地鐵礦山法暗挖區(qū)間分區(qū)防水設(shè)計(jì)與施工

1、地鐵礦山法暗挖區(qū)間分區(qū)防水設(shè)計(jì)與施工李迎春（中鐵十三局集團(tuán)有限公司，長(zhǎng)春130400）【內(nèi)容提要】 文章介紹南京地鐵礦山法暗挖區(qū)間分區(qū)防水設(shè)計(jì)與施工，為類(lèi)似工程提供新的防水施工思路【關(guān)鍵詞】 地鐵 礦山法 暗挖區(qū)間 分區(qū)防水設(shè)計(jì) 施工1.工程概況南京地鐵一期工程珠江路鼓樓站區(qū)間及鼓樓站玄武門(mén)站區(qū)間為礦山法暗挖施工區(qū)間，區(qū)間全長(zhǎng)分別為651m和1063.6m。地下水位在地表下1.01.5m，結(jié)構(gòu)覆土厚度817m，區(qū)間穿越地層種類(lèi)較多，有相對(duì)不透水的粉質(zhì)粘土層、弱透水的殘積土層及透水的風(fēng)化巖層。區(qū)間結(jié)構(gòu)為復(fù)合式襯砌，初支結(jié)構(gòu)為C20噴砼，厚度為 200450mm，二襯結(jié)構(gòu)為C30模筑混凝土，厚度為

2、300600mm，抗?jié)B等級(jí)為P8。防水設(shè)計(jì)方案為全包PVC防水板并設(shè)分區(qū)防水，預(yù)埋注漿設(shè)施，二次襯砌采用抗?jié)B防水混凝土進(jìn)行綜合防水，該方案在國(guó)內(nèi)地鐵中首次應(yīng)用。2.防水設(shè)計(jì)2.1防水標(biāo)準(zhǔn)地鐵隧道防水等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)不許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量浸漬，浸漬總面積不大于總防水面積的6/1000，任意100m2防水面積的浸漬處不超過(guò)4處，單個(gè)浸漬最大面積不超過(guò)0.2m2。2.2防水原則根據(jù)地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范：以防為主、防排結(jié)合、因地制宜、綜合治理的原則，結(jié)合本區(qū)間工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況確定本區(qū)間防水原則為：以堵為主、分區(qū)防水、多道設(shè)防、注漿堵水。2.3防水設(shè)計(jì)2.3.1二襯混凝土是防水的根本防線，故要求抗

3、滲等級(jí)為P8。2.3.2防水層采用全包式單層分區(qū)及注漿系統(tǒng)（圖1），防水結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次為：初支混凝土、土工布緩沖層、PVC防水板、背貼式分區(qū)止水帶、注漿嘴、注漿管及細(xì)石砼保護(hù)層、二襯混凝土。2.3.3縱向施工縫處設(shè)鋼板膩?zhàn)又顾畮Вh(huán)向施工縫處設(shè)緩膨型膨潤(rùn)土型遇水膨脹膩?zhàn)訔l，變形縫處設(shè)中埋式橡膠止水帶暗止水和雙組份聚硫密封膏明止水。圖1 區(qū)間橫斷面防水圖防水層施工工藝3.1校核測(cè)量及噴射砼基面處理校核測(cè)量是防水層施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在做防水層之前要把初支結(jié)構(gòu)侵限部分鑿除至合格，砼表面平整度的質(zhì)量應(yīng)符合下述標(biāo)準(zhǔn)：邊墻：H/L1/6；拱部：H/L：1/8；式中L為噴射混凝土相鄰兩凸面間的距離，H為噴射

4、混凝土兩凸面間凹進(jìn)去的深度。初期支護(hù)表面尖銳毛刺、金屬構(gòu)件應(yīng)從根部切除，用水泥砂漿抹平；陰陽(yáng)角和棱角部位用砂漿抹成或切成圓弧，圓弧半徑20cm；初期支護(hù)表面滲水處進(jìn)行背后均勻注漿堵水，注漿材料選用粘土漿或膨潤(rùn)土漿，注漿壓力為0.3Mpa。3.2鋪設(shè)土工布緩沖層將土工布緩沖層（400k/m2）鋪設(shè)在驗(yàn)收合格的基面上，搭接寬度5cm ,搭接部分用熱風(fēng)焊點(diǎn)焊即可，在仰拱部位采用空鋪法，在邊墻和拱部用射釘將PVC墊片和土工布固定在基層上，每幅防水板布置適當(dāng)排數(shù)墊片，每排墊片距防水板邊緣40cm，矩形布置，墊片間距：邊墻80-100cm，1-2個(gè)/m2，頂部墊片間距4060cm，3個(gè)墊片/m2。3.3鋪

