新建城際鐵路明挖隧道防水技術研究

趙峰

（中鐵二十二局集團第四工程有限公司）

1 工程概況

新建城際鐵路聯絡線，正線位于北京市大興區，里程DK35+770-DK40+300，合計4.53km，包含榆安1 號隧道、2 號隧道、新航城站，采用明挖法施工，普通襯砌斷面拱頂主要采用臺車施工，部分采用支架，下錨段、咽喉區域頂板、洞室及異性截面采用支架+模板施工，架體坐落于基坑內、仰拱填充之上，安全等級I 級。

襯砌結構主要下臥層為黏土、粉土及粉質黏土，現狀廠區上部地下水為第四系空隙潛水，下部砂層賦存承壓水，其中砂類土層中水量較豐富，粉土次之。地下水埋藏的深度比較大，地下水埋深在20.20～22.8m（絕對高程在0.3～0.283m）。水位在換季時變幅3-5m，主要由雨水及地下水潛流排泄補給，以潛流和人為開采為排泄條件。下部砂層承壓限制層深度為40m 左右，承壓水頭為地下20m 左右。

2 明挖隧道防排水設計

2.1 主體結構防水設計

明挖放坡段及圍護樁段隧道結構設置全封閉分高式防水板（2mm 單面自粘式ECB 防水板），側墻和仰拱部位鋪設無紡布，通過防水板與現澆混凝士的粘結密貼實現無死角的防水封閉，結構表面無濕漬。在結構的接縫處利用高分子復合自粘式防水板進行防水施工，詳見表1。

表1 主體結構不同位置防水形式

2.2 施工縫防水設計

明挖隧道分開澆筑的混凝土施工縫有環向和縱向兩種，環向施工縫采用鋼邊橡膠止水帶、遏水膨脹止水條、注漿管和水泥基滲透結晶型防水涂料；縱向施工縫采用鍍鋅鋼板止水帶、注漿管、遇水膨脹止水條和水泥基滲透結晶型防水涂料。當接縫處出現滲水或者漏水時，可利用預埋的注漿管進行注漿封堵滲漏現象。見表2。

表2 施工縫不同位置防水形式

2.3 變形縫防水設計

應用復合防水構造方法進行變形縫施工，仰拱和邊墻部位則應用中埋式鋼邊橡膠止水帶與背貼式止水帶，拱部運用中埋式鋼邊橡膠止水帶與2 道緩膨型遇水膨脹止水條，仰拱、仰拱填充內和拱墻分別設置單獨的排水盲管，分別引入側溝和中心水位。變形縫填縫使用聚乙烯泡沫塑料板、雙組份聚硫密封膏實施封閉，具體如表3 所示。

表3 變形縫不同位置防水形式

3 明挖隧道防排水施工技術

3.1 主體結構防水施工

3.1.1 底板防水施工

采用預鋪反粘法施工。首先將防水層鋪好，將防水層中ECB 面靠近底板墊層的位置進行鋪設，防水層中粘貼面上鋪設厚度為50mm 的混凝土保護層，再施工主體結構。采取橫（環）向鋪設，避免內角處出現搭接面從而達不到防水效果。鋪設長度應超出混凝土濕接縫及預留鋼筋項端500mm。防水卷材搭接寬度為150mm；施工時盡可能避免T 字型搭接和十字搭接的數量，過多會影響防水效果。仰拱位置的防水層鋪設完成后，應先撕掉卷材隔離層，再進行鋼筋綁扎，綁扎完成后立即澆筑50mm 厚細石混凝土保護層。

3.1.2 邊墻防水施工

采用預鋪反粘法施工。采取橫（環）向鋪設，鋪設長度應超出混凝土濕接縫及預留鋼筋頂端500mm。灌注樁段先在開挖的灌注樁臨空面上噴射10cmC25 網噴混凝土找平，然后鋪設400g/m2土工布及單面自粘防水板，自粘面朝向結構。用水泥釘固定住防水板及土工布，按交錯布置，間距0.8～1.0m，并在水泥釘上貼15cm×15㎝的雙面自粘防水板進行補強。最后將結構側墻混凝土澆注在防水板中隔離面（粘貼面）一側。

3.1.3 拱頂防水施工

運用后鋪正粘法進行作業。先澆筑混凝土，待混凝土強度滿足設計要求后，在表面涂上厚度為25mm 的單組份聚氨脂防水涂料，完成后澆筑細石混凝土找平層，厚度為50mm，接著再鋪設防水層，防水層中隔離面（粘貼面）與找平層密貼，防水層外側需澆筑50mm 厚細石混凝土保護層，最后開展填土層施工。通過環向鋪設的方式施工防水層，在鋪設防水材料過程中，避免出現拉得過緊、大鼓包等現象，鋪設完成的防水板應和基面凹凸起伏一致，具有自然、平整、服帖的效果。防水卷材搭接寬度設計150mm；開展作業時盡量減少T 字型搭接和十字搭接，如果數量太多將不利于防水效果的實現。

