高水位明挖隧道全包式防水施工技術

曾光雪

（中鐵十七局集團五公司，山西 太原 030032）

高水位明挖隧道全包式防水施工技術

曾光雪

（中鐵十七局集團五公司，山西 太原 030032）

近幾年來，我國鐵路客運專線有了突飛猛進的發展，已相繼修建了石太、鄭西、武廣、海南東環等一些客運專線，其中客運專線隧道工程防水施工的質量顯得尤為重要，但在高水位明挖隧道的全包式防水施工中，尚沒有成熟的經驗和工程實踐。文章結合海南東環客運專線隧道施工實例，介紹了隧道全包式防水的施工措施，通過多種防水措施的運用，總結了明挖隧道全包式防水施工技術，可為以后類似隧道防水施工提供借鑒。

明挖隧道；高水位；全包式防水

美蘭機場隧道總長4 600 m，位于海南東環鐵路海口美蘭機場附近，區域地下水位較高（地表下2～3 m即見水），涌水量較大（最大涌水量Q=65 000 m3/d）。該隧道采用全包式防水設計，分為圍護結構防水和主體結構防水。在施工過程中，針對該隧道的防水特點，通過對防水施工深入的研究，為高水位明挖隧道全封閉防水施工提供參考。

1 隧道防水設計

美蘭機場隧道采用明挖順作法施工，明挖段圍護結構采用鉆孔灌注樁+旋噴止水帷幕，鉆孔樁樁徑1.0～1.2m,樁間距1.2～1.4m，旋噴止水帷幕樁徑0.8m。采用全包式防水，防水卷材為3mm和4mm厚單面自粘式防水卷材。結構自防水采用C45耐腐蝕混凝土，厚度0.9～2.2m不等，抗滲等級P8。施工縫12 m一道，環向施工縫采用遇水膨脹橡膠止水條+中埋式橡膠止水帶+可維護注漿管的防水措施，縱向施工縫采用遇水膨脹橡膠止水條+中埋式鍍鋅鋼板止水帶+可維護注漿管的防水措施。

2 隧道結構防水施工

隧道結構防水分為圍護結構防水和主體結構防水。因該隧道地下水位高、水頭壓力大，加之地質條件差（表現在地表至基底巖層變化較大），旋噴止水帷幕樁徑和垂直度難以保證，很難與鉆孔灌注樁嚴密咬合，造成止水帷幕施工后圍護結構仍有滲漏水甚至涌水的現象（設計為全包，不排水），圍護結構的好壞直接影響到后期整個防水效果。主體結構防水主要采用了防水板、鍍鋅鋼板止水帶、橡膠止水帶、橡膠止水條、維護注漿管及結構自防水，運用“防、堵”的原則，對主體結構進行立體化防水。

2.1 圍護結構防水

圍護結構鉆孔灌注樁施工完畢后，在鉆孔灌注樁間施工旋噴樁，旋噴樁與鉆孔灌注樁共同形成止水帷幕，見圖1。

圖1 圍護結構止水帷幕

針對本工程鉆孔樁與旋噴樁咬合形成止水帷幕的特點，考慮到鉆孔樁施工產生樁位的偏差，在旋噴樁定孔位時，要在清理鉆孔樁樁頭的基礎上，采用觀察法，以確保旋噴樁樁位位于鉆孔樁中間，使鉆孔樁與旋噴樁咬合達到設計要求。

因該隧道地質情況較為復雜，從地表至基底隧道施工范圍內地下水常水位較高，含水層厚度平均約8 m左右。由于含水層由粗砂和砂灘巖、黏土、粉質黏土、貝殼碎屑巖組成，旋噴止水帷幕在不同地質條件下成樁效果不同，造成部分地段旋噴樁縮徑現象較為嚴重，樁間出現漏水涌砂現象，影響基坑安全。

漏水涌砂是深基坑施工過程中經常發生的問題，一旦處理不及時或處理不當，將會引發基坑坍塌、地表下沉等重大事故。經分析，基坑開挖漏水涌砂的主要原因是：①由于砂層局部密度大，孔隙小，漿液難擴散，水下混凝土難膠結，使旋噴樁直徑縮小,連接密封不好；②旋噴樁與鉆孔灌注樁施工時垂直精度偏差，使旋噴樁與鉆孔灌注樁間咬合不緊密，出現空隙；③流砂發生的條件是實際水力坡降大于發生漏砂的臨界水力坡降。當垂直向上的滲透力等于砂粒的浮容重時，砂粒處于懸浮狀態，極易發生局部涌砂現象。