5、設(shè)PVC防水板及焊接將1.5mm厚的PVC防水板沿環(huán)向從一側(cè)到另一側(cè)鋪設(shè)，大面搭接邊寬度為12cm，在復(fù)雜的細(xì)部處，搭接邊寬度不小于3cm，用手動(dòng)焊槍將PVC防水板與PVC墊片焊牢，防水板鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)先量好尺寸，減少接頭，與仰拱防水板連接時(shí)，接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)30cm。防水板鋪設(shè)松緊度要適宜，太緊，砼澆筑時(shí)易拉斷防水板；太松，混凝土澆筑時(shí)，防水板易扭曲、折疊。防水板焊接均采用熱風(fēng)焊接，分手動(dòng)和雙焊縫自動(dòng)焊接兩種，手動(dòng)焊接適用于陰陽(yáng)角、細(xì)部焊接，并采用20mm寬小焊嘴；雙焊縫自動(dòng)焊接用于大面焊接，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，調(diào)節(jié)焊接機(jī)溫度（520550）、壓力（600N）、行走速度（1.82.2m/min），先對(duì)樣

6、品試焊，合格后方可進(jìn)行正式焊接。雙道焊縫，每道焊縫寬1.5cm，其有效寬度不小于 1cm。3.4防水板的質(zhì)量檢查除對(duì)防水原材檢查外，重點(diǎn)檢查防水板的焊縫質(zhì)量，檢查方法有目測(cè)、機(jī)械檢查、充氣檢查、撕裂破壞檢查。目測(cè)：肉眼觀察有溶漿均勻溢出、無(wú)氣泡，則質(zhì)量較好；機(jī)械檢查：用平口絲刀沿焊縫外邊緣稍用力，檢查是否有虛焊、漏焊部位，如果有漏點(diǎn)，做好標(biāo)記及時(shí)修補(bǔ)；充氣檢查：其方法是用5號(hào)針頭向兩條焊縫空腔內(nèi)注入空氣，長(zhǎng)度2m，兩端封閉，當(dāng)壓力達(dá)到 2.5Mpa時(shí)，停止充氣，持續(xù)1015min ，壓力下降小于10%，說(shuō)明焊縫合格，否則應(yīng)補(bǔ)漏；撕裂破壞檢查：將試焊樣品切成1cm長(zhǎng)條，進(jìn)行撕裂測(cè)試，所有斷裂均發(fā)

7、生在焊縫以外，說(shuō)明焊縫合格。3.5分區(qū)防水圖2 外貼式PVC止水帶安裝大樣3.5.1分區(qū)方法。在環(huán)、縱向施工縫外設(shè)置外貼式PVC止水帶，因外貼式PVC止水帶與PVC防水板材質(zhì)相同，故可將其一面熱焊于雙焊縫防水板上，另一面與二次襯砌密貼（圖2，圖3），這樣由環(huán)、縱向外貼式止水帶在防水板內(nèi)側(cè)分隔成一個(gè)個(gè)防水分區(qū)。外貼式止水帶安裝完畢后，應(yīng)及時(shí)在上面安裝56mm的注漿軟管，管壁梅花型布設(shè)2mm圓孔，間距80mm。注漿軟管置于外貼止水帶兩牙口內(nèi)槽，用PVC防水板邊角料，采用熱焊焊在止水帶 上，焊點(diǎn)間距0.5m。砼施工完畢后，及時(shí)注入水泥凈漿，壓力0.3Mpa，充填止水帶牙口內(nèi)不密實(shí)的砼空隙。圖3 分區(qū)

8、防水縱剖面圖3.5.2預(yù)埋注漿設(shè)施。在每個(gè)防水分區(qū)內(nèi)埋設(shè)注漿嘴和注漿軟管（圖4），具體方法為：將用PVC材料制成的專(zhuān)用注漿圓嘴局部點(diǎn)焊于防水板上，并將其周遍用膠帶封口，防止二襯施工時(shí)水泥漿液堵塞注漿嘴；用20軟管一端接在注漿嘴上，另一端引至二襯內(nèi)表面集中面板上，逐一編號(hào)，待二襯背后某處漏水需要注漿時(shí)，根據(jù)該處編號(hào)進(jìn)行注漿堵水，注漿壓力0.3Mpa。在砼施工時(shí)拱頂預(yù)埋Mpa。圖4 單個(gè)分區(qū)段注漿嘴布置圖3.5.3注漿堵水。二次襯砌施工完畢混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后，進(jìn)行灌漿和注漿，為保證其效果，在隧道水壓形成前施工。拱部回填灌漿的原理是：漿液通過(guò)預(yù)埋注漿管填充防水板和混凝土之間空隙，防止防水板因

