導航：安全管理網>> 安全論文>> 建筑安全論文>>正文

軟土地層中地鐵隧道透水事故處理及修復工藝

文檔作者：曲騰飛1，王媛2 文檔來源： 1．天津市地下鐵道集團有限公司 2．天津渤海職業(yè)技術學院		點擊數：	更新時間： 2025年05月11日
下載地址：點擊這里	文件大?。?2.41 MB 共5頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共5頁]

本文件共5頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?.41 MB 共5頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

上一篇：軟土地區(qū)樁基施工對緊鄰運營地鐵隧道的位…

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

都市快軌交通·第30卷第1期2017年2月
doi：10．3969／j．issn．1672—6073．2017．01．017
《土建技術●
軟土地層中地鐵隧道
透水事故處理及修復工藝
曲騰飛1，王媛2
(1．天津市地下鐵道集團有限公司，天津300000；2．天津渤海職業(yè)技術學院，天津300000)
摘要：依據某市軟土地層中地鐵隧道透水事故發(fā)生后的處理及修復工程，系統(tǒng)闡述事故處理過程中隧道充
填、明開區(qū)間、隧道接駁、既有線保護等具體工作的穿插安排及實施細節(jié)，重點介紹從最初的隧道保壓填充到
最終排水清淤各個施工工序的實施過程，以及對事故原因的分析及預防此類事故再次發(fā)生的措施，為我國位
于軟土地層中的地鐵隧道透水事故發(fā)生后的后續(xù)處理T程提供強有力的參考及施工方案編制依據。
關鍵詞：城市軌道交通；軟土地層；地鐵隧道；透水事故；修復工程
中圖分類號：U231 文獻標志碼：A 文章編號：1672—6073(2017)01—0082’05
Permeable Accident Treatment and Repair Technology
for Subway Tunnel in Soft Soil Stratum
QU Tengfeil，WANG Yuan2
(1．Tianjin Metro Group Co．，Ltd．，Tianjin 300000；2．Tianjin Bohai Vocational and Technical College，Tianjin 300000)
Abstract：The process of tunnel fdling，open cut interval，tunnel connection，specific work arranged to protect the existing lines
and its implementation details are systematically elaborated to handle permeable accident taking place in the subway tunnel in
soft soil stratum and conduct repair in line with the engineering practice．The implementation process from tunnel packing to
drainage dredging is emphasized．The cause of the accident and the preventive measures are also analyzed．
Keywords：urban rail transit；soft soil stratum；subway tunnel；permeable accident；repair project
我國某市一地鐵隧道右線在推進至區(qū)間最低點
V字坡處，由于盾構姿態(tài)一次調整量過大及管片拼裝
質量不到位，導致隧道斷面5點鐘方向出現(xiàn)管片碎裂
現(xiàn)象，進而發(fā)生透水事故，隧道底部大量泥沙隨著水
流進入已成隧道，隧道底部大面積被掏空，最終使得
已成隧道在344～345環(huán)管片之間縱向螺栓被剪斷，
管片縫隙處形成錯臺變形達30 cm，地面沉降達
50 cm，搶險失敗。隨后，專家小組隨即決定在310環(huán)
完整管片處做一道6 m厚的混凝土封堵墻，對透水區(qū)
域從地面垂向引孑L注入高壓水及水泥砂漿，將整個盾
構機及隧道全部填筑，保證隧道內外壓力平衡，防止
地面繼續(xù)沉降。
收稿日期：2016-02。23 修回日期：2016。12’02
