第3期（总第192期） 2017 年 6 月
中阖彳威*荇
CHINA MUNICIPAL ENGINEERING
No.3 (Serial No.192)
Jun. 2017
DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2017.03.016
双圆隧道结构渗漏水治理与变形控制
朱研
(上海地铁维护保障有限公司，上海200233 )
摘要：双圆隧道由于渗漏水而产生沉降变形一直是严重威胁轨道交通结构安全的病害之一。从双圆盾构隧道结构 构造特点人手，结合上海轨道交通某区段工程案例，分析由于渗漏水导致结构变形的原因和机理，提出双圆隧道 渗漏水治理与变形控制的方案。关键词：双圆隧道；渗漏水；变形控制中图分类号：U453.6
文献标志码：A
文章编号：1004-4655 (2017) 03-0052-04
双圆盾构施工，于2003年在上海轨道交通建 设中首次采用，当时由上海隧道工程股份有限公司 与日本大丰株式会社合作，将这项先进技术成功地 运用于上海复杂的土质状况。但是，投人运营以后， 由于其上下行线环纵缝贯通的特点，给渗漏治理带 来前所未有的挑战，治理双圆隧道环纵缝漏水从而 遏制隧道不均匀沉降，成为摆在隧道养护人员面前 的一大难题[1]。1双圆隧道结构特点
盾构法双圆隧道施工引进直径6.52 m/W11.12 m 加泥式土压平衡式双圆盾构机，将2个圆形断面左 右组合，在同一平面上配置2个切削刀盘。两刀盘 同步控制，相互以相同速度并始终保持一致的相位 角进行反方向旋转，避免两者发生接触和碰撞。
双圆隧道结构采用预制钢筋混凝土管片，错 缝拼装。管片为C50高强混凝土，由封顶块（A1, A5)、邻接块（A2, A6)、标准块（A3, A7)、拱 底块（入4，人8)、大小海鸥块（8,(：)及中隔墙（柱 形D管片）组成。外径分别为10.9 m (水平方向） 和6.3 m (垂直方向），内径分别为10.3 m (水平 方向）和5.7 m (垂直方向），环宽1.2 m,中心间 距4.6 m。接缝形式为预埋螺栓型接头，环、纵向
连接采用球墨铸铁预埋手控结合短螺栓形式，接 缝防水均采用遇水膨胀橡胶止水条。双圆隧道结 构图见图1。
图1双圆隧道结构图
2双圆隧道渗漏特点与沉降原因分析 2.1渗漏特点
根据轨道交通双圆隧道的结构特点及既有隧道 检查和堵漏资料，对轨道交通双圆隧道内渗漏水进 行分析，普遍存在下列情况[2]。
1)
施工中由于管片拼装不平整形成错台或接
缝张开，弹性密封垫与管片粘贴不密实等问题引发 渗漏；如建设期发生过漏水漏砂或施工险情的区 段，则渗漏水情况很难根治。
2)
周边轨道交通保护区施工中如发生加卸载
活动，造成橡胶密封垫变形或与管片粘结不密贴， 引起顶部及腰部渗水。
3)
在双圆隧道地段，水容易积存在上部海鹃
块下凹处，一旦发生顶部大海鸥块拼缝渗水，则很
收稿日期：2017-04-28
作者简介：朱妍（ 1969—），女，高级工程师，硕士，主 要从事隧道桥梁维修养护工作。
难用常规方法将水排出，必须加大浆液用量或选取 快速发泡的抢险浆液来进行处理。
4) 针对双圆隧道管片进行渗漏水整治时，易
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牛威*朽
朱妍：双圆隧道结构渗漏水治理与变形控制
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发生窜水，引发堵漏作业面以外的多处漏水的现 象，有时甚至会影响距离很远的管片环纵缝，特别 是上行线堵漏时，会造成下行线大量跑浆及渗水， 给堵漏工作带来很大难度。2.2沉降发生的原因
渗漏水发生时，相应区段土压力减小，在高灵 敏度的饱和软黏性土层中，极易发生隧道变形。而 双圆隧道由于中隔墙的存在，一般隧道管片横向变 形的情况较少，发生隧道纵向沉降较多。隧道沉降 和渗漏水又相互影响，周而复始，恶性循环。主要 表现在突发性强、渗漏水点多、渗漏范围广、沉降 逐渐加速等。
3双圆隧道渗漏治理与变形控制 3.1渗漏水表观病害与沉降数据分析
以上海轨道交通某段双圆隧道为例，现场勘查 发现区间管片环纵缝、腰部呈多处连续漏水、湿迹。 区间渗漏病害量大，并在短时间内呈突发性增长。 据现场观察，病害发生的部位从开始仅有的管片封 顶块、标准块等局部位置发展为环纵缝、腰部多处 连续漏水、湿迹，拱底海鸥块纵缝位置连续湿迹， 顶部海鸥块滴漏，中隔墙湿迹等整体病害。渗漏范 围广、漏点数量多、短时间内呈快速持续发展态势 (见图2)。
