轨道交通区间隧道防水施工技术研究

杨 轶

现代社会信息交流频繁,获取信息的途径也很多,因自身也是从事工程施工,所以对工程相关内容比较关注,经常可以看到已建隧道因施工期间质量问题引起病害的信息,而在这诸多病害之中,尤其以隧道衬砌以及仰拱填充的渗水、漏水最为严重。隧道施工多数为地下暗挖,一旦隧道施工经过地下水系比较丰富的地区,防水工作稍有疏忽将极易出现渗漏水现象。隧道一旦出现渗漏水将极大地威胁隧道结构、设备的正常使用和行车安全,给负责管理隧道运营部门的维修也带来了极大的压力,每年花费在止水上的维修费用都相当可观。因此,确保施工期间隧道的工程质量,工程竣工之时交给业主单位的都是优质工程,解决隧道施工质量问题,首当其冲就是隧道的防水施工。

施工过程中,如何才能达到设计要求,真正做到不渗不漏,是施工单位必须研究解决的课题。鉴于此,中铁隧道集团一处有限公司在重庆轨道交通三号线八标段火车客站—龙头寺站、龙头寺站—设计终点区间隧道施工过程中,大胆探索,努力钻研,总结出一套适合市政工程防水施工的措施,达到了不渗不漏,满足了设计目标。

1 工程概况

重庆轨道交通三号线一期工程八标段共有两座区间隧道,火车客站—龙头寺站区间隧道全长587.441 m,龙头寺站—设计终点区间隧道全长420.211 m。隧道断面变化形式多样,两区间隧道共有12种不同衬砌断面类型,且均为浅埋隧道。火龙区间隧道右侧毗邻天宫殿三八水库,地下水裂隙发育;洞顶覆土为农田,地表水量较为丰富,造成隧道开挖过水库段有大面积的渗漏水及少量涌水出现。龙终区间隧道纵向穿越两处鱼塘及一排水涵洞,地下水裂隙发育,存在较大面积渗水及滴水。

2 渗水产生的原因及治理方法

主体结构施工完成的隧道,一般来讲渗水主要出现在两个方面：1)衬砌施工先施作边基,再根据台车长度逐模进行混凝土浇筑,不同围岩类型、不同断面类型衬砌必须断开,这样不可避免的会存在多处混凝土二次结合的部位,我们通常称之为施工缝、变形缝等,这一施工缝隙易于发生渗水;2)衬砌结构混凝土施工过程中,振捣不密实造成的蜂窝、麻面,泵送不到位造成的背后空洞等,这样势必造成混凝土自身的防水性能被削弱从而导致发生渗水。

根据重庆市轨道交通较新线试用版施工技术规范,对隧道渗漏水的防治是按照“以防为主、疏排相结合,因地制宜,综合治理”的原则,施工中严格按照设计,同时根据现场初期支护结构实际渗漏水情况,动态进行防水施工。首当其冲要在防水上下功夫：1)要做好衬砌内防水结构;2)防各种“缝”的漏水;3)加强隧道衬砌混凝土本身的自防水性能,即防止衬砌出现蜂窝、麻面、空洞等现象,提高混凝土的密实度,使其抗渗性能能够真正得到发挥。

3 施工控制措施

3.1 优化爆破方案,提高爆破施工效果

隧道开挖主要采取钻爆方式进行开挖,开挖过程中遵循“短进尺、弱爆破”,尽量减少对围岩的扰动,爆破震动帧数控制在2 cm/s以内;针对不同围岩情况,采用不同的爆破方法,控制好隧道超欠挖。做好这两个方面对防水有两大好处：1)对围岩扰动小,降低了围岩裂缝出现的几率,也就可以减少围岩裂隙水的出现;2)开挖轮廓圆顺,初期支护喷混凝土面也圆顺,减少了凸兀不平的尖锐岩面(喷射混凝土面)对防水层的刺穿。通过采取了以上措施,火龙、龙终区间隧道岩面开挖超欠挖控制较好,喷混凝土岩面平顺,为下一步防水卷材的铺设打下了一个良好的基础。因此,提高爆破施工效果,尽量减少爆破震动对围岩的扰动,减少围岩裂隙、裂纹是隧道防水需要把握的第一道关口。

