摘要：某隧道区间于2003年建成使用，某处变形缝由于变形缝中埋式止水带功能失效，于2008年出现冒水、冒泥、冒沙现象，导致结构土体外水内渗流量增大。2015年3月~4月受几场大雨影响，外水内渗带入较大量的泥沙土（约有100袋）。隧道结构变形缝连接部位出现沉降错台，沉降量约2.0cm，通过综合治理，隧道结构沉降趋于稳定，保证了隧道结构的安全。
关键词：地铁；隧道；变形缝；漏水冒泥冒沙治理
1工程简介
1.1结构概况
某区间隧道为明挖法施工隧道，主体结构于2003年施工结束，2005年9月投入。区间隧道为混凝土双孔隧道，隧道净宽4.4m，净高5.16m，标准直线段边墙厚500mm，中隔墙厚300mm，顶板厚500mm，底板厚600mm，采用C30混凝土，垫层采用C15混凝土厚约150mm。
中心水沟设有在隧道内道床中，宽×深为55cm×20cm，两侧为钢筋混凝土道床，两侧道床分别宽约1.9m，整体道床内设φ14纵向钢筋，φ10横向钢筋，伸缩缝沿道床每12.5m设一条，道床厚度300 mm。
1.2 地质条件
（1）地质条件，该隧道处于长江滩涂沉淀地质，上层有素土、杂土、淤泥质土，下层有粉土、粉砂、细粉砂、中砂、粗砂及混砾石土层，该地质土体具有高含水性、高压缩性、低强度、极易变形的特性，沉积层最厚约30～40m。
（2）隧道范围内有潜水层和承压水层，粉土饱含地下水，但该层厚度小，分布不连续。上层为潜水层,下层为承压水层。
（3）地质分析
根据地质钻探孔J18、J19资料显示：
1）变形缝基土主要为-2b4淤泥层、-5d2-3粉砂层和-3C3粉土层。
-2b4淤泥层，层厚6～7m，饱和，流塑性，呈高压缩性，含水率ω:31.9～51.4%，塑性指数Ip:10.6～22.0。
-5d2-3粉砂层，松散，厚度变化大，含水率ω:23.0～43.4% 。
-3C3粉土层，流塑，高压缩性，透水性较好，含水率ω:25.1~39.4%，塑性指数Ip:6.0~12.0。由于强透水性使钻孔过程中极易产生软化、泥化，引起次生病害问题的土层。
2）该部地下水为浅层潜水和深层承压水，主要接受大气降水、沟、塘及秦淮河水补给。变形缝出现冒水、冒泥、冒沙时，极易将结构基土带走，淘蚀，形成脱空后出现沉降错台。
3）为确保地铁区间隧道的安全运行，急需对该部结构基土进行灌浆充填固结，控制外水内渗，稳定结构外基土。
1.3 该隧道现场病害
该隧道区间出现严重漏水、漏泥加砂，出现箱涵错台现象（如图1），对运营中的隧道产生极大地危害，所以务必及时处理整治。
图1 现场病害照片
1.4前期工作
1、土建专业和轨道专业的工作：土建是加强巡检做好隧道沉降监测工作，轨道是加强巡检，关注轨道几何尺寸变换、轨枕道钉等的变化。
2加固方案
2.1 侧墙、顶板底板变形缝漏水修复处理（封闭）
（1）、清理原变形槽内嵌缝材料采用旱强水泥封闭，要求压贴紧密。
（2）、距变形缝两侧100～150mm位置布注浆孔，孔径Ф32.孔深至结构外5～10cm，孔距400-500mm。
（3）、依孔序灌入水泥浆液，水灰比0.6：1，和EAA高渗透性亲水环氧，注浆压力0.3～0.4mpa。
（4）、待凝后清除变形缝槽口内旱强水泥，要求无浮尘，口平整。深度40～50mm。
（5）、对槽口内涂刷EAA界面剂要求均匀不漏空。
（6）、嵌入遇水膨胀止水条，要求压贴紧密。
（7）、嵌入单组份嵌缝膏，要求表面平整。详见图4与注。
2.2变形缝结构外基土充填固结灌浆：
1）、距结构边墙、中隔墙400～500mm位置依布孔图进行画线定位布钻孔位，混凝土结构段开孔孔径Ф75mm，孔距2.0m，钻孔孔深要求预留8～10cm结构混凝土，要求不能钻穿结构混凝土。钻孔要求开孔垂直度、误差控制在0.5%。钻孔如遇钢筋应重新开孔，废孔处理采用水泥沙浆预埋EAA注浆管后，待凝后进行灌浆注浆封孔处理。
2）、对钻孔进行清孔、要求无尘、无泥垢，安装孔口套管采用环氧注浆封埋孔口套管，并做好孔口封闭，套管安装露出混凝土底板面高度不能超出轨道面标高。
3）、依孔序进行自上而下钻孔，孔深至基土下4.7m，视钻孔成孔情况。调整钻孔深度，必须严格控制不能钻穿③—4e土层，将该部的承压水与浅层透水相通，产生施工过程的不良后果。
详见图2、图3与注
分段第一段第二段第三段
孔深m1.534.7
注浆压力MPa0.30.40.5
注：①注浆结束标准，可采用灌入浆量与注浆压力双控制，具体视施工作业情况及时间而定。②一共44个注浆孔，每个孔分三次，也就是三段注浆，钻孔深度和注浆压力见上表。上述根据地质报告制定的注浆深度。
