地铁运营期间隧道道床冒浆病害分析及整治浅谈

2022-10-19

1 工程概况

广州地铁一隧道区段整体道床运营5年多后出现了不同程度的道床冒浆、水沟开裂等现象, 主要表现为:水沟内无流水, 水已从水沟底部破损砼内渗流到道床底部, 水沟内存在离散砼颗粒及细砂, 整体道床底部已与仰拱全部剥离, 水沟与道床施工缝出间断性出现返砂、冒泥, 道床面分布不规则间距的横向裂缝, 部分裂缝及变形缝出现较严重的翻浆冒泥。

2 运营期道床冒浆原因分析

此次整治区段病害的主要形成原因是:水沟施工质量存在问题, 运营期间列车振动的影响使其加速出现严重开裂, 水沟里的水由开裂部位、松散砂浆侵蚀道床;另外二衬仰拱的渗漏水也是侵蚀道床与二衬界面的主要水体之一。同时在列车振动下, 道床底板与仰拱出现剥离、界面磨耗, 侵蚀道床的渗漏水促使道床与仰拱振动研磨成泥浆及沉淀出细砂, 最后在列车运行过时, 从道床、水沟面的各种缝隙返出, 形成冒浆现象, 造成整体道床脱空。经历了长期的列车运行, 冒浆现象则愈发严重、加剧。

3 运营期间道床冒浆整治措施

3.1 破损水沟的修复

(1) 对破损的部位进行清凿, 回填混凝土修复, 水泥砂浆找平找坡。

(2) 采用水泥-环氧材料进行复合注浆, 以解决砼在未完全胶凝条件下能承受列车运行时的振动避免受破坏, 同时进一步充填不密实部位。

(3) 施灌压力, 视充填的致密度, 一般控制在0.5MPa, 重复注浆2次以上。

3.2 水沟与道床、二衬接缝的封闭

(1) 沿水沟外侧与隧道壁接缝和水沟与道床接缝开槽、钻孔、清孔、清槽, 早强水泥封闭、埋注浆管。

(2) 先进行化学注浆, 如不起压时应改用水泥注浆进行充填注浆, 注浆压力一般在0.2MPa以下, 达到压力后继续采用化学注浆, 注浆压力一般控制在0.5MPa。

3.3 道床横向裂缝处理

(1) 沿缝钻骑缝孔, 清洗孔壁和基面, 用早强水泥埋管。

(2) 依孔序注化学浆, 压力0.6MPa~0.8MPa, 要求两次以上重复注浆, 。对于注浆量大且不起压时, 可先进行水泥注浆, 压力达到0.2MPa后必须进行化学注浆。

3.4 道床加固处理

(1) 梅花型布孔, 孔位于两轨枕之间, 孔径32mm, 孔距55cm~60cm, 孔深入二衬砼15cm~20cm, 要求清孔, 采用早强水泥封孔埋管。

(2) 直接注化学浆, 如不起压, 方进行水泥注浆, 注浆压力应控制在0.2Mpa。

(1.整体道床;2.回填层;3.二衬;4.喷射砼支护层;5.水沟;6.水沟外侧与二衬砼接缝封闭注浆处理;7.水沟内封闭处理;8.水沟边与道床间接缝封闭注浆)

(3) 水泥注浆完毕, 注化学注浆, 一般压力0.6MPa~0.8MPa, 达到注浆压力后恒压要求至少5分钟。

(4) 注化学浆时如发现压力未能达到要求或进浆量突变增大时可先用水泥注浆, 如出现串浆、冒浆, 应对串、冒部位进行处理后重复注浆, 水泥注浆压力一般达到0.2MPa后必须改用化学注浆。

4 施工监测方法

由于是在运营期进行灌浆整治, 考虑到灌浆可能将道床局部抬起, 引起轨道尺寸超限, 影响第二天运营, 需进行实时监控, 在道床注浆时进行沉降、轨道几何尺寸测量。

(1) 基准点的布置:从初始施工段开始每隔50米将钢筋埋入隧道侧墙, 钢筋头露出1cm~2cm, 以此作为基准点。基准记为:T1、T2、T3、……Tn。

(2) 监测点的布置:从初始施工段开始在单侧钢轨上进行10米划标。监测点记为:G1、G2、G3……Gm。

(3) 监测工作分注浆前、注浆中、注浆后三个过程进行, 每50米作为一个监测段。

(4) 注浆施工和持压过程中若发现道床抬升超过1mm, 应立即泄压并调整注浆压力, 重新注浆。

(5) 同时安排线路专业人员对施工段的线路进行注浆前、注浆中、注浆后的检查, 包括轨距、水平、高低情况, 并做好记录, 发现线路监测超限应立即泄压, 重新注浆。

5 施工效果评价

5.1 芯体检查施工效果

现场对加固段道床进行抽芯检查, 芯体合格率高达91%, 不合格主要原因是空隙处不进浆或只进水泥浆。从合格芯体的界面可看出, 剥离面环氧填充饱满, 且密室度很高, 从微观个体上说明整治效果良好, 达到了加固道床, 延缓冒浆的目的。

(1.整体道床;2.道床注浆I序孔, 孔径φ32cm, 孔距55cm~60cm, 孔深入二衬砼15cm~20cm;3.道床注浆II序孔, 孔径φ32cm, 孔距55~60cm, 孔深入二衬砼15~20cm;4.轨道;5.道床外侧)

5.2 整体施工效果

工程完工后经过一年多时间的运营, 整治段的道床状况良好, 各接缝严密结实, 道床、水沟面未出现冒浆的现象;水沟排水正常, 未出现新的破损、开裂情况。从宏观整体看, 此次施工做到了修复水沟, 加固道床, 保证隧道水体疏排顺畅, 缓解各种渗漏水侵蚀道床与二衬结合面的良好效果, 达到了预期的目的。

从安全上, 此次道床整治在一定时期内消除了作为轨道载体的道床由于出现不良状态而给运营行车带来的隐患, 及时降低了运营的安全风险。

从经济上, 道床整治取得良好的效果, 其获得的经济利益是多赢的。

从技术上, 此次整治为城市地铁今后的道床病害处理积累了宝贵的施工、技术、管理经验, 是一笔不可多得的工程财富。

6 意见及建议

(1) 通过对道床的病害分析认为:要有力地控制道床的病害发生速度, 有效地提高道床的使用寿命, 需严格控制好水沟和二衬仰拱部位防水工艺的施工质量, 防止水体对道床的侵蚀。对于每次整治, 必定会在一定程度上破坏结构的整体性, 重视施工质量能有效地降低道床重复整治的频率, 减少因整治时对道床钻孔、切断钢筋而造成结构的损伤。

(2) 运营期, 应对病害发生集中、范围大的区段进行加强巡检观察、跟踪监控, 同时进行定期的沉降监测。

摘要：通过对广州地铁一隧道区段在运营期进行整体道床整治, 对涉及的施工工艺、施工效果、运营安全和施工配合等问题进行分析总结, 为同类的施工提供借鉴及参考。

关键词：隧道,整体道床,整治