軌道交通區間隧道防水施工技術研究

楊 軼

現代社會信息交流頻繁,獲取信息的途徑也很多,因自身也是從事工程施工,所以對工程相關內容比較關注,經常可以看到已建隧道因施工期間質量問題引起病害的信息,而在這諸多病害之中,尤其以隧道襯砌以及仰拱填充的滲水、漏水最為嚴重。隧道施工多數為地下暗挖,一旦隧道施工經過地下水系比較豐富的地區,防水工作稍有疏忽將極易出現滲漏水現象。隧道一旦出現滲漏水將極大地威脅隧道結構、設備的正常使用和行車安全,給負責管理隧道運營部門的維修也帶來了極大的壓力,每年花費在止水上的維修費用都相當可觀。因此,確保施工期間隧道的工程質量,工程竣工之時交給業主單位的都是優質工程,解決隧道施工質量問題,首當其沖就是隧道的防水施工。

施工過程中,如何才能達到設計要求,真正做到不滲不漏,是施工單位必須研究解決的課題。鑒于此,中鐵隧道集團一處有限公司在重慶軌道交通三號線八標段火車客站—龍頭寺站、龍頭寺站—設計終點區間隧道施工過程中,大膽探索,努力鉆研,總結出一套適合市政工程防水施工的措施,達到了不滲不漏,滿足了設計目標。

1 工程概況

重慶軌道交通三號線一期工程八標段共有兩座區間隧道,火車客站—龍頭寺站區間隧道全長587.441 m,龍頭寺站—設計終點區間隧道全長420.211 m。隧道斷面變化形式多樣,兩區間隧道共有12種不同襯砌斷面類型,且均為淺埋隧道。火龍區間隧道右側毗鄰天宮殿三八水庫,地下水裂隙發育;洞頂覆土為農田,地表水量較為豐富,造成隧道開挖過水庫段有大面積的滲漏水及少量涌水出現。龍終區間隧道縱向穿越兩處魚塘及一排水涵洞,地下水裂隙發育,存在較大面積滲水及滴水。

2 滲水產生的原因及治理方法

主體結構施工完成的隧道,一般來講滲水主要出現在兩個方面：1)襯砌施工先施作邊基,再根據臺車長度逐模進行混凝土澆筑,不同圍巖類型、不同斷面類型襯砌必須斷開,這樣不可避免的會存在多處混凝土二次結合的部位,我們通常稱之為施工縫、變形縫等,這一施工縫隙易于發生滲水;2)襯砌結構混凝土施工過程中,振搗不密實造成的蜂窩、麻面,泵送不到位造成的背后空洞等,這樣勢必造成混凝土自身的防水性能被削弱從而導致發生滲水。

根據重慶市軌道交通較新線試用版施工技術規范,對隧道滲漏水的防治是按照“以防為主、疏排相結合,因地制宜,綜合治理”的原則,施工中嚴格按照設計,同時根據現場初期支護結構實際滲漏水情況,動態進行防水施工。首當其沖要在防水上下功夫：1)要做好襯砌內防水結構;2)防各種“縫”的漏水;3)加強隧道襯砌混凝土本身的自防水性能,即防止襯砌出現蜂窩、麻面、空洞等現象,提高混凝土的密實度,使其抗滲性能能夠真正得到發揮。

3 施工控制措施

3.1 優化爆破方案,提高爆破施工效果

隧道開挖主要采取鉆爆方式進行開挖,開挖過程中遵循“短進尺、弱爆破”,盡量減少對圍巖的擾動,爆破震動幀數控制在2 cm/s以內;針對不同圍巖情況,采用不同的爆破方法,控制好隧道超欠挖。做好這兩個方面對防水有兩大好處：1)對圍巖擾動小,降低了圍巖裂縫出現的幾率,也就可以減少圍巖裂隙水的出現;2)開挖輪廓圓順,初期支護噴混凝土面也圓順,減少了凸兀不平的尖銳巖面(噴射混凝土面)對防水層的刺穿。通過采取了以上措施,火龍、龍終區間隧道巖面開挖超欠挖控制較好,噴混凝土巖面平順,為下一步防水卷材的鋪設打下了一個良好的基礎。因此,提高爆破施工效果,盡量減少爆破震動對圍巖的擾動,減少圍巖裂隙、裂紋是隧道防水需要把握的第一道關口。

