Analisis Mendalam & Solusi Pencegahan Lengkap untuk Kebocoran Air dan Lumpur selama Perlindungan Pembuatan terowongan

Kebocoran air dan lumpur merupakan bahaya yang sering terjadi selama pembuatan terowongan pelindung untuk proyek kereta bawah tanah dan terowongan. Hal ini terutama terjadi pada segel ekor pelindung, segel artikulasi, konveyor sekrup, sambungan segmen, sistem grouting, dan ruang tanah. Dipicu oleh berbagai faktor termasuk keausan segel peralatan, pengoperasian konstruksi yang tidak tepat, kinerja material yang buruk, dan kondisi hidro-geologi yang kompleks, kebocoran yang parah dapat menyebabkan keruntuhan tanah, kerusakan peralatan, dan kecelakaan keselamatan pribadi. Penanganannya mengikuti prinsip preventif first dengan pencegahan dan mitigasi terpadu. Penting untuk menjaga penyegelan peralatan, menstandardisasi konstruksi lokasi, mengontrol kualitas bahan mentah, dan memprediksi risiko geologis. Penggunaan produk kimia pendukung seperti pelumas ekor pelindung anti-erosi, bahan busa pengkondisi kotoran, dan material grouting berperforma tinggi dapat secara efektif mengurangi risiko kebocoran dan menjamin pembuatan terowongan pelindung yang aman.

1. Pendahuluan: Bahaya Kebocoran Lumpur Air pada Terowongan Pelindung

Terowongan pelindung adalah metode konstruksi utama untuk kereta bawah tanah perkotaan, terowongan penyeberangan sungai, dan terowongan utilitas. Namun, kebocoran air dan lumpur merupakan masalah yang sering terjadi dan sulit dalam penggalian perisai dalam kondisi bawah tanah yang rumit.

Menurut statistik, lebih dari 60% cacat kualitas terowongan pelindung domestik disebabkan oleh kebocoran bubur air.

● Kebocoran kecil memperburuk lingkungan kerja terowongan dan meningkatkan penundaan konstruksi.

● Kecelakaan parah dapat menyebabkan penurunan tanah, keruntuhan permukaan, kerusakan pada peralatan listrik & hidrolik.

● Rembesan dalam jangka panjang menyebabkan korosi pada baja dan kerusakan beton, mengurangi masa pakai terowongan, dan bahkan menimbulkan ancaman fatal bagi pekerja di lokasi.

Kegagalan kebocoran terkonsentrasi pada beberapa posisi umum, dengan tingkat bahaya dan akar penyebab berbeda.

2. Posisi Kebocoran Utama & Akar Penyebabnya

2.1 Sistem Segel Ekor Pelindung (Posisi Berisiko Tertinggi)

Segel ekor pelindung terdiri dari sikat kawat baja multi-untai dan gemuk penyegel khusus, untuk memblokir lumpur timbunan dan air bawah tanah. Penyebab utama kebocoran:

● Gemuk ekor pelindung yang tidak tepat: volume tidak mencukupi, tekanan injeksi rendah, atau gemuk berkualitas buruk tersapu oleh air tanah.

● Tekanan grouting simultan yang berlebihan melebihi batas 0,5MPa, sehingga merusak segel tail-brush.

● Perakitan segmen buruk: offset segmen besar, sudut segmen rusak, gasket kedap air berubah bentuk atau terjatuh.

● Postur perisai yang tidak wajar: seringnya koreksi berlebihan dan mengemudi seperti ular yang menyebabkan jarak bebas ekor tidak merata.

● Keausan, robekan, atau perubahan bentuk sikat ekor pelindung.

2.2 Sistem Segel Artikulasi

Sambungan artikulasi memungkinkan alat berat pelindung bergerak sepanjang garis lengkung. Di tanah berpasir yang kaya akan air, sedikit kebocoran dapat dengan cepat berkembang menjadi semburan air-pasir. Pemicu utama: gasket penyegel yang aus, gemuk artikulasi yang tidak mencukupi, sudut artikulasi yang berlebihan selama pembuatan terowongan kurva, baut penghubung yang kendor, dan cacat perakitan.

2.3 Konveyor Sekrup Memancar

Gushing sering terjadi pada lapisan yang mengandung air dengan permeabilitas tinggi. Alasan inti: pengkondisian kotoran yang tidak memadai, pengoperasian ruang kosong, kecepatan putar sekrup terlalu tinggi, tekanan ruang tanah rendah, dan segel ujung poros rusak.

