张文光 鲁彪

【摘  要】论文介绍了在含水较复杂丰富的地层中施工区间隧道发生漏水的处理技术，重点对隧道联络通道时漏水事故进行分析，并提出在事故初期涌水较大的情况下，使用聚氨酯注浆快速堵漏的处置工艺及措施。

【Abstract】This paper introduces the treatment technology of water leakage in the construction section tunnel in the complex and rich water bearing stratum， focuses on the analysis of the water leakage accident in the tunnel connecting channel， and puts forward the treatment technology and measures of using polyurethane grouting to quickly plug the leakage under the condition of large water inflow at the initial stage of the accident.

【关键词】聚氨酯;地铁施工;隧道透水;注浆堵水

【Keywords】polyurethane; subway construction; tunnel pervious; grouting and water plugging

【中图分类号】U457+.2                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）08-0184-02

1 引言

21世纪以来，我国城市轨道交通行业得到了快速的发展。2013年国家发改委正式批复同意徐州市建设城市轨道交通系统，2019年9月1日1号线正式通车，目前徐州地铁正在建设2、3 号线一期工程，未来计划建设3号线二期工程、4号线、5号线及6号线。在城市轨道交通基坑开挖、隧道的掘进等地下工程的施工过程中，通常会遇到涌水涌砂和突水等灾害，如何及时有效地应对发生的问题，高效快速地完成抢险堵漏工作，是需要深入研究的问题。

2 聚氨酯注浆堵水工艺

在漏水严重的部位，由于水压高、水量大，出水口无法封堵，可采用注聚氨酯堵水。将CFPU-120（油溶性）聚氨酯按照主副剂10∶1加入固化剂混合，混合液由聚氨酯泵通过管路、钻孔内的管线注到出水点，遇水后发生化学反应，并在遇水后形成弹性胶状固结体，快速膨胀及凝结，迅速充填堵塞导水通道，从而达到堵水的目的。

3 处置过程

3.1 工程及险情概述

工程概况：徐州地铁2号线一期工程07标施工的淮塔东路站至周庄站区间设置联络通道兼泵房。联络通道的中心里程为右K11+878.855和左K11+875.302，其拱顶覆土约26.551m。联络通道位于绿化带附近，无重要建（构）筑物，下穿多条浅埋深管线。

险情概述：2020年4月9日2时，徐州市城市轨道交通地铁二号线一期工程07标段施工淮塔东路站至周庄站区间联络通道兼泵房时，左右线隧道施工联络通道已贯通，泵房下涌水突然增大，现场施工人员发现水情后，使用钻探注浆一体机，在出水点上方距出水点30.5m的地面施工2个钻孔，两个钻孔间距1m，并组织人员向钻孔注双液浆进行封堵，但因涌水量过大，注进的双液浆被涌水冲走，未能有效堵水，水量继续增大，达到每小时约800m3的涌水量，把相邻两条隧道淹没1m左右。

3.2 水文地质情况分析

①分析地质情况，确定导水通道的位置。联络通道上部覆土厚度为26.551m，从上至下为1-1杂填土层（层厚1.55m）、2-3-3黏土层（层厚1.4m）、5-3-4老黏土层（层厚14.89m）、1-2-3中风化灰岩（8.71m）。本段土层以填土、第四系黏土、粉土为主，下伏基岩为奥陶系灰岩和泥灰岩。勘察场区地层自上而下。渗水通道的路径复杂多变，局部较破碎，节理裂隙发育，大多为方解石充填，局部溶蚀发育。查找时通常在渗漏点上方施工钻孔，以便找到渗漏通道，通过分析确定，导水通道即联络通道洞身位于1-2-3中风化灰岩。

②分析水文情况，确定出水的来源。根据区域水文地质资料、现场调查及应用资料分析，场地水文地质条件复杂。地下水类型主要分为赋存于填土中的上层滞水、赋存于5-3中的潜水及岩溶裂隙水。潜水和上层滞水主要受大气降水、居民生活用水排放及大气降水补给，水位动态变化较大，水量较小。岩溶裂隙水主要赋存于奥陶系灰岩及泥灰岩溶洞和裂隙中，受岩体破碎程度、节理裂隙发育程度及溶洞大小等控制，水量变化较大。受地层地下水及周围岩溶裂隙水补给，在构造破碎带、节理裂隙密集处汇集，水量较大，具有承压性。地下水水位，场区地下水潜水埋深1.00～5.30m，水位标高26.74～32.09m。勘察实测钻孔中岩溶裂隙水水位埋深为3.49m，水位标高为29.17m。岩溶裂隙水水位受大气降水影响显著，年动态随季节而变化，一般每年雨季降水高峰期过后一到两个月，水位达到最高点，其后水位逐渐下降，至旱季末水位下降至最低點，年变幅3～5m。地下水的补给、径流与排泄，地下水主要受大气降水入渗和周围裂隙侧向补给，赋存于岩溶裂隙、构造裂隙和溶蚀孔穴中，沿构造破碎带、节理裂隙密集带或连通较好的岩溶裂隙等以地下径流的形式排泄，部分消耗于蒸发。通过观察分析出水水质情况，判断为岩溶裂隙水。