3.2 施工縫防水施工

主體結構縱向施工縫采用鍍鋅鋼板止水帶、環向施工縫采用中埋式鋼邊橡膠止水帶，施工縫均用水泥基滲透結晶型防水涂料、可維護注漿管、緩膨型遇水膨脹止水條進行防水處理。具體要點為：

⑴明挖隧道按施工順序設置縱向施工縫和環向施工縫，縱向施工縫應留置在高出底板頂面不小于300mm，且宜在水溝蓋板底面以下的墻體上。環向施工縫間距宜控制在8～12m。

⑵以450mm 為間距，將止水帶固定在結構鋼筋上，保證堅固結實，禁止出現扭曲、變形等情況。

⑶通過盆式安裝的方式來安裝拱部和仰拱施工縫的止水帶，這樣有利于排出振搗作業過程中產生的氣泡，提高止水帶部位的混凝土跟止水帶結合的牢固性。

⑷應加強止水帶位置混凝土的振搗作業，施工過程中禁止振搗棒觸碰到止水帶。

⑸鋼邊橡膠止水帶現場僅允許對接接頭（采用機械對接），其它型式的接頭（十字、T 字）均要求提供預制接頭，接頭部位抗拉強度不得低于母材強度的80%。止水帶在工地進行接頭處理時，嚴格按照設計圖中止水帶的對接做法操作。

⑹進行施工縫部位混凝土澆筑時，需要先對施工縫表面進行鑿毛，但注意禁止損壞止水帶。

⑺施工縫防水施工時，使用預埋可維護注漿管的方法，如接縫處出現滲水、漏水問題，則通過預埋的注漿管實施注漿從而達到堵漏目的。可將注漿管固定在施工縫表面中埋式鋼邊止水帶與靠近內邊的緩膨型遇水膨脹止水條之間，間距設置成20～25cm，沿著施工縫通長布設。使用搭接法連接注漿管，出漿段的有效搭接長度需控制在10～15cm。側墻下部環向施工縫及縱向施工縫處的注漿管引到環縱向施工縫連接處附近，連接小外徑軟管，最終接入注漿盒中。若拱腳處設置有縱向施工縫則其中的注漿管用插銷連接管連至兩端的環向注漿管。

⑻緩膨型遇水膨脹止水條可采用預留槽嵌入法。將緩膨型遇水膨脹止水條嵌入槽內，將止水條固定牢固后，再澆注下一環混凝土。

⑼涂刷滲透結晶防水涂料前，基面應鑿毛并處理干凈，用水浸透但不能有明水，方可施作水泥基滲透結晶型防水涂料（1.5㎏/m2），涂層凝固后需進行養護。

3.3 變形縫防水施工

變形縫采用中埋式鋼邊橡膠止水帶、背貼式止水帶、自粘式防水板加強層、排水盲管。變形縫填縫材料選用泡沫塑料板，密封材料采用雙組份聚硫密封膏。具體施工方法如下：

⑴明挖段變形縫應設置在洞室位置、襯砌斷面變化處、隧道下臥層承載力變化明顯處、工法變換處，變形縫位置應與襯砌變化位置應保持1m 凈距，與襯砌開洞位置應保持1 倍洞徑的凈距。

⑵變形縫控制間距為50m，可靈活布置。

⑶變形縫應預埋排水盲管，使用專用扣件固定在施工縫表面中埋式鋼邊止水帶與靠近內側的緩膨型遇水膨脹止水條之間，固定間距為20～25cm，沿施工縫通長布設。

⑷變形縫的兩側應平整、清潔、無滲水。

⑸變形縫嵌縫應密實。

4 質量控制措施

4.1 防水板施工質量控制

使用雙焊縫的方法來焊接防水板，以調速、調溫熱楔式自動爬行式熱合機熱熔焊接，并安排人員使用手持焊槍對細節部分進行處理和修補。防水板鋪設應舒展平整，不可重疊起皺，防水板表面不可有灰塵、油污、水滴等，達標后再焊接。焊縫連接處不能有折皺、空隙及氣泡，焊接200～300cm 的焊縫應停電清理粘合物再施工。焊接應滿足規定的溫度、速度及單條焊縫的有效焊縫寬度不小于1.5cm 的要求，保證焊縫平直、整齊、輪廓清晰，滿足防水焊接要求[1]。

條焊縫的有效焊接寬度應超過15mm，相鄰防水板的搭接寬度則超過15cm，分段鋪設的防水板邊緣部位需有至少20cm 的搭接余量，并對預留部分采取保護措施。

防水板的鋪設和襯砌混凝土施工交叉作業時難免出現破損，若發生防水板破損應做好標記并及時修補。采用雙面自粘ECB 材料修補破損部位。

4.2 材料管理質量控制

對已進場的防水材料，及時存放在安全的位置，以免通行車輛或搬運鋼筋及尖銳材料時撞壞防水板；防水材料在現場搬運過程中輕拾輕放，嚴禁用拋擲、滾動方法搬運；臨時堆放時要穩妥、可靠，防止其滾落受撞擊損壞防水板；防水材料存放時不得暴曬在陽光下，以免自粘材料在陽光暴曬下發生變化[2]。