图2双圆隧道渗漏水现状
调取该区段沉降数据后发现，该区域连续2个 月呈整体下沉趋势，上行最大下沉-4.0 mm，下行 最大下沉-3.2 mm,且下沉加剧（见图3、图4)。 查阅该时段的保护区巡查记录，未发现保护区内地 面堆土、违规施工等不利因素。由此判断，该区段 隧道沉降加速是由于渗漏水引起，而隧道变形又加 速防水密封垫的失效，导致短时间内隧道渗漏水急 剧扩大，发展迅速。二者相互作用，恶性循环，若 不及时采取有效措施治理，将会造成灾难性的后
果。
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川沙洞口
2016^21
里程
图3上行累计沉降曲线图
XK16fll5XK1S35XK1S75XK1S95XK1S15里 程 图4下行累计
沉降曲线图
3.2治理方案
为了遏制纵向沉降的继续发展，首要解决隧道 管片环纵缝连续湿迹、渗漏水的情况，避免水土流 失。利用管片预留注浆孔向管片背后土体内进行化 学灌浆，修复已失效的管片密封垫。对于多次壁后 注浆仍在漏水的部位，建议采用丙烯酸盐溶液，渗 透到微小裂缝内，有效封堵细小的渗漏路径。壁后 注浆应优先选择靠近漏水点的孔位。与单圆隧道有 所不同的是，双圆隧道壁后注浆要求上下行线同时 进行，避免窜浆跑浆。8字环要同时注桨，注浆量 以能够有效堵漏为宜。对于下部大海鹃块的壁后注 衆施工，需要凿除部分道床，找出下部大海鸥块的 注浆孔，再进行壁后注浆施工。为了避免注浆量过 大造成隧道位移和变形，注浆时必须进行隧道变形 的同步监测。值得提醒的是，小海鷗块上吊装孔由 于构造原因不能作为注浆孔使用。常用注浆孔位见 图5和图6。
乙组[ZS2]管片组合图1 : 80
图5注浆孔位图（大海鸥块在上方）
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朱妍：双圆隧道结构渗漏水治理与变形控制
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甲组[ZS1]管片组合图1 : 80
图6注浆孔位图（大海鸥块在下方）
3.2.1壁后注浆与单圆隧道的异同
双圆隧道由于中隔墙的原因将隧道分成上下行
整体一环，上下行环缝相通，所以造成注浆工艺和 注浆量与单圆隧道有所区别。
1 )用双快水泥对管片环纵缝进行封缝。双圆 隧道要封上下行整个8字环，避免窜浆。单圆隧道 只需封闭单环或相邻环。
2) 双圆隧道多次注浆。采用丙烯酸盐浆浆，按施工要求和不同工况、气温调节浆液性能和
凝固速度。
3)
注浆顺序不同。单圆隧道注浆顺序由上，直到整环不漏水；双圆隧道根据现场情况采取 上下行同时注浆，特别是海鹃块部位的处理必须上 下行同时进行。
4) 注浆量差异。双圆隧道一环的注浆量远大于单圆隧道。
3.2.2壁后注浆施工参数
1 )注浆量：根据需要注浆，常规每孔50 kg 左右，若效果不明显可在控制注浆压力的情况下适 当增加注浆量，但必须进行同步监测沉降和收敛数 值变化，以免引起更大的变形。
2 )注浆流量：5〜10 L/min。
3) 注浆泵：流量可调速的小流量注浆泵。4)
注浆须达到注浆孔处无滲漏，环纵缝处线流或滴漏。
3.2.3环纵缝封缝壁内注浆
若壁后注浆完成后还有少许湿迹，可结合壁内 注浆处理。
1)
钻孔埋管：清理管片的嵌缝槽及环、纵在管片环纵缝上正面垂直打孔，孔径< l〇mm，打 孔深度以不破坏管片凹凸榫为准，lm内设2个注 浆孔；在已打好孔的位置埋入注浆嘴。
2) 封缝：将相邻3环管片接缝用双快水泥闭。
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3) 注浆：浆材选用聚氨酯、丙烯酸盐溶液等，
丙烯酸盐溶液因其良好的渗透性多用于二次注浆
中。
4)
封孔：待注浆材料固化后，去除注浆嘴，
用双快水泥封孔。
3.3沉降变形治理
治理沉降变形的关键，除对腰部渗漏水进行封 堵避免大量的水土流失以外，最关键的是治理隧道 下部渗水，消除沉降的最不利因素。根据以往的数 据显示，腰部渗漏水在单圆隧道中会引起持续的横 向收敛变形，而底部渗漏水无论是在单圆和双圆隧 道中，均会加速纵向沉降。对于运营双圆隧道中的 底部渗漏水，利用底部大海鸥块的注浆孔进行堵漏。