旋噴樁止水帷幕漏水采取的主要處理措施有：①發現止水帷幕出現漏水涌砂時，應立即停止坑內作業，并于基坑內以砂袋封堵漏水涌砂點。②立即進行HDI注漿，即樁間間隙注漿，其方法是在漏水涌砂點附近的旋噴樁與鉆孔灌注樁間隙打孔注漿，注漿孔距漏水點1～2 m，注漿孔徑為110 mm，注漿終壓0.2～0.5 MPa，注漿范圍在出水點上下各1～2 m范圍，漿液凝固時間控制在5～15 s。注漿時采用上拔式一次性足量連續快速灌注漿液進行堵漏。③為保證漿液能快速凝固，提高砂土的強度和防滲性能，及時封堵漏水點，漿液一般采用水泥-水玻璃雙液漿。④涌砂情況得以控制后，在漏水點鉆孔灌注樁背后補旋噴止水樁，以確保后續開挖時此處樁間不再涌砂。⑤加強周邊地下水位、地表沉降的觀測及樁的位移監測，一旦發現監測數據接近警戒值時，應立即采取加固、回灌等措施，確保周邊建筑物及基坑的安全。

2.2 主體結構防水

2.2.1 襯砌外側防水層施工

襯砌外側防水層采用雙面自粘式防水板（底板及邊墻采用）及單面自粘式防水板（拱部采用），兩種防水板在拱角處搭接，按照襯砌施工順序進行鋪設。為減少防水板搭接數量，底板及邊墻采用雙面自粘式整體防水板（只需環向搭接），即先鋪設襯砌底板防水板，將剩余邊墻防水板卷起，掛至底板上方1 m處，避免鋼筋刺破。待邊墻及拱部施工時，再進行鋪設，單面防水板鋪設待襯砌施工完畢后進行。

2.2.2 施工縫防水施工

根據隧道主體結構施工的分布，結構縱向留兩道施工縫（大跨段留4道），環向每12 m留1道施工縫。施工縫縱向設置鍍鋅鋼板式止水帶、橡膠止水條、可維護注漿管，環向設置橡膠止水帶、橡膠止水條、可維護注漿管。施工縫處必須鑿去表面浮漿，露出石子，澆筑前灑水濕潤后，用與結構相同級配的水泥砂漿進行接縫處理。若在澆筑過程中因故無法連續澆筑時，必須按規范要求留置施工縫。用于施工縫的遇水膨脹橡膠條應直接粘貼在施工縫界面，使之與混凝土緊密接觸。

施工中出現的主要問題及處理措施：①環向中埋式橡膠止水帶預埋位置要準確，必要時加以固定，防止混凝土澆筑時出現偏移的情況，影響施工縫防水效果。布設中埋式橡膠止水帶時，要求止水帶不得斷開，要連續布置。②橡膠止水條在安放的時候不容易固定，可在混凝土施工前按橡膠止水條所在位置預埋一條與橡膠止水條等寬，深1 cm的木條，待混凝土凝固后拆掉木條，將橡膠止水條安放進去。③縱向鍍鋅鋼板止水帶預埋位置要準確，防止出現一邊多一邊少的情況，影響縱向施工縫防水效果。鍍鋅鋼板止水帶之間連接采用搭接，搭接長度不小于5 cm，搭接縫要求滿焊，搭接縫要與施工縫錯開1 m。

3 結束語

針對明挖隧道地下水位線均位于襯砌主體結構以上，水頭壓力較大，襯砌混凝土受圍護結構約束及溫度應力影響較為嚴重，極易產生裂縫，導致滲水后極難長久有效處理的施工難題進行攻關。

高水位明挖隧道全封閉防水技術的研究成功，對今后類似大型深基坑、地鐵車站、明挖隧道襯砌防水施工提供參考。該技術的成功實施可有效減少高水位全封閉明挖隧道襯砌后出現的滲漏水現象，為鐵路的正常運營提供了保障。

The All-inclusive Waterproofing Construction Technology of High Water Level Cut and Cover Tunnel

Zeng Guangxue

In recent years，China’s railway passenger line has a rapid development，and has been built some passenger lines one after another including Shijiazhuang-Taiyuan，Zhengzhou-Xi’an，Wuhan-Guangzhou，Eastern Loop Line of Hainan，etc.Among these projects，the waterproofing construction quality of passenger line tunnel is particularly important.However，in the all-inclusive waterproofing construction of high water level cut and cover tunnel，there is no mature experience and engineering practice.Combining with the tunnel construction instance of Hainan Eastern Loop Line Passenger，the article introduces the all-inclusive waterproofing tunnel construction measures，through the use of various waterproofing measures，summarizes the all-inclusive waterproofing construction technology of cut and cover tunnel，to provide a reference for a similar tunnel waterproofingin future.

cut and cover tunnel；high water level；all-inclusive waterproofing

U458.1

A

1000-8136(2011)05-0075-02