3.2 嚴格施作內防水系統,確保排水暢通

1)嚴把原材料質量關,嚴格執行抽樣送檢制度,確保產品合格。2)在防水卷材鋪設之前,將初期支護施工中留在噴混凝土表面外的錨桿鋼筋頭,施工中用于掛設風水管道、電纜等植入的鋼筋全部予以割除,對噴混凝土巖面部分存在較大凸起的周邊用砂漿予以抹平,使防水卷材能夠得以在平順的巖面進行鋪設。3)防水卷材采用新型的由無紡布緩沖層、防水板及高分子自粘性橡膠瀝青組合而成的復合型防水卷材。為有效的保護防水卷材,采用無釘法進行鋪設,搭接寬度15 cm;防水卷材的鋪設適當預留松鋪系數,避免因鋪設過緊造成混凝土澆筑時脹破防水卷材。4)環向盲管采用φ 75單壁雙波紋打孔波紋管,縱向排水盲管采用φ 116單壁雙波紋打孔波紋管,盲管安裝牢固,確保混凝土灌注過程中不偏位。縱環向排水管采用塑料三通進行連接,三通連接處外包無紡布;原設計全包防水未考慮橫向排水管將襯砌背后滲水引入排水邊溝,我部依據多年施工經驗,并結合現場實際情況,在滲水量較大部位增設橫向排水管,無紡布進行包裹,確保管內通暢,將襯砌背后滲水引入排水邊溝。

3.3 施工縫、變形縫的防水

3.3.1 施工縫防水措施

施工縫防水不再采用原隧道施工經常使用的遇水膨脹止水條,取而代之的是新型工藝：單組分遇水膨脹密封膠+可全斷面出漿的注漿管組合使用。注漿管6 m長一根,搭接環向布設,每處接頭預留注漿孔至襯砌內,主體結構完工后如遇有滲水出現即通過注漿孔向整個施工縫進行注漿止水,如圖1所示。

3.3.2 變形縫防水措施

變形縫防水采用背貼式橡膠止水帶+中埋式鋼邊橡膠止水帶+不銹鋼接水盒的組合方式。背貼式止水帶緊貼初支巖面進行布置;鋼邊止水帶自重較大,且安裝位置要求嚴格,施工中尤其注重對其安裝的控制,使用φ 6.5鋼筋加工成卡環來固定鋼邊止水帶的位置,卡環與周邊鋼筋連接牢固,確保其居中的準確性;襯砌內輪廓面設1 mm厚不銹鋼板接水盒,同注漿管一樣,接水盒起的作用也是預防今后如果變形縫出現滲漏水,可以通過接水盒排至隧道排水邊溝中,如圖2所示。

3.3.3 襯砌連拱段防水措施

c1,f1型斷面出入線隧道分別與下行線、上行線隧道形成連拱隧道,這樣致使連拱部位形成一個深V字形,如果照常緊貼初支鋪設防水卷材,勢必造成防水卷材褶皺嚴重,混凝土澆筑過程中極易將防水卷材擠壓破壞,給今后的防水帶來極大的隱患。考慮到此薄弱環節,我項目采取在深V字形部位,填充防水砂漿層,在增強了防水的同時,也使防水卷材能夠以一個較平順的方式進行鋪設,如圖3所示。

3.4 混凝土的自防水

1)軌道交通建設結構物的混凝土施工均由業主招標確定的商品混凝土生產廠家進行供應,施工過程中做好進場商品混凝土的檢驗,檢驗其坍落度、和易性,坍落度控制在 16 cm～18 cm,入模溫度不能超過28℃,重慶夏季炎熱,商品混凝土路程較遠,水分易蒸發,在施工現場可根據實際情況通過適量添加液體減水劑對坍落度予以調整,使混凝土能夠順利的進行輸送,堅決不允許通過加水來進行坍落度調整。對不能滿足設計要求的混凝土堅決予以退回。2)初期支護施工完成后,利用全站儀對整個初期支護斷面進行斷面測量,明確初支超欠情況,對測量結果顯示存在侵入襯砌結構的部位,必須立即做出處理,確保襯砌厚度不受影響。保證混凝土襯砌厚度是提高抗滲性能的根本措施之一。3)在泵送混凝土的過程中,襯砌臺車應就位穩固,不能因輸送泵的振動影響襯砌臺車的穩定。混凝土灌注過程中安排專人進行值守,確保整個灌注過程模板的穩固。混凝土表面蜂窩、麻面及背后空洞的消除將大大提高混凝土自身的抗滲性能。

4 結語

通過采取一系列有效的管理及施工技術的控制措施,我項目所施工的兩區間隧道防水取得了很好的效果,未出現一處滲漏水,完全滿足了業主及設計的要求,得到了較高的評價。防水施工要做得好必須從領導層至作業層均高度重視,合理的設計、施工現場的管理及技術措施的采取三者齊抓,缺一不可,這樣隧道的施工質量才能得到提高,才能滿足軌道交通百年工程的需要。

[1]陳傳德.公路隧道防排水施工技術[J].公路交通技術,2001(2)：26-27.

[2]丁宇坤.防水型隧道防排水工程措施的研究[D].成都：西南交通大學,2006.

[3]金成軍.關于鐵路隧道防水的施工技術探討[J].山西建筑,2009,35(2)：327-328.

[4]JTG F60-2009,公路隧道施工技術規范[S].