消除渗漏水病害后，米用双液微扰动注楽工艺 进一步整治纵向差异沉降。施工参数包括注浆深度 设 计、注浆孔布置、注浆压力、流量、注浆顺序、
双液浆的配合比以及终止注浆条件等。4治理效果
4. 1渗漏水治理效果
经过壁后注浆堵漏，已将区间隧道内渗漏水病 害问题得到解决，治理前后对比情况具体见图7、 图8〇
a)治理前
b )治理后
图7底部大海鸥块治理前后对比
a )治理前
b )治理后
，
图8顶部大海鸥块治理前后对比
4.2沉降变形治理效果
监测数据反映隧道沉降基本稳定，呈现整 体上抬，上行最大上抬2.5 mm，下行最大上抬 1.4 mm。隧道继续下沉趋势已基本得到控制（见
图9、图10)。
液注下至远无缝封朱姘：双圆隧道结构渗漏水治理与变形控制
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耐久性的影响极为不利。特别是对于饱和软弱土 层，渗漏水带来隧道结构的持续变形。双圆隧道由 于中隔墙的存在，差异沉降变形的可能性远远大于 收敛变形。渗漏水与隧道结构变形在一定程度上呈 相互促进的恶性循环关系，必须引起高度重视，及 时整治。
双圆隧道的渗漏和变形治理与单圆隧道不同，
图9治理后上行累计沉降曲线图
鐵
__
_
由于其8字结构，在布点时需要考虑到均匀对称， 又由于其体量较单圆隧道大，注浆量有时会突破常 规用量，此时既要考虑有效性又要控制隧道产生更 大的变形，必须做好同步监测。
虽然双圆隧道结构的特殊性给渗漏水治理带 来很大的难度和不确定性，但通过多次试验和总
图10治理后下行累计沉降曲线图
XKli5XK16fll5XK16+095XK1I5XKi5XK1S15XK16+-295XK16f275XK16+-255XK16+-315XK16+-295XK16+-275XK16+-255XK16+-235XK—5XK16fl95XK—5结，终可找出有效的治理方案，使渗漏水和不均 勻变形得到有效控制，确保隧道结构的安全性和 可靠性。参考文献：
[1]
歴
5结语
双圆隧道的渗漏水关系到结构的长期稳定性和 运营安全。由于轨道交通内杂散电流的存在，部分 渗漏水密集区段甚至出现钢壳锈蚀等现象，对隧道
周文波，顾春华.双圆盾构施工技术[J].现代隧道技术，2004, 王如路.上海地铁盾构隧道渗漏水治理与变形控制[J].地下工程
2011 (S2) : 102-108.
41 ( 4 ) ： 22-32.
[2]
与隧道，
(上接第47页）
收集处理。本工程采用土壤生物滤池法进行除臭处 理，土壤生物滤池法具有处理效果稳定、运行费用 低、寿命长等优点，尤其是不需设立高空排气筒， 并结合厂区绿化整体布置，不影响厂区景观。同时 考虑到本工程周边主要为居住用地，拟提高除臭标 准，对整个生物反应池进行加盖除臭，采用土壤生 物滤池法，加盖采用膜结构，在实现集气除臭的同 时，大大增加厂区的美观性。由于本工程采用较高 的除臭设施标准，把污水厂对人民生活的影响降到 最低，改善民生，也为区域的类似项目做了很好的 示范作用。5项目实施情况
马壕污水处理厂一期（见图3)目前已建成 通水，由岳阳市城市建设投资有限公司管理运行。 结合污水厂运行单位反馈，污水厂现状运行正常， 各项指标均达到一级A的排放标准，且厂区布置 紧凑，臭气排放标准较高。海绵城市措施的实施， 得到相关部门的一致好评。
6结语
马壕污水处理厂的建设，解决岳阳东风湖片区的 污水出路，大大减少岳阳市城市生活污水和工业污水 向洞庭湖流域的排放量，从而有效改善区域的水质状 况，扭转洞庭湖区生态破坏和环境污染的被动局面， 改善岳阳市洞庭湖流域水环境现状，促进城市经济社 会健康发展。马壕污水处理厂的建设充分响应国家号 召，提髙除臭标准，将“海绵城市”理念落到实处。 在污水、污泥达标排放的基础上，建设功能多样、观 赏度高、实践“以人为本”理念的污水处理厂。参考文献：
[1] ZHEN J,SHOEMAKER L,RIVERSON J,et al.BMP analysis
system for watershed-based stormwater management [J] Journal of Environmental Science and Health Part A,2006,41(7):1391-1403.
图3马壕污水处理厂一期厂区实景图
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