تحلیل عمیق و راه حل های پیشگیری کامل برای نشت آب و دوغاب در حین حفاری تونل

نشت آب و دوغاب یک خطر مکرر در حین حفاری تونل برای پروژه های مترو و تونل است. این عمدتا در مهر و موم دم سپر، مهر و موم مفصلی، نوار نقاله پیچ، اتصالات قطعه، سیستم تزریق و محفظه خاک رخ می دهد. نشت شدید ناشی از عوامل ترکیبی از جمله سایش مهر و موم تجهیزات، عملیات ساخت و ساز نامناسب، عملکرد مواد ضعیف و شرایط پیچیده هیدروژئولوژیکی، ممکن است منجر به ریزش زمین، آسیب تجهیزات و حوادث ایمنی شخصی شود. درمان باید از اصل پیشگیری پیروی کند-اول با پیشگیری و کاهش یکپارچه. حفظ آب بندی تجهیزات، استانداردسازی ساخت سایت، کنترل کیفیت مواد خام و پیش بینی خطرات زمین شناسی ضروری است. استفاده از محصولات شیمیایی حمایت کننده مانند گریس محافظ ضد فرسایش دم، عامل فوم تهویه مطبوع و مواد تزریقی با کارایی بالا می تواند به طور موثر خطرات نشتی را کاهش دهد و تونل زنی ایمن را تضمین کند.

1. مقدمه: خطرات نشت آب دوغاب در حفاظ تونل

تونل سازی سپر روش اصلی ساخت و ساز برای متروهای شهری، تونل های عبور رودخانه و تونل های شهری است. با این حال، نشت آب و دوغاب یک مشکل مکرر و سخت در حفاری سپر تحت شرایط پیچیده زیرزمینی است.

طبق آمار بیش از 60 درصد عیوب کیفی تونل های حفاظ خانگی مربوط به نشت آب دوغاب است.

● نشتی جزئی باعث بدتر شدن محیط کار تونل و افزایش تاخیر در ساخت و ساز می شود.

● حوادث شدید ممکن است منجر به فرونشست زمین، ریزش سطح، آسیب به تجهیزات الکتریکی و هیدرولیکی شود.

● نشت طولانی مدت باعث خوردگی فولاد و زوال بتن، کاهش عمر مفید تونل، و حتی تهدیدات مرگبار برای کارگران در محل می شود.

خرابی‌های نشتی بر چندین موقعیت معمولی، با سطوح خطر و علل ریشه‌ای متفاوت متمرکز می‌شوند.

2. موقعیت های اصلی نشت و علل ریشه ای

2.1 سیستم مهر و موم دم سپر (پرخطرترین موقعیت)

مهر و موم دم سپر شامل برس های سیمی فولادی چند رشته ای و گریس آب بندی اختصاصی است که برای جلوگیری از دوغاب پرکننده و آب زیرزمینی است. دلایل اصلی نشتی:

● گریس محافظ دم نامناسب: حجم ناکافی، فشار تزریق کم یا گریس بی کیفیت که توسط آب های زیرزمینی شسته شده است.

● فشار همزمان بیش از حد تزریق بیش از حد مجاز 0.5 مگاپاسکال، که از طریق آب بندی دم برس می شکند.

● مونتاژ قطعه ضعیف: افست بخش بزرگ، گوشه های قطعه آسیب دیده، واشرهای ضد آب تغییر شکل یافته یا افتاده است.

● وضعیت سپر نامعقول: اصلاح بیش از حد مکرر و رانندگی مار مانند که باعث ایجاد فاصله ناهموار دم می شود.

● سایش، پارگی یا تغییر شکل برس های دم سپر.

2.2 سیستم مهر و موم مفصلی

مفصل مفصلی ماشین محافظ را قادر می سازد تا در امتداد ترازهای منحنی حرکت کند. در زمین های شنی غنی از آب، نشتی جزئی ممکن است به سرعت به فوران آب-شن تبدیل شود. محرک های اصلی: فرسوده واشرهای آب بندی، گریس مفصلی ناکافی، زاویه مفصل بندی بیش از حد در حین تونل زدن منحنی، شل شدن پیچ های اتصال و نقص مونتاژ.

2.3 نقاله پیچ

فوران اغلب در لایه های دارای آب با نفوذپذیری بالا رخ می دهد. دلایل اصلی: تهویه ناکافی لجن، عملکرد محفظه خالی، سرعت چرخش بیش از حد پیچ، فشار پایین محفظه زمین و آسیب‌دیدگی مهر و موم انتهای محور.