9、水壓觸及鋼筋造成破壞；若局部地段有滲、漏水現(xiàn)象，則可通過(guò)預(yù)埋注漿設(shè)施進(jìn)行注漿堵水，其原理是：漿液通過(guò)注漿管進(jìn)入注管嘴，由注漿嘴向四周擴(kuò)散，將防水板與二次初砌間的空隙填充密實(shí)，防止防水板局部破損后滲漏水進(jìn)入防水板內(nèi)側(cè)，達(dá)到堵水目的，并且可填充二次模筑襯砌由于搗固不密實(shí)而形成的局部空洞，提高二次襯砌混凝土的自防水性能。Mpa。3.6施工縫防水3.6.1鋼板膩?zhàn)又顾?。縱向施工縫處墻厚中心位置在施工前埋置鋼板膩?zhàn)又顾畮Вㄖ顾畮?00mm，外側(cè)為瀝青橡膠，內(nèi)部為1.2mm厚鍍鋅鋼板），采用6鋼筋制成的U型卡子與襯砌鋼筋焊接固定，固定點(diǎn)距0.20.3m，搭接寬度不小于200mm，在澆筑施工縫一側(cè)混凝土?xí)r

10、，不得將另側(cè)鋼板膩?zhàn)又顾畮ПＷo(hù)臘提前去掉。3.6.2膩?zhàn)訔l止水。環(huán)向施工縫處待二襯混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa后，便可將緩膨型膨潤(rùn)土型遇水膨脹膩?zhàn)訔l，用水泥鋼釘將其釘在預(yù)留的凹槽內(nèi)，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。表1 膩 子 條 技 術(shù) 指 標(biāo)項(xiàng)目抗水壓力（Mpa ）5d吸水膨脹率（%）10d吸水最大膨脹率（%）密度（g/cm3）耐 熱 性耐 水 性針入度指標(biāo)2.5200-2503001.4±0.1802h無(wú)流淌浸泡10d，整體膨脹無(wú)碎塊>50止水條與鋼板膩?zhàn)又顾畮Ы徊鏁r(shí)，應(yīng)將止水條沿中心線位置切開(kāi)300mm長(zhǎng)細(xì)縫，鋼板膩?zhàn)又顾畮Т┻^(guò)其縫隙，并用熱熔法焊接密實(shí)。3.7設(shè)置二次模筑自防水混凝土

11、二次模筑襯砌作為防水體系的一部分，設(shè)計(jì)采用高性能補(bǔ)償收縮防水混凝土（C30、P8）?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)時(shí)必須滿足強(qiáng)度、密實(shí)性、耐久性、防裂抗?jié)B的要求，且具有較好的和易性（滿足泵送要求），經(jīng)材料比選、實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，在混凝土中加入復(fù)合型的JM-III（改進(jìn)型）高效增強(qiáng)劑，并將水泥用量控制在320kg/m3，盡量減少混凝土凝結(jié)干縮產(chǎn)生的裂紋。施工注意事項(xiàng)4.1加強(qiáng)施工管理，保護(hù)好成品防水板。4.2澆筑振搗時(shí)，不能觸及防水板和其它防水材料。4.3混凝土澆筑結(jié)束后，及時(shí)對(duì)頂部沒(méi)澆滿的部位回填灌漿，以防止被混凝土埋住的鋼筋與防水板接觸而使防水板破壞，同時(shí)保護(hù)頂部止水帶分區(qū)效果，防止頂部竄水現(xiàn)象發(fā)生。防水效果二次模筑襯砌施工完畢后，其表面8處濕漬或滲水；通過(guò)預(yù)埋注漿設(shè)施注漿后，滲水現(xiàn)象消失，二次模筑襯砌驗(yàn)收時(shí)，整個(gè)區(qū)間防水等級(jí)達(dá)到一級(jí)防水等級(jí)要求。體 會(huì)6.1分區(qū)防水方法變以前二次襯砌漏水后被動(dòng)堵水為主動(dòng)注漿堵水。從理論上解決了以前防水中“堵這漏那、堵那漏這”被動(dòng)防水方式，且該方法漏水處理明確，注漿堵水費(fèi)用少。6.2分區(qū)防水方法能較好的解決“三縫”漏水的通病?！叭p”處設(shè)