第一作者：曲騰飛，男，碩士，工程師，主要從事軌道交通工程研究
qutengfeil 23456@163．com
82 URBAN RAPID RAIL TRANSIT
1 工程概況
事故發(fā)生后，經過多番討論，專家小組成員給出一
致修復意見，意見指出：采用原位地連墻明挖修復方
案，明挖段與既有隧道采用水平凍結礦山暗挖法對接，
剩余未完成區(qū)間繼續(xù)采用盾構法施工，針對左線既有
線采用加強保護的方案，整體工期12個月。修復工程
東西向長75 m，南北向寬10．8 m，基坑深25～28 m，基
坑安全等級為一級，基坑變形控制等級為一級。修復
工程地連墻結構距離左線規(guī)劃隧道管片最近距離約
5．3 m。其中，左線既有線沉降控制值為10 mm，水平位
移控制值為5 mm(見圖1)。
2修復工程施工組織及施工方案
該工程的整體施作順序如下：隧道填充(已完
成)一南側、西側、北側連續(xù)墻施工一管片切割一東側
萬方數據
軟土地層中地鐵隧道透水事故處理及修復工藝
圖1 區(qū)間修復工程整體示意
Fig．1 Overall schematic diagram of interval repair engineering
連續(xù)墻施工一基坑開挖及吊出盾構機一施作明挖段主
體結構及水平凍結一打開既有封堵墻排水清淤、施作
安全門一破除東側連續(xù)墻一與完好隧道完成連接一西
側端頭井盾構接收。下面重點介紹以上若干道重要工
序的施作順序及施工工藝。
2．1 隧道填充
事故發(fā)生后，為最大限度地保證已完成隧道的完
整性以及地面沉降的穩(wěn)定，專家小組建議采用地面引
孔注漿方式，對事故發(fā)生區(qū)域范圍進行全斷面砂漿回
填，將整個盾構機及后續(xù)管片內部注滿砂漿(見圖2)，
保持隧道內外壓力平衡，防止險情的進一步擴大，有效
遏制地面沉降的發(fā)展。
圖2事故發(fā)生范圍內隧道全斷面砂漿回填
Fig．2 Whole section tunnel mortar backfill
within the scope of the accident
2．2南側、西側、北側連續(xù)墻施工
為保證周邊管線、道路及既有線的運行安全以及貫
徹專家小組關于“搶險工程不能再發(fā)生搶險”的要求，修
復工程南北側及中間橫隔墻采用1．0 In厚地下連續(xù)墻，
東西端頭處采用1．2 m厚地下連續(xù)墻，共計36幅，沿基
坑深度方向設5道l 000 mm x 1 000 mm的混凝土支
撐，加局部換撐，開挖深度為25～28 m。地下連續(xù)墻深
度分別為13、35、49、54 m不等，接頭形式均采用工字
鋼接頭。地連墻有一型、T型、L型3種樣式。地下連
■●．●．‘
續(xù)墻采用C35混凝土，抗?jié)B等
級P8，采用HPB400二級鋼筋作
為主筋，拉結筋采用HPB300一
級鋼筋，地連墻分幅及結構形
式見圖3。
為保證基坑北側既有線運
行安全，地連墻連接處接縫止
水采用RIP高壓旋噴樁工法，
樁體直徑采用2 400 mm，180。
形式，端頭井加固區(qū)域采用樁
體直徑2 400 mm，360。形式。
與地下連續(xù)墻搭接不小于
700mm。樁心位置可根據現(xiàn)場
南音壺萄毒每畝毋西
(a)地連墻、分隔墻分l|Jf
lI層II層II層II層
III層III層III層I¨層
I=-=“層===? 扛=撐層，：：=t ：：：：： 一{VJ云? ? 。=?Ⅳ層1
?’V震?? V層?V層V層
—二Ⅵ層? ??-V：t層一一? ．vl屢? ?
=、¨一-Ⅵ層一f
．掣19萼K 標準段杯準段
盾構接收段
Ibl支撐伍苣
圖3地連墻、分隔墻及支撐布置
Fig．3 The underground continuous wall，
wall separating and support plan
情況做適當調整，樁體中心宜垂直于型鋼接頭連接幅
接縫處，以密貼既有圍護地連墻為原則，如遇地墻鼓包
及管線情況需調整樁位后再行施工。樁長根據土層及
其止水要求，樁頂位于地面以下10 m，樁底位于地連墻
墻趾處。具體固化材料采用P．042．5級普通硅酸鹽水
泥，施工過程中根據成樁范圍內所有土層的特性確定
樁體水泥摻量，建議水泥摻量900 kg／m3，水灰比l：l，
RJP樁體垂直度偏差不大于1／200，樁位中心偏差不大
于±20 mm，樁深偏差不得大于50 mm，成樁直徑應不小
于設計直徑，28 d取芯芯樣無側限抗壓強度在淤泥質土
層中不小于0．5 MPa，黏性土層中不小于0．5 MPa，在砂
質土層中不小于1．0 MPa，樁體滲透系數不大于
10-‘enos。在高壓噴射成樁過程中出現(xiàn)壓力驟然下
降、上升或冒漿等異常情況時，應立即停機，查明產生
的原因并及時采取相應措施。