2.4 تراوش مفصل قطعه

این یک نقص رایج کیفیت تونل طولانی مدت است که ساخت بخش، مونتاژ در محل و تزریق را پوشش می دهد:

● عیوب قطعات پیش ساخته و واشرهای واتر استاپ ناموفق.

● سطوح اتصال کثیف، انحراف قطعه و نیروی ناکافی پیش سفت پیچ در هنگام مونتاژ.

● تزریق همزمان ناکافی یا نامناسب، بخش شناور پس از ترک پوسته دم سپر.

2.5 سیستم تزریق همزمان

نشتی ناشی از فرسوده شدن خطوط لوله، سیل فلنج های شکسته، مهر و موم شفت میکسر آسیب دیده و نسبت مخلوط دوغاب با همخوانی ضعیف است.

2.6 محفظه خاک و نمای حفاری

تهدیدها عمدتاً از آب محدود با فشار بالا، غارهای کارست پیش بینی نشده / مناطق شکستگی گسل، فشار پشتیبانی ناکافی و شکست مهر و موم های یاتاقان اصلی ناشی می شوند.

3. تأثیر شرایط زمین شناسی و محیطی

زمین شناسی عامل خارجی اساسی برای خطر نشت است.

● زمین شناسی بسیار پرخطر: لایه شنی غنی از آب، لایه ماسه-شنی، سفره آب محدود، ناحیه شکستگی گسلی و سازندهای کارستی، که با فشار آب بالا و ضریب نفوذپذیری زیاد مشخص می‌شوند.

● عوامل محیطی: نوسانات فصلی سطح آب زیرزمینی، آبگیری گودال فونداسیون مجاور و اضافه بار سطحی، که ممکن است درزهای تکمیل شده تونل را دوباره باز کند و باعث نشت ثانویه شود.

4. پیشگیری و کنترل جامع اقدامات متقابل

پیروی از اصل "پیشگیری اول، ترکیب پیشگیری با درمان".

4.1 مدیریت مهر و موم تجهیزات

● تزریق کافی و پایدار گریس محافظ دم و گریس مفصلی را حفظ کنید، وضعیت تزریق را برای هر حلقه بررسی کنید.

● وضعیت سایش برس های دم، واشرهای مفصلی و مهر و موم شفت نقاله پیچ را به طور مرتب بررسی کنید. قطعات آسیب دیده را به موقع تعویض کنید

● بازرسی کامل گردی و آزمایش آب بندی پس از مونتاژ مجدد سپر.

4.2 کنترل ساخت و ساز در محل

● فشار تزریق همزمان زیر 0.5 مگا پاسکال را به شدت کنترل کنید، از حجم مناسب تزریق اطمینان حاصل کنید.

● وضعیت رانندگی سپر را تثبیت کنید، از اصلاح مکرر برد بزرگ خودداری کنید.

● بهبود کیفیت مونتاژ قطعه، آفست بخش کنترل، تمیز کردن سطوح اتصال و تضمین گشتاور پیش سفت پیچ.

● فرمول تهویه لجن را بهینه کنید. ممنوعیت حفاری اتاق خالی در زمین های پر آب.

4.3 کنترل کیفیت مواد

بازرسی دقیق ورودی را برای مواد کلیدی انجام دهید: گریس محافظ ضد آبشستگی دم، واشرهای ضد آب برای قطعات، عامل تهویه کننده کف و مواد تزریق. محصولات فاقد صلاحیت رد خواهند شد.

4.4 خطر زمین شناسی پیش هشدار و آماده سازی اضطراری

● انجام پیش بینی زمین شناسی پیش از حفر تونل. طرح های ساخت و ساز ویژه ای را برای بخش های پرخطر آب تهیه کنید.

● مواد اتصال اضطراری را ذخیره کنید، تمرینات اضطراری منظم را برای حوادث نشتی دوغاب آب سازماندهی کنید.

5. نتیجه گیری

نشت آب و دوغاب در حین حفاری تونل یک مشکل کوپلینگ چندعاملی است که ناشی از وضعیت تجهیزات، عملیات ساخت و ساز، عملکرد مواد و شرایط زمین‌شناسی است. هیچ اقدام واحدی نمی تواند خطرات را به طور کامل از بین ببرد.

انتخاب مواد شیمیایی پشتیبان با کارایی بالا (گریس محافظ ضد فرسایش دم، عامل فوم تهویه کننده لکه، ترکیب دوغاب با استحکام بالا) نقشی حیاتی در افزایش قابلیت اطمینان آب بندی، بهبود خاصیت لجن و تضمین اثر پس‌پر شدن دارد. تطبیق مواد معقول همراه با مدیریت استاندارد سایت می تواند به طور موثر خطرات نشت را کاهش دهد و تونل سپر ایمن و کارآمد را تضمین کند.