3.2 严格施作内防水系统,确保排水畅通

1)严把原材料质量关,严格执行抽样送检制度,确保产品合格。2)在防水卷材铺设之前,将初期支护施工中留在喷混凝土表面外的锚杆钢筋头,施工中用于挂设风水管道、电缆等植入的钢筋全部予以割除,对喷混凝土岩面部分存在较大凸起的周边用砂浆予以抹平,使防水卷材能够得以在平顺的岩面进行铺设。3)防水卷材采用新型的由无纺布缓冲层、防水板及高分子自粘性橡胶沥青组合而成的复合型防水卷材。为有效的保护防水卷材,采用无钉法进行铺设,搭接宽度15 cm;防水卷材的铺设适当预留松铺系数,避免因铺设过紧造成混凝土浇筑时胀破防水卷材。4)环向盲管采用φ 75单壁双波纹打孔波纹管,纵向排水盲管采用φ 116单壁双波纹打孔波纹管,盲管安装牢固,确保混凝土灌注过程中不偏位。纵环向排水管采用塑料三通进行连接,三通连接处外包无纺布;原设计全包防水未考虑横向排水管将衬砌背后渗水引入排水边沟,我部依据多年施工经验,并结合现场实际情况,在渗水量较大部位增设横向排水管,无纺布进行包裹,确保管内通畅,将衬砌背后渗水引入排水边沟。

3.3 施工缝、变形缝的防水

3.3.1 施工缝防水措施

施工缝防水不再采用原隧道施工经常使用的遇水膨胀止水条,取而代之的是新型工艺：单组分遇水膨胀密封胶+可全断面出浆的注浆管组合使用。注浆管6 m长一根,搭接环向布设,每处接头预留注浆孔至衬砌内,主体结构完工后如遇有渗水出现即通过注浆孔向整个施工缝进行注浆止水,如图1所示。

3.3.2 变形缝防水措施

变形缝防水采用背贴式橡胶止水带+中埋式钢边橡胶止水带+不锈钢接水盒的组合方式。背贴式止水带紧贴初支岩面进行布置;钢边止水带自重较大,且安装位置要求严格,施工中尤其注重对其安装的控制,使用φ 6.5钢筋加工成卡环来固定钢边止水带的位置,卡环与周边钢筋连接牢固,确保其居中的准确性;衬砌内轮廓面设1 mm厚不锈钢板接水盒,同注浆管一样,接水盒起的作用也是预防今后如果变形缝出现渗漏水,可以通过接水盒排至隧道排水边沟中,如图2所示。

3.3.3 衬砌连拱段防水措施

c1,f1型断面出入线隧道分别与下行线、上行线隧道形成连拱隧道,这样致使连拱部位形成一个深V字形,如果照常紧贴初支铺设防水卷材,势必造成防水卷材褶皱严重,混凝土浇筑过程中极易将防水卷材挤压破坏,给今后的防水带来极大的隐患。考虑到此薄弱环节,我项目采取在深V字形部位,填充防水砂浆层,在增强了防水的同时,也使防水卷材能够以一个较平顺的方式进行铺设,如图3所示。

3.4 混凝土的自防水

1)轨道交通建设结构物的混凝土施工均由业主招标确定的商品混凝土生产厂家进行供应,施工过程中做好进场商品混凝土的检验,检验其坍落度、和易性,坍落度控制在 16 cm～18 cm,入模温度不能超过28℃,重庆夏季炎热,商品混凝土路程较远,水分易蒸发,在施工现场可根据实际情况通过适量添加液体减水剂对坍落度予以调整,使混凝土能够顺利的进行输送,坚决不允许通过加水来进行坍落度调整。对不能满足设计要求的混凝土坚决予以退回。2)初期支护施工完成后,利用全站仪对整个初期支护断面进行断面测量,明确初支超欠情况,对测量结果显示存在侵入衬砌结构的部位,必须立即做出处理,确保衬砌厚度不受影响。保证混凝土衬砌厚度是提高抗渗性能的根本措施之一。3)在泵送混凝土的过程中,衬砌台车应就位稳固,不能因输送泵的振动影响衬砌台车的稳定。混凝土灌注过程中安排专人进行值守,确保整个灌注过程模板的稳固。混凝土表面蜂窝、麻面及背后空洞的消除将大大提高混凝土自身的抗渗性能。

4 结语

通过采取一系列有效的管理及施工技术的控制措施,我项目所施工的两区间隧道防水取得了很好的效果,未出现一处渗漏水,完全满足了业主及设计的要求,得到了较高的评价。防水施工要做得好必须从领导层至作业层均高度重视,合理的设计、施工现场的管理及技术措施的采取三者齐抓,缺一不可,这样隧道的施工质量才能得到提高,才能满足轨道交通百年工程的需要。

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