盾構隧道滲漏水分析及處理方案

2021-10-31 19:31:43 字數 4217 閱讀 8306

根據現有施工條件和工期計畫,湖~新區間盾構先後從新河街站左、右線始發,湖北大學站接收。

二、隧道所經過的地質狀況

1、徐~湖區間工程地質概況

本區間場地上部由近代人工填土層(qml)、湖積(ql)淤泥質粉質粘土及第四系全新統衝洪積(q4al+pl)一般粘性土及砂性土組成;下伏基岩部分為白堊-下第三系東湖群(k-e)泥質粉砂岩、泥質粗砂岩及礫岩(第15單元層),部分為志留系(s2f)泥岩、砂岩(第20單元層)。左右線洞身穿越地層有所不同,左線洞身主要從(4-2)細砂、(4-1)粉細砂、(3-5)粉質粘土、粉土、粉砂(3-4)粉質粘土夾粉土、(3-2)粘土等土層穿過。右線洞身主要從(4-2)細砂、(4-1)粉細砂、(3-5)粉質粘土、粉土、粉砂、(3-2)粘土等土層穿過。

具體各層土性質如下:

(1-1)雜填土該層土結構不均、土質鬆散,堆積時間一般大於10年,該層沿線普遍分布。勘探孔揭露層厚0.80~5.70m。3-1a

(3-1a)黏土:軟塑~可塑狀態。幹強度高,韌性高。

高壓縮性土。該層沿線普遍分布,勘探孔揭露層厚1.00~9.

10m,層頂埋深0.80~5.70m。

(3-1)黏土:褐黃色,飽和,可塑狀態。幹強度高,韌性高。

中偏高壓縮性土。該層沿線普遍分布,勘探孔揭露層厚1.20~7.

70m,層頂埋深3.00~12.00m。

(3-3)淤泥質黏土(q4al+pl):褐灰色,飽和,流塑狀態,區域性軟塑。含有機質、腐殖物及少量雲母片,區域性夾薄層粉土。

幹強度中等,韌性中等。高壓縮性土。該層沿線普遍分布,勘探孔揭露層厚1.

50~10.10m,層頂埋深6.20~13.

50m。

(3-4)粉質黏土夾粉土(q4al+pl):褐灰色,飽和。粉質黏土以可塑為主,區域性軟塑。

粉土呈稍密狀態。含有機質、腐殖物,區域性夾淤泥質土。高壓縮性土。

該層沿線普遍分布,勘探孔揭露層厚1.20~8.20m,層頂埋深11.

10~18.50m。

(3-5)粉質黏土、粉土、粉砂互層(q4al+pl):灰褐色,飽和。粉質黏土呈軟塑~可塑狀態。

粉土、粉砂呈稍密~中密狀態。高壓縮性土。該層沿線區域性分布,勘探孔揭露層厚1.

00~5.80m,層頂埋深15.60~21.

50m。

表1 土的物理力學引數建議值

2、 湖~新區間工程地質概況

本區段為河流堆積平原,相當於長江ⅰ級階地,地勢平坦,地層岩性與徐家棚站~湖北大學站區間基本一致。本區間始發段盾構穿越地層為(3-1)黏土、(3-3)淤泥質黏土、(3-4)粉質黏土夾粉土。具體各層土性質如下:

(1-1)雜填土該層土結構不均、土質鬆散,堆積時間一般大於10年,該層沿線普遍分布。勘探孔揭露層厚0.80~5.70m。3-1a

(3-1a)黏土:軟塑~可塑狀態。幹強度高,韌性高。

高壓縮性土。該層沿線普遍分布,勘探孔揭露層厚1.00~9.

10m,層頂埋深0.80~5.70m。

(3-1)黏土:褐黃色,飽和,可塑狀態。幹強度高,韌性高。

中偏高壓縮性土。該層沿線普遍分布,勘探孔揭露層厚1.20~7.

70m,層頂埋深3.00~12.00m。

(3-3)淤泥質黏土(q4al+pl):褐灰色,飽和,流塑狀態,區域性軟塑。含有機質、腐殖物及少量雲母片,區域性夾薄層粉土。

幹強度中等,韌性中等。高壓縮性土。該層沿線普遍分布,勘探孔揭露層厚1.

50~10.10m,層頂埋深6.20~13.

50m。

(3-4)粉質黏土夾粉土(q4al+pl):褐灰色,飽和。粉質黏土以可塑為主,區域性軟塑。

粉土呈稍密狀態。含有機質、腐殖物,區域性夾淤泥質土。高壓縮性土。

該層沿線普遍分布,勘探孔揭露層厚1.20~8.20m,層頂埋深11.

10~18.50m。

(3-5)粉質黏土、粉土、粉砂互層(q4al+pl):灰褐色,飽和。粉質黏土呈軟塑~可塑狀態。

粉土、粉砂呈稍密~中密狀態。高壓縮性土。該層沿線區域性分布,勘探孔揭露層厚1.

00~5.80m,層頂埋深15.60~21.

50m。

3、 水文地質概況

勘察場區地下水按賦存條件,可分為上部滯水、孔隙承壓水和基岩裂隙水三種型別。

(1)、上層滯水分布於場地人工填土層中或淺部暗埋原溝塘處,主要接受地表排水與大氣降水的補給,另外老城區中較早的汙水管渠及供水管的滲漏亦是其重要的補給源,上層滯水因其含水層物質成份、密實度、透水性、厚度等不均一性而導致水量大小不一,水位不連續,無統一自由水面。勘察期間測得場地上層滯水初見水位埋深2.00~3.

