现场施工人员反复调试确定。但两种添加料不能同时添加，而且应和普通硅酸盐水泥搅拌均匀。５）然后采用针孔法对前期未处理掉的微细裂隙和少量渗漏水区域进行深层注浆、补强加固，具体办法是：采用针孑Ｌ斜侧钻孔法灌注低黏度耐水耐潮湿型改性环氧灌浆料。灌浆材料包括：ＫＴ—ＩＩ型丙烯酸盐，ＫＴ—ＮＳ丙乳胶，以及ＫＴ—ＣＳＳ一１８、ＫＴ—ＣＳＳ一７等改性环氧结构胶灌浆料，这些材料固化快、无溶剂、黏度低，并有良好的粘结强度，使裂缝处的衬砌混凝土恢复形成一个整体，可防止结构因震动扰动变形而重新出现渗漏和开裂。具体施工步骤如下：①清理：用钢丝刷清理表面，再用空压机将表面吹干净，检查、分析裂缝情况，确定钻孔位置、间距和深度；为提升灌浆效果，对裂缝表面切槽进行临时封堵。②钻孑Ｌ：使用大功率冲击电锤等钻孑Ｌ工具沿裂缝两侧交叉钻孑Ｌ，孔距２５～３０ｅｍ，钻头直径１０～１４ｍｍ，钻孔角度≤４５。，钻孔深度、＜２／３结构厚度。钻孑Ｌ必须穿过裂缝，但不得将结构打穿；钻孑Ｌ与裂缝的间距应≤１／２结构厚度。③洗缝：用空压机向灌浆嘴内吹风，将缝内细小粉尘吹洗干净。④埋嘴：在钻好的孑Ｌ内安装灌浆嘴（又称止水针头，有回止阀的结构），并用专用内六角扳手拧紧，使⑤灌浆：使用高压灌浆机向灌浆孔（嘴）内灌注环氧树脂浆料，从下向上或一侧向另一侧逐步灌注，当Ｓ，观测缝中出浆情况，再适当进行补灌。要反复多次补充灌浆，直到灌浆的压力变化比较平缓后才最终停止灌浆。⑥拆嘴：灌浆完毕，确认环氧树脂完全固化即可去掉外露的灌浆嘴。清理干净溢漏出的已固化的灌浆液。６）最后对施工表面进行清理，为二衬施工前铺设土工布和防水板施工提供条件。６本工程采用的主要化灌材料介绍１）耐低温耐潮湿低黏度改性环氧灌浆结构胶ＫＴ—ＣＳＳ耐低温耐潮湿低黏度改性环氧灌浆结构胶是一类双组分、无溶剂环氧化学灌浆材料，它具有高强度、低收缩、耐腐蚀、和混凝土及金属的粘结力强等特点，是一种可对混凝土和岩石进行补强加固的表１ＫＴ—ＣＳＳ改性环氧灌浆结构胶胶体性能项目指标胶体抗压强度／ＭＰａ＞８０胶体拉伸强度（常温２０～２８ｄ）／ＭＰａ＞５０伸长率／％２～２．７弹性模量／ＭＰａ２８００～３２００该产品特性是：对潮湿环境不敏感，可以在水中固化；黏度小，可以灌注０．１ｍｍ左右的缝隙；与溶剂型灌浆材料相比，其收缩率小；和混凝土的粘结强度高，一般都大于混凝土自身的抗拉强度，对金属构件表２ＫＴ—ＣＳＳ改性环氧灌浆结构胶粘结性能项目指标水中养护１４ｄ＞３．２混凝土粘结抗折强度／ＭＰａ水中养护２８ｄ＞６水中固化２０ｄ＞１２钢对钢拉伸剪切强度／ＭＰａ不带水固化２０ｄ＞２０水中固化２０ｄ＞３５钢对钢拉伸强度／ＭＰａ不带水固化２０ｄ＞４０２）单组分油溶性聚氨酯（Ｔ－ｇ－第４６页）灌浆材料。其性能指标见表１。也有很高的粘结强度（表２）。针头后的膨胀螺栓胀开，封闭裂缝表面，但保留观测孔和泄压出气孔。相邻孑Ｌ或裂缝表面观测孔开始出浆后，保持压力１０～３０中国建筑防水２０１８Ｎｏ．１４机场地坪混凝土修补工程、国防工业耐强冲击掩体涂层工程、极其严寒地区的防腐防水防护工程等。目前，中国境内单组分聚脲防水涂料产能产量约在每年３０００～６０００参考文献：［１】全国轻质装饰装修建筑材料标准化技术委员会．