URBAN RAPID RAIL TRANSIT 83
萬方數據
都市快軌交通·第30卷第1期2017年2月
2．3 管片切割
因需要在隧道與主體結構處施作地下連續(xù)墻，故
需先將西側地連墻處的已成管片切除撈出。管片切割
作業(yè)的主要設備采用全回轉鉆機、130 t履帶吊自重均
超過35 t，為確保施工安全和施工精度，施工作業(yè)前須
將清除部位及主要設備作業(yè)部位(地面以下至少1 m
深度范圍內)，采用三七灰土分層換填、平整壓實(若地
面為瀝青或混凝土結構，則無需處理)，然后按照以下
工序施作：測量定位一鉆機就位一套管壓人及鉆進一
管片切割一地下管片及障礙物清除撈出一土體回填、
夯實、拔管。管片切割系統(tǒng)示意見圖4。懶1遙礦奄弋》《、
一(c)十字沖錘(擊碎地F障礙物) {d)沖目¨}(抓出營片技暈{f導荊)
圖4管片切割系統(tǒng)示意
Fig．4 Schematic diagram of segment cutting system
在管片切割作業(yè)過程中，因鉆進過程中壓入力和
沖砸的影響，存在對一側完好隧道造成損壞的可能，擬
采取以下3個措施，以保護完好隧道：1)控制壓入力；
2)合理布置孔位切割順序，防止切割出的管片過大造
成卡管，不需用沖錘進行沖砸，從而避免對完好隧道造
成損傷。孑L位切割順序為：2—3—“一5—1—6，孔位編
號見圖5；3)在管片切割過程中難以避免沖砸時，鉆機
套管應將地下隧道全部切穿或者盡量多切入隧道內，
以免沖砸時造成完好隧道損壞。
管片切除并全部回填完成后，為確保后續(xù)地連墻
施工不塌孑L，在已清除的有效槽段兩側各進行一排袖
閥管注漿加固。袖閥管注漿孔布置于設計地連墻中心
線兩側0．8 m位置，注漿孑L間距1．2 m，注漿材料采用
低強度單液漿，設計注漿加固強度不超過0．5 MPa，注
漿深度為地面至隧道底下3 m。
為防止注漿液流竄至地連墻開挖槽段內，造成地
連墻成槽困難，注漿漿液配比(重量比)見表1。
84 URBAN RAPID RAIL TRANSIT
≮壁復；墮壅 貯盟塑既≮何隧道0旦夕
堡燮眵／1 2 3 4≥6妥彭I L：／墨寬1．6 l’卜_+r一
以上配比需要依據加固強度要求，通過現(xiàn)場配比
試驗進行適當調整。注漿采用從下往上注入，注漿壓
力不大于0．30 MPa，達到該注漿壓力后提升注漿管，每
次提升量為0．5 m，直至完成全部孑L位注漿。
2．4基坑開挖及主體結構施作
東側連續(xù)墻施工及基坑開挖、吊出盾構機屬于常
規(guī)施工，本文對施工工藝不再贅述，主要需處理好架體
搭設安全、施作順序與材料運輸的協(xié)調關系，在破除基
坑內已成盾構管片、吊出盾構機和后配套臺車時，注意
做到先撐后挖，加強監(jiān)測即可(見圖6)。
圖6主體結構示意
Fig．6 The main structure diagram
2．5 暗挖段水平凍結施工及與完好隧道連接
右線隧道修復工程明挖段結構與既有隧道結構的
對接設計采用水平凍結法施工。凍結壁設計有效厚度
為3．0 m，平均溫度小于一15℃。
根據推測的基坑與隧道管片尺寸平面關系，管片
設計長度為擬拆除三環(huán)隧道管片(4．5 m)，基坑外伸連
續(xù)墻長度為五環(huán)管片(7．5 m)，加上全回轉管片切割機
切割的一環(huán)管片。因此，切割和拆除管片總長度為
4．932 m，外伸連續(xù)墻長度為7．932 m，水平凍結長度為
8．682 m。根據隧道埋深和擬凍結的隧道斷面尺寸(凈
直徑5．5 m)，采用雙排水平凍結孔布孔。內圈凍結孔
與開挖荒徑距離為700 mm，以保證開挖時荒徑處處于
萬方數據
軟土地層中地鐵隧道透水事故處理及修復工藝
負溫狀態(tài)，外圈孔與內圈孑L布置間距為1 200 mm，確保
凍結壁按時交圈并按時達到設計要求的平均溫度?？?
慮到內圈凍結孔的凍結量少于外圈孔，故內圈凍結孔
間距按920 mm控制，外圈孔間距按800 mm控制。
此外，基坑內連續(xù)前厚度為1 200 mln，且有800 rain
內襯，外伸連續(xù)墻厚度為1 000 mm，無內襯。因此，水
平凍結孑L如全部采用垂直連續(xù)墻布孔，將無法滿足凍
結壁與坑外連續(xù)墻槽壁交圈的問題，需布置部分水平
傾斜凍結孑L以滿足要求。凍結孑L布置如圖7所示，與
完好隧道的連接采用冷凍暗挖(礦山法)施工，施作順
序見圖8。
——7 r_一’
。t
1 、="L【’_r_
■L業(yè)k讎
旦
L悼。‘k警i—U嶁?o什——』二“
二m刊q二ou ：I岫：
圖7
Fig．7 HOl’iz,
引7—盎蠱釜幫1
j掣k蚓_1
f 。悶”j 。。。。。
i ； f
引；i 1阡鬻甄摹飄口
上竺：￡二三引《鬻萋ij。1例
——}——H匕=董三二廠