50m,相對於絕對標高17.55~21.02m;穩定水位埋深1.

50~3.90m,相對於絕對標高18.26~21.

47m。

(2)、孔隙承壓水主要賦存於(4)單元砂性土中,上覆黏性土及下伏基岩為相對隔水層頂板、底板。含水層厚度一般為20~40m,含水層滲透性一般隨深度遞增,主要接受側向地下水的補給及向側向排洩,與長江水水力聯絡密切,呈互補關係,地下水位季節性變化規律明顯,水量較為豐富。長期觀測結果表明,武昌地區長江ⅰ級階地承壓水測壓水頭標高最高為20.

0m左右,承壓水頭標高年變化幅度在3.0~4.0m之間。

(3)、基岩裂隙水主要賦存於下伏(20)單元基岩裂隙帶中,補給方式主要為上覆含水層下滲補給。基岩裂隙水與承壓水呈連通關係。

4、氣候情況

武漢地處我國東部沿海向內陸過渡地帶,地處中緯度,屬**帶濕潤性東南季風氣候區。具有冬寒夏暖、春溼秋旱、夏季多雨、冬季少雪、四季分明的特徵。年平均氣溫為16.

7℃,7月平均氣溫高達28.9℃,1月僅3.5℃。

夏季氣溫高,35℃以上氣溫天數為40天左右,極端最高氣溫41.3℃,極端最低氣溫-18.1℃,武漢日均溫≥10℃持續期達235天,年平均無霜期240天。

一年四季分配也以夏季最長,達135天,冬季次之,為110天,具有冬夏漫長而春秋短促的顯著特點。武漢地區降水充沛,多年平均降水量1284.0mm,降雨集中在4~9月,年平均蒸發量為1391.

7mm,絕對濕度年平均16.4毫巴,年平均相對濕度75.7%,濕度係數ψw=0.

903,本地區大氣影響深度da=3.0公尺,大氣影響急劇深度為1.35公尺。

三、滲漏水情況說明

盾構管片滲漏水的幾種形式如下:

圖1 環縫滲漏圖2 縱縫滲漏

圖3 管片螺栓處滲漏圖4 吊裝孔滲漏

1、原因分析

根據現場記錄和現場觀察總結,其分析造成滲漏的可能原因如下:

1.1管片自身質量缺陷

在管片生產過程中,設定密封墊的溝槽部位混凝土不密實有水泡、氣泡等缺陷,管片拼裝完成後,水從繞過密封墊,從水泡、氣泡孔處滲漏進來。

1.2管片止水條脫落

在拼裝過程中,管片發生了碰撞,使止水條脫落或斷裂,使密封墊沒有形成閉合的防水圈。

1.3管片襯背注漿不飽滿

管片襯背注漿不飽滿,若管片密封條貼合不密實,管片頂部積水,使密封墊壓實比較薄弱的地方產生滲漏。

1.4盾構與管片的姿態不好

盾構與管片的姿態不好,影響到管片的拼裝質量,造成管片間錯位,相鄰管片止水帶不能正常吻合壓緊,從而引起漏水;

1.5掘進過程中推力不均勻

掘進過程中推力不均勻造成管片受力不均勻而產生裂紋、貫穿性斷裂等而滲漏水;在掘進困難時推力過大也會造成管片產生裂紋而滲漏水。

1.6管片拼裝質量控制不嚴格

管片存在泥土等雜物未清理導致拼裝出現空隙形成漏水;拼裝k塊時,k塊密封條損壞,造成滲漏水;管片螺栓緊固不到位,造成管片防水沒有壓實造成滲水,或管片螺栓緊固過早,導致管片整體未壓實。

1.7轉彎處轉彎環選型不準確

在水平方向上存在曲線的路線上,曲線內徑與外徑所存在的長度差即是管片左右側存在的楔形總量,如果轉彎環拼裝數量不足或過多,造成管片楔形總量少於或超過曲線內外徑實際差值,就會造成管片間隙,使相鄰管片止水帶不能正常吻合壓緊,從而引起漏水。

1.8盾構前進反力不足

盾構前進反力不足,易導致管片接縫不嚴,致使管片滲漏。此種狀態主要出現在始發及到達掘高階段,正面無土壓力或土壓力較小情況下,盾構前進阻力所提供的反力遠小於管片止水膠條所需的擠壓力,從而易產生因反力不足而導致管片止水膠條擠壓不實,影響管片止水條的防水效能,造成管片接縫滲漏。

1.9管片上浮或側移,管片與隧道初支間空隙較大且不均勻,注漿時操作難度大,而且填充效果差,從而導致頂部回填注漿難以密實,極易發生管片上浮或側移,造成管片破損,引起管片滲漏。

2、預防措施

1.1針對管片存在的水泡、氣泡等缺陷問題,加強生產控制、出場驗收和進場驗收。管片生產過程中安排專人駐廠質量把關,把缺陷控制在源頭;出廠時對管片再次驗收,及時對存在的不可避免的缺陷進行修復,同時注意吊裝過程中對管片的損傷。

進場管片嚴格把關,同時會同監理共同驗收,實現管片「零缺陷」。

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