2.4 Rembesan Sambungan Segmen

Ini adalah cacat kualitas terowongan jangka panjang yang umum, meliputi manufaktur segmen, perakitan di lokasi, dan pemasangan:

● Cacat pada segmen pracetak dan gasket penghenti air yang tidak memenuhi syarat.

● Permukaan sambungan yang kotor, offset segmen, dan gaya pra-pengencangan baut yang tidak memadai selama perakitan.

● Grouting simultan yang tidak mencukupi atau tidak proporsional dengan baik, segmen mengambang setelah meninggalkan cangkang ekor pelindung.

2.5 Sistem Grouting Secara Simultan

Kebocoran berasal dari saluran pipa yang aus, segel flensa yang rusak, segel poros mixer yang rusak, dan rasio campuran nat yang tidak sesuai.

2.6 Ruang Tanah & Permukaan Penggalian

Ancaman terutama datang dari perairan bertekanan tinggi, gua karst yang tidak terduga/zona patahan, tekanan pendukung yang tidak mencukupi, dan kegagalan segel bantalan utama.

3. Pengaruh Kondisi Geologi & Lingkungan

Geologi adalah faktor eksternal mendasar yang menyebabkan risiko kebocoran.

● Geologi yang sangat berisiko tinggi: lapisan pasir kaya air, lapisan pasir-kerikil, akuifer air terbatas, zona patahan dan formasi karst, ditandai dengan tekanan air yang tinggi dan koefisien permeabilitas yang besar.

● Faktor lingkungan: fluktuasi musiman pada permukaan air tanah, pengeringan lubang pondasi di dekatnya, dan biaya tambahan permukaan, yang dapat membuka kembali sambungan terowongan yang telah selesai dan memicu rembesan sekunder.

4. Penanggulangan Pencegahan & Pengendalian Komprehensif

Mengikuti prinsip “Pencegahan Pertama, Gabungkan Pencegahan dengan Pengobatan”.

4.1 Manajemen Segel Peralatan

● Pertahankan injeksi gemuk ekor pelindung dan gemuk artikulasi yang cukup dan stabil, periksa status injeksi untuk setiap ring.

● Periksa secara teratur kondisi keausan sikat ekor, gasket artikulasi, dan segel poros konveyor sekrup; ganti komponen yang rusak tepat waktu.

● Selesaikan pemeriksaan kebulatan dan uji penyegelan setelah pemasangan kembali pelindung.

4.2 Pengendalian Konstruksi di Lokasi

● Kontrol secara ketat tekanan grouting simultan di bawah 0,5MPa, pastikan volume grouting memadai.

● Stabilkan postur mengemudi dengan pelindung, hindari koreksi jarak jauh yang sering dilakukan.

● Meningkatkan kualitas perakitan segmen, mengontrol offset segmen, membersihkan permukaan sambungan, dan menjamin torsi pengencangan awal baut.

● Mengoptimalkan formula pengkondisian kotoran; melarang penggalian ruang kosong di tanah yang kaya air.

4.3 Pengendalian Mutu Bahan

Lakukan pemeriksaan masuk yang ketat untuk material utama: gemuk ekor pelindung anti gerusan, gasket penahan air untuk segmen, bahan pengkondisi busa, dan material grouting. Produk yang tidak memenuhi syarat akan ditolak.

4.4 Pra-Peringatan & Persiapan Darurat Resiko Geologi

● Melakukan prediksi geologis terlebih dahulu sebelum membuat terowongan; menyusun skema konstruksi khusus untuk daerah kaya air yang berisiko tinggi.

● Simpan bahan penyumbat darurat, atur latihan darurat rutin untuk kecelakaan kebocoran lumpur air.

5. Kesimpulan

Kebocoran air dan lumpur selama pembuatan terowongan pelindung merupakan masalah kopling multi-faktor yang disebabkan oleh status peralatan, operasi konstruksi, kinerja material, dan kondisi geologi. Tidak ada satu tindakan pun yang dapat sepenuhnya menghilangkan risiko.

Pemilihan bahan kimia pendukung berkinerja tinggi (gemuk ekor pelindung anti-erosi, bahan busa pengkondisi kotoran, senyawa grouting berkekuatan tinggi) memainkan peran penting dalam meningkatkan keandalan penyegelan, meningkatkan sifat kotoran, dan menjamin efek pengurukan. Pencocokan material yang wajar dan pengelolaan lokasi yang terstandarisasi dapat secara efektif mengurangi bahaya kebocoran dan memastikan pembuatan terowongan pelindung yang aman dan efisien.