LL—L——生塑三—一一
水平凍結孔仙
Hl fl'eezing h¨Jt· 暈J：一：?
水fi凍結_『r二始，爭，糸晴挖一襯及結f：J施I‘
圖8與完好隧道連接
Fig．8 Diagram of connection with good tunnel
2．6打開既有封堵墻排水清淤
隧道封堵墻的位置及布置形式如圖9所示，混凝
土第1段采用風鎬破除，第2段用水鉆垂直打孑L然后
放入高效膨脹劑，第3段依照第2段方法破除。采用靜
態(tài)爆破時要與管片保持50 cm距離才可以打孔，孔與
孔之間的距離要不大于30 cm，混凝土墻和管片之間要
摳出5 cm的縫隙，孔深度保持30 cm，使縫隙和孔深相
同，滿足要求才可施工。靜態(tài)爆破時要在晚上進行，白
天主要利用風鎬破除第1階段砼和為晚上靜態(tài)爆破創(chuàng)
造條件。靜態(tài)破碎時，發(fā)生異常情況時必須立即停止
作業(yè)，待查明原因采取相應措施后方可繼續(xù)施工。裝
填炮孔前應檢查炮孔干濕程度，對吸水性強的干燥炮
孑L應先以凈水濕潤孑L壁，然后裝填，以免大量吸收漿體
中水分，影響水化作用和降低破碎效果。按“先四周，
后中央”的灌注順序，灌注時需連續(xù)成線，防止形成空
氣夾層。破碎劑要隨配隨用，一次不宜拌制過多；攪拌
好的漿體應盡快裝到炮孔內，并應在5 min內用完，時
間過長將明顯降低流動度和破碎效果，盡可能在漿體
發(fā)熱前灌入鉆孑L內。
Ⅶ{"一??l‘I一 jf一 -2 “．．一。
-三一二一一二一=11：一‘{高一? 一一一一
?一～ -一_。=：：：一昌，一一
封堵墻筍片
[!!!一
圖9修復區(qū)間右線封堵墻
Fig．9 Block wall for right line in repair interval
封堵墻內水位通過預留在封堵墻上的12點位、
2點位、5點位的3根水位監(jiān)測管進行監(jiān)測，監(jiān)測頻率
為2次／d。封堵墻破除時，出現(xiàn)滲水或是漏水將對施
工帶來極大的不便與風險，特別是給修復段暗挖施工
埋下隱患。若封堵墻滲水嚴重時，則在滲水部位打
孑L，埋設注漿管，注入水泥漿進行封堵。在破除過程
中一旦出現(xiàn)漏水，立即在封堵墻漏水點封上鋼板，用
預先準備好的木楔子及棉被封堵，然后打孑L向里注入
URBAN RAPID RAIL TRANSIT 85
唾＼：
誓固黯
=一一
萬方數據
都市快軌交通·第30卷第1期2017年2月
●●●●■●—■■■■■■■■■■■■■■■—■——●—●■■■■■■—●—■——■●——●——____——■■___-__量t窖；蘭}蘭蘭蘭蘭童i蘭蘭—=j
雙液漿進行封堵。加大修復段工程基坑監(jiān)測頻率，必
要時通過水位監(jiān)測管向封堵墻內注水以平衡水壓確
保安全。
3事故原因分析及預防措施
此次事故的發(fā)生，究其原因主要有幾方面：1)發(fā)生
事故的點位地質情況為粉砂層，含水量大且透水性好；
2)盾構機糾偏量過大，頂推力過大導致管片邊角破損
嚴重；3)該隧道管片采用凹凸榫形式，雖在理論上能保
證拼裝質量及止水效果，但由于在實際操作中發(fā)生的
管片拼裝誤差及錯臺，使得管片破碎情況加重；4)同步
注漿漿液質量較難保證，稠度及初凝時間不能達到規(guī)
范要求。綜合以上原因及各項主客觀因素，導致了此
次事故的發(fā)生。
為防止此類事故再次發(fā)生，首先，應加強盾構風險
管控意識，從主觀上重視風險源的存在與發(fā)生，同時要
對應急人員及物資加大管理力度，時刻堅持專項物資
不得挪用的原則；其次，詳細了解盾構掘進地段地質情
況，針對風險地層制定有針對性的專項掘進方案，在掘
進至該位置時加強對監(jiān)測、管片拼裝質量及管片糾偏
的控制；再次，盡量選用性能良好的注漿系統(tǒng)，使得同
步注漿漿液稠度能夠達到9～11，同時，如果條件允許，
可選用商拌漿液作為同步注漿漿液進行填注；最后，針
對軟土地層中的隧道掘進，盡量不要采用帶有凹凸榫
的管片，避免管片由于拼裝誤差及錯臺或推力過大引
起管片碎裂。
4結論
本文依據現(xiàn)場實際的施工順序及要求，全方位、系
統(tǒng)地展現(xiàn)了軟土地層中地鐵隧道透水事故發(fā)生后的處
理及修復工程，詳細地闡述了隧道充填、明開區(qū)問、隧
道接駁、既有線保護等具體工作的穿插安排及施作順
序，作為國內該項工程的成功案例加以推廣、借鑒。同
時，分析了該事故發(fā)生的具體原因以及提出了針對該
事故發(fā)生的預防措施，為我國位于軟土地層中的地鐵
隧道透水事故發(fā)生后的后續(xù)處理工程提供強有力的參
考及施工方案編制依據。
參考文獻
[1]陳周斌．杭州地鐵1號線過江隧道特殊地質施工方法
[J]．都市快軌交通，2011，24(6)：86—88．
