盾构隧道收水孔发生渗漏结构响应探析

石树稳

(天津市成套设备工程监理有限公司，天津 300060)

0 引言

在盾构隧道修建过程中，作为安全逃生通道的联络通道是地铁修建中不可或缺的一部分，而在软土中的盾构隧道修建联络通道多采用冷冻法，由于设计和施工工艺的限制，联络通道的施工是盾构隧道修建中重大风险源之一。在试做收水孔时若产生漏泥沙后，隧道极易产生不均匀沉降，从而管片结构产生附加位移荷载，严重者会导致管片裂损、错台、螺栓断裂、周围建筑物开裂、倾倒等，进而影响结构整体安全和周围建筑物的正常使用。本文针对天津9号线七经路站—天津站区间的漏泥沙事故为例，结合现场监测成果，对隧道结构不均匀沉降后的结构响应进行分析。

1 工程概况及事故过程

1.1 工程概况

天津津滨轻轨中山门西段工程SZq标七经路—天津站区间，左线DK2+079.925(右线DK2+090.375)处设置一座联络通道，联络通道与泵站合建。联络通道位置右线隧道的轨面高程为－21.546 m(隧道中心高程为 －19.686 m，联络通道及集水井施工区域高程为 －17.576 m ～ －25.473 m)，地面标高为 4.37 m。左、右线隧道中心线间距15.678 m，工程地质情况如图1所示，收水孔位置示意图见图2。

图1 工程地质情况

图2 收水孔位置示意图

1.2 事故过程

2010年8月29日，如常进行右线隧道侧第三个收水孔的钻孔工作。晚19时，钻透钢管片时，在钻杆与孔口间隙出现透水情况，最终经统计，漏水、漏砂共约50 m3，工作人员按应急处理措施进行了处理，利用棉纱缠裹钻杆并回钻，以期塞实孔口间隙。同时，立即实施双液注浆，但出水量迅速增大并伴有砂，无法有效止漏且涌砂涌水量仍有继续增大的趋势。险情发生后施工单位立即上报参建各方，并启动应急预案，首先利用钢木支撑对联络通道位置两侧16环管片实施加固。

2 现场监测及分析

2.1 现场监测

确保后续处理过程中地铁隧道结构安全，及时掌握后续注浆等处理过程中对周边环境影响程度及变化情况，并提出安全性预报，在联络通道排险处理全过程，对区域内隧道变形情况、管片变化及临近受影响区域地表环境进行监测。主要监测内容为管片沉降情况及道床沉降情况，沉降测点为隧道三个象限点及轨道上相应测点。

2.2 监测数据分析

通过观测数据可知在隧道采取注浆堵漏和支撑加固措施后，隧道在出现渗漏4 d后稳定，便于分析，主要针对拱顶位置沉降观测点进行分析，主要分析在隧道结构达到稳定后结构拱顶在纵向沉降变化情况规律。

由于监测测点是在渗漏水发生10 h后采集数据，故在初期由于渗漏水引起的管片沉降数据损失，且结构管片拱顶位置由于渗漏水沉降值监测数据无法完整得到，本文测点隧道结构达到稳定管片实际高程后反推隧道沉降变化情况。

图3和图4给出设计高程和隧道稳定后实际高程与里程对应关系及其差值和里程对应关系。

图3 设计高程和实际高程与里程关系曲线图

从图3和图4可知:右线在DK2+090位置拱顶高程实测值较设计值低85 mm，位于联络通道;隧道右线受影响的范围比较集中，高程变化量超过20 mm的区域主要发生在联络通道两侧10 m范围内，右线受漏水漏砂影响距离大约40 m，即DK2+073～DK2+113;从未受到影响里程设计高程与实际高程差值小于5 mm，故渗漏之前拱顶高程与设计高程差值小于5 mm，故隧道受到渗漏影响最大沉降达到80 mm。

图4 高程差值与里程关系曲线图

3 结语

盾构隧道联络通道收水孔发生渗漏后，势必引起隧道结构沉降。经过相关监测数据可知:

1)渗漏得到及时有效处理，发生渗漏4 d后隧道结构便达到稳定;

2)渗漏共导致约50 m3水砂流失;

3)受渗漏影响范围在渗漏点两侧共40 m范围，且对称分布;

4)隧道拱顶沉降最大点在渗漏点附件管片拱顶，最大值达到80 mm。