ＧＢ／Ｔ２３４４６－－２００９喷涂聚脲防水涂料［Ｓ］．北京：中国标准出版社．２００９．［２］北京城建科技促进会，北京市建材质量监督检验站．ＤＢｌＩ／Ｔ８５ｔ，并处于快速增长阶段。新标准的发布执行必将规范单组分聚脲的生产应用，利于提高防水工程质量。本文的目的是新标准发布之前，对标准中的一些指标进行说明，给广大的单组分聚脲生产企业和检测机构提供参考。具体技术内容以正式发布文件为准。１—２０１１聚脲弹性体防水涂层施工工艺技术规程【Ｓ】．［３］孙志恒，夏世法，付颖千，等．单组分聚脲在水利工程中的应用【Ｊ］．水利水电技术，２００９，４０（１）：７１—７２．（编辑：夏琴）取舢业舢业业扯．址业舢皿皿—址驰业舢舢驰皿“皿龇舢舢“舢４Ｌ皿龇““皿龇姒舢业姒址越４己舢皿舢“皿龇，Ｓ止（上接第４２页）单组分油溶性聚氨酯化学灌浆材料是由多元醇与异氰酸酯反应形成末端含有异氰酸根基团的一种化学灌浆材料。该材料遇水后立即反应产生气体，体积膨胀并生成一种不溶于水并具有一定强度的发泡体，不仅可以防水堵漏，更适合于加固补强。该产品特点是：黏度低，遇水迅速反应而固结、膨胀；对基层有很强的粘着力，韧性好、耐化学性能极佳；膨胀率大、不收缩，正常与水反应浆液可以形成１０～２０倍泡沫体，因而可以进一步充实空隙，起到防水堵漏的作用；由于浆液为单组分，使用起来比较方便，适用于单液型高压灌注机及其他机具；固结体无毒，与饮用水接触的区域亦可以使用。３）水中不分散强灌浆料ＫＴ—ＣＳＳ系列一ＩＩ型水中不分散强灌浆料主要应用于隧道、大坝、地下岩体的驱水后防水加固。使用时，将１００ｋｇ水中不分散强灌浆料与４０～５０ｋｇ水混合，在高速搅拌机（５００Ｌ，转速大于１０００抗压强度／ＭＰａ凝结时间终凝ｌｄ２８ｄ３６０ｄ５ｈ≥ｌＯ≥３０≥４０表３水中不分散强灌浆料技术指标项目初凝指标２ｈ１０ｍｉｎ采用水泥类材料灌浆和化学灌浆相结合对地铁隧道初期支护渗漏水进行处理的关键，是使无序的水变成可控的有序的水，宜选用合适的灌浆材料将其注入初期支护背后的存水空腔内，将水挤出，实现堵漏和加固。通过对乌鲁木齐市地铁１号线隧道某区间初期支护渗漏水采用水泥类材料灌浆＋化学灌浆的复合灌浆工艺，达到了设计要求，高效、快捷地完成了施工任务，可以为以后类似的工程渗漏水处理提供借鉴。参考文献：［１］ｒ／ｍｉｎ，线速赵新平．浅释鸟鲁木齐市中心城区岩土工程地质分区［Ｊ】．有色金属，２０１６（Ｓ１）：３７—４０．度１０～２０ｍ／ｓ）中搅拌均匀。然后用５ＭＰａ的压浆泵【２］陈小峰，朱旭．地铁隧道漏水原因分析及对策研究【Ｊ］．科学中国人，２０１６（２１）：３６．将浆体压进岩体、隧道顶部、酥松或有裂缝的混凝土。当与水接触时，浆体不分散，随着泵压力的加大，浆体逐渐把水挤到半径２０～５０ｍ以外。按１００ｋｇ［３】陈森森．震动扰动环境下隧道渗漏综合整治技术［Ｊ］．中国建筑防水，２０１３（８）：３９—４２．ＫＴ—ＣＳＳ系列一ＩＩ型水中不分散强灌浆【４】陈森森．城市地铁堵漏施工综合技术措施［ｃＷ第十六次全国化学灌浆学术交流会论文集，２０１６：３４４—３５１．料加水４５ｋｇ搅拌均匀后，灌浆料技术指标如表３。７结语（编辑：庞正其）