CHEN Zhoubin．Metro line 1 special geological tunnel
across the river construction method[J]．Urban rapid rail
transit，2011，24(6)：86—88
86 URBAN RAPID RAIL TRANSIT
[2]付軍，杜峰．連續(xù)墻接頭形式及其在上海四號線修復工程
中的應用[J]．隧道建設，2010(6)：678—682．
FU Jun，DU Feng．Continuous wall joint form and its ap—
plication in Shanghai No．4 line repair engineering[J]．
Tunnel construction，2010(6)：678-682．
[3]白云，湯競，毛建民．風險管理在上海軌道交通四號線修
復工程中的應用[J]．施工技術，2007，27(S2)：566—570．
BAI Yun，TANG Jing，MAO Jianmin．Risk management
in Shanghai rail transit line 4 restoration[J]．The construc—
tion technology，2007，27(S2)：566—570．
[4]地鐵設計規(guī)范：GB 50157—2013[s]．北京：中國建筑工業(yè)
出版社．2014．
The code for metro design：GB 5叭57—201 3[s]．Beijing：
China Architecture&amp;amp;Building Press．2014．
[5]鋼筋混凝土地下連續(xù)墻施工技術規(guī)程：DB 29—103—
2010『S1．天津，2010．
The concrete procedures of underground continuous wall
construction technology：DB 29—103—20 1 o[s]．Ti刪in，
2010．
[6]城市軌道交通結構安全保護技術規(guī)范：CJJ／T 202_2013
[s]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014．
The structure of urban rail transit safety technical specifica—
tions：CJJ／T 202—2013[s]．Beijing：China Architecture&amp;amp;
Building Press，2014．
[7]城市軌道交通地下X-程建設風險管理規(guī)范：GB 50652—
2011[s]．北京：中國計劃出版社，2011．
The urban rail transit construction risk management of un—
derground engineering：GB 50652--20 1 1[s]．Beijing：
China Planning Press．20 11．
[8]白云，湯競．軟土地下工程的風險管理[J]．地下空間與
工程學報，2006(2)：21．28．
BAI Yun，TANG Jing．Soft soil under the project risk man—
agement[J]．Underground space and engineering journal，
2006(2)：2l一28．
[9]陳龍．城市軟土盾構隧道施工期風險分析與評估研究
[D]．上海：同濟大學，2004．
CHEN Long．City of soft soil shield tunnel construction risk
analysis and evaluation research[D]．Shanghai：Tongji U—
niversity，2004．
[10]混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范：GB 50204--2015
[s]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015．
The concrete structure engineering construction quality ac—
ceptance specification：GB 50204--20 1 5[s]．Beijing：
China Architecture＆Building Press．20 1 5．
(編輯：郝京紅)

網友評論 more

建筑安全論文最新內容

05-11