4）、钻孔过程严格控制用水量和孔内冒沙泥浆，遇塌孔严重或成孔困难，即暂停钻孔进行封孔注浆。
5）、灌浆水泥浆，水灰比0.6:1～1:1，采用自上而下分段钻孔—扫孔—灌浆，达到施灌压力后稳压10min结束水泥灌浆。
6）、结构基底灌浆结束待凝后，将孔口套管露出混凝土的部分进行切除，并清除套管内水泥浆下150～200mm，采用Ф32mm钻孔至孔底800mm，埋管进行EAA环氧封底和管内封闭灌浆，灌浆压力0.3～0.4MPa，目的是加强防止处在混凝土段的孔的套管渗漏；
7）、施工过程严格做好接触网挂网措施，做好地铁隧道内设施的保护，同时采用水平仪做好隧道内灌浆过程的抬动监测，并做好监测记录。
（3）、注意事项
1）、钻孔过程中出现涌水、涌砂时，及时采用稳沙控水，待凝后采用相应的材料进行临封后再继续进行钻孔（材料是加入速凝的水泥浆和聚氨酯灌浆材料）。
2）、水泥灌浆应派专人严格监控灌浆压力，防止灌浆压力引起新的结构抬动，并做有效的卸压措施，灌浆结束应与监测沟通，随时掌握沉降抬起情况及时。
（7）、嵌入单组份嵌缝膏，要求表面平整。
详见图4与注。
图4隧道结构变形缝止水和槽缝口修复处理
注：
①结构侧墙混凝土厚500mm；
②结构中埋式止水带；
③结构变形缝漏水灌注水泥浆与EAA高渗透性亲水环氧注浆孔，孔径32mm，深550～600，孔距400～450mm；
④结构变形缝内嵌入椭圆形遇水膨胀止水带；
⑤结构变形缝口嵌单组份聚氨酯嵌缝膏，厚30mm。
2.3道床加固
（1） 道床与侧墙、中隔墙接触部位注浆封闭
（2） 道床与水沟接洽位的封闭注浆
（3） 整体道床注浆加固等（详细做法略）
3施工内容
3.1施工工程量
施工从时间2015年5月15日至2015年7月15日，共分了五个阶段施工。本次变形缝两侧结构外基土充填固结面积约2002，共布灌浆孔52个（排孔44个，变形缝底板两侧8个），加固基土深度3.5m。完成工程量见下表。
3.2施工流程：封闭结构渗水、冒砂部位→布孔→钻孔→安装孔口套管→依技术要求进行水泥灌浆→对变形缝口进行清理、注浆和嵌缝处理→对孔口套管进行水泥+EAA环氧复合灌浆封管
3.3施灌技术要求
（1）、安装灌浆套管，在布孔位上进行结构混凝土段钻孔，孔径Φ75mm，孔距2.0m，钻孔深度1.0m，钻孔垂直误差控制在0.5%。
（2）、安装孔口套管，要求控制在轨道标高界限以内，采用EAA环氧灌浆固封。
（3）、灌浆采用分孔序自上而下分段施灌，分段施灌孔段长与施灌压力如下
3.4施灌材料性能
施灌材料42.5R普硅水泥、稳定剂、减水剂、水灰比0.6：1
3.5施灌效果分析
A、B、C、D排各孔段（共3段）（未含E排8个孔）
灌注水泥量共115.35吨，水泥浆量184.56吨
水泥浆量：A排47.44吨，B排46.16吨，C排36.8吨，D排54.16吨。平均耗浆量， 第一段：3890.9kg/m，第二段：841.2kg/m，第三段：1038.5kg/m。
3.6本次结构基土充填固结灌浆特点
1) 受流失基土脱空影响，结构基底下第一段0.3m位置充填耗浆量较大。第一段是第二、第三段的4.6倍和3.7倍，说明在一定的压力作用下，达到了充填效果。
2) 中隔墙孔（B、C排）灌入量＜边墙孔（A、D排），说明水泥浆体充填至土体内，具有一定的挤密性，边墙孔灌入量。
3) 进行第一孔段灌注水泥浆时，浆液在各孔中都出现串浆充填，如A3孔施灌，A5、A7孔孔口有浆液返出，说明浆液在脱空部位充填固结。
4) 施工完成后，经历2015年6月2日特大暴雨和2015年6月底、7月份多次连续特大暴雨板变形缝未见出现原冒水、冒泥、冒砂情况。
5) 通过施工过程沉降监测，隧道结构沉降数据无较大变化，处于稳定范围值内。
6) B、D排钻孔至2.3～2.8m位置发现已触到②-3C3的粉土层中，孔口回水为粉红色。
3.7施工完成总量
1) 基土灌浆耗水泥136.00吨，耗水泥浆量217.60吨。
2) 变形缝结构右侧墙灌浆耗浆量1.25吨、左侧墙灌浆耗浆量1.35吨、顶拱灌浆耗浆量3.65吨，共计耗浆量6.25吨。
图5施工结束后隧道和伸缩缝
4施工总结
特殊地质条件下的伸缩缝冒水、冒泥和冒砂，结构沉降。采取注浆封堵伸缩缝和注浆加固相结合的处理，能够较好的解决上述难题。
论文作者:李小雷
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/23
标签：钻孔论文; 隧道论文; 结构论文; 注浆论文; 水泥浆论文; 套管论文; 变形缝论文; 《防护工程》2017年第16期论文;