3.3 处理方案及步骤

①左右线隧道内抽排水。联络通道涌水流入隧道内，水位最高上升至周庄站大里程250环位置，作业人员无法通过隧道进入联络通道查看情况、封堵漏水点、继续开挖施工，需将隧道内积水抽排至联络通道处并控制隧道内积水水位。涌水位置位于联络通道泵房靠大里程侧拱脚处，开挖揭露地层为全断面中风化灰岩并局部夹黄褐色黏土，黏土脉呈带状分布。突发涌水发生时间为2020年4月9日凌晨2点钟左右，涌水处岩层存在圆柱状深洞，发现涌水后首先尝试采用沙袋反压，由于水压太大仍无法稳固沙袋。水位在1个小时内上升20环，同步增加排水管路，增加2台15kW水泵抽水，水位继续上升。至2020年4月9日4时，水位由联络通道处位置上升至小里程洞口393环左右位置。后申请应急抢险，进入应急抢险程序。淮周右线6路115kW水泵正常抽水;淮周左线8路115kW水泵正常抽水;共计14台115kW水泵抽水，抽水方量约840m3/h。淮周右线井口3台375kW水泵垂直提升抽水至市政污水管网;周七左线井口2台375kW水泵垂直提升抽水至奎河;合计5台375kW提升垂直抽水，抽水约950m3/h，洞内抽水与井口垂直排水能保持平衡。其中淮周右线井口有4路115kW，一路375kW水泵抽水至周七左线井口。

②槽钢封闭。为保证现场注浆封堵效果，对联络通道两端使用20#槽钢进行焊接封闭。洞门高度3.1m，使用加工完成的槽钢进行焊接，槽钢长2m，总计使用槽钢40根，每边设置8个直径150mm的球阀，位置设置在洞门中部。钢结构的焊接采用双人对称施焊或分段退焊施焊，焊接参数的选用应尽量相同，控制焊接变形和减少焊接残余应力;对需采取加固措施的部位，加固好后再进行焊接，避免产生变形。

③地面注浆止水。第一，注浆点位布置选择。在联络通道大里程及左线管片外侧进行钻孔注浆。地面注浆主要目的是通过地面引孔至泵房底，对联络通道及泵房洞身范围内中风化灰岩层进行压密注浆，对岩层中存在的基岩裂隙进行填充，将岩层中连通的裂隙水封闭在岩层内，确保联络通道顺利施工。由于岩层中基岩裂隙存在各向异性，注浆浆液无法如黏土层中正常扩散，故为保证止水效果，联络通道大里程方向1.2m和1.5m位置各打设4个注浆孔，左线管片外侧1m范围内布设注浆孔确保堵水。注浆孔位共设计12个。钻孔深度35m。施工前进行人工探孔，确保施工区域无管线，探孔深度在1.8～2.0m，注浆施工过程中可根据注浆效果进行注浆孔加密。注浆深度为联络通道及泵房洞身范围内岩层，注浆深度范围为地面以下29～35m深度范围。

第二，注CFPU-120（油溶性）聚氨酯，快速堵水。4月12日晚上，首先在1号注浆孔注聚氨酯1900kg，用时为32min，隧道现场反馈出水量减少一半，险情初步得到控制;4月13日下午，其次在2号注浆孔注聚氨酯6080kg，用时为95min;4月22日，再次在3、4号注浆孔分两次注聚氨酯5590kg，用时为92min;4月23日上午，最后在5号注浆孔注聚氨酯3090kg，用时为47min。由于导水通道较多等原因先后在5个孔注聚氨酯对渗漏裂隙进行封堵、对水土流失造成的空洞进行填充，共计使用CFPU-120（油溶性）聚氨酯主剂15.6t、副剂1.24t，抢险堵漏历时12天，圆满对导水通道进行封堵。

4 结论

事故初期采用双液浆进行封堵，因水压较大，浆液全部被水流冲走，注浆是失败的。然后采用注聚氨酯浆进行封堵，成功封堵出水口。从本次现场实践操作可以明显看出，探索了聚氨酯注浆在城市轨道交通隧道施工发生涌水和涌沙事故堵水时的工程实践，通过实践摸索了聚氨酯膨胀要求及规律特点。用聚氨酯堵水通过本次抢险救援证明是科学高效的，注浆结束后透水点没有明显的渗漏水，隧道支护在注浆结束后很快达到稳定标准;进行打孔取芯检查，均满足相应规范的渗透率、密实度、强度等方面的规定。在隧道上方打钻注浆的方式，既保证了抢险救援人员的安全，又有利于快速止水。

【参考文献】

【1】昝月稳.岩土注浆理论与工程实例[M].北京：科學出版社，2001.

【2】张民庆.地下工程注浆技术[M].北京：地质出版社，2008.

【3】陈昌荣.地质学基础[M].北京：中国矿业大学出版社，1994.