重慶地鐵富水段隧道三級防水及滲漏水治理技術(shù)

摘 要：地下工程由于深埋于地下，時刻受地下水的滲透作用，如防水問題處理不好，致使地下水滲漏到工程內(nèi)部，將會帶來一系列問題。地下工程防水及滲漏水治理，一直是地鐵施工的重點與難點。初支滲漏水處理措施的合理與否，在很大程度上決定了地鐵工程最終的整體質(zhì)量。重慶軌道交通五號線和睦路站至人和站在施工過程中，通過三級防水施工控制及滲漏水處理相結(jié)合的治理措施取得了良好效果，在隧道治水方面獲得了一些經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：地鐵區(qū)間；三級防水；滲漏水；注漿

1 工程概況

本區(qū)間隧道為重慶軌道交通五號線和睦路站～人和站大里程端區(qū)間，左線對應(yīng)的右線里程YCK15+850.000～YCK16+320.801，總長490.657m，右線里程YCK15+850.000～YCK16+320.801，全長470.801m。

設(shè)計要求采用機(jī)械開挖（回填土石方及砂質(zhì)泥巖）+控制爆破（砂巖）相結(jié)合的方式。左線、右線區(qū)間均為單洞單線隧道，隧道埋深為13.30m-18.43m。

2 工程地質(zhì)水文情況

隧道埋深12.3—18m，穿越地層有：人工填土、粉質(zhì)粘土、侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2S）的泥巖和砂巖組成，詳見下表。

回填土富水段隧道埋深12—14m，洞身全部為回填土，土體松散，受重慶地區(qū)頻繁的大氣降水影響，地表雨水下滲，與地下水交匯形成了地下水補(bǔ)給通道。隧道開挖后，地下水滲流路徑發(fā)生改變，隧道周邊的地下水通過土體縫隙集中向隧道內(nèi)排泄。

3 滲漏水原因分析、分類及治水必要性

3.1 滲漏水原因分析

二襯滲漏原因主要有兩大方面：一個是水文地質(zhì)條件不良，有水源；二是襯砌防治水害質(zhì)量不良，有水路。前者是外因，自然存在，后者其內(nèi)因，起主導(dǎo)作用。

3.1.1 外因

水源主要為大氣降水。

3.1.2 內(nèi)因

混凝土施工質(zhì)量差，混凝土施工縫處鑿毛未處理好，接縫處振搗不密實，混凝土存在微孔滲透；防水板塔接處粘結(jié)不牢或損壞；混凝土配合比及施工質(zhì)量不良，存在灌通的孔洞；防水板施工質(zhì)量不好或防板延伸性不夠，而造成防水層拉裂；混凝土結(jié)構(gòu)的冷縫明顯且有滲漏水處理不妥當(dāng)。

3.2 滲漏水分類

按滲漏水量的大小和滲漏狀態(tài)分為：滲潤、滴水、流水、噴水、淋噴，按滲漏部位及滲漏形式分為：集中涌水、點滲、面滲、縫滲。我標(biāo)段存在的滲漏水狀態(tài)形式主要為點滲、面滲和縫滲。

地下水對隧道施工的影響：

第一，滲水、涌水浸泡、沖刷掌子面的泥巖、回填土，導(dǎo)致圍巖強(qiáng)度降低，影響掌子面的穩(wěn)定性。

第二，影響噴射混凝土施工質(zhì)量。

第三，導(dǎo)致上、中臺階基底泥濘化，使施工效率明顯降低。

第四，易引起初期支護(hù)沉降。

第五，隧道襯砌結(jié)構(gòu)滲漏水導(dǎo)致外觀質(zhì)量差，影響軌道線路運行。

因此，隧道治水勢在必行，為施工及以后軌道線路運行創(chuàng)造一個良好的環(huán)境。

4 治水措施

總體思路：采取“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則分四個階段進(jìn)行處理：

4.1 引排地下水，給防水創(chuàng)造條件

由于該段地下水位于回填土中，無穩(wěn)定地下水位，以排為主并加強(qiáng)過程中監(jiān)測，具體措施為：第一，對隧道掌子面前方采用超前鋼花管進(jìn)行疏導(dǎo)、引排，左、右線隧道在掌子面土石分界流水線位置打設(shè)2根φ50mm的鋼花管，長度為5-6m，管壁設(shè)4排φ15mm花孔，花孔縱向間距15cm，梅花型布置，鋼花管隨掌子面的推進(jìn)跟進(jìn)。第二，采取必要的措施對洞內(nèi)排水溝進(jìn)行封閉疏導(dǎo)，將洞內(nèi)滲流水集中、有序地引入集水坑并及時抽排，避免滲水在洞內(nèi)漫流浸泡拱腳、核心土等。第三，洞內(nèi)的引流、排水要盡可能的采取自流排水，特別是避免雨水、排出去的水再回流倒灌，抽排水能力要滿足實際需要。

4.2 初期支護(hù)階段注漿堵水

首先，通過對超前小導(dǎo)管、鎖腳錨管進(jìn)行注水泥漿，出水量較大時采用水泥-水玻璃雙液漿，從而封堵掌子流出的水。注漿壓力0.5—1MPa，水灰比0.8：1—1：1。

其次，及時施做初支背后回填注漿，填充初支背后空隙，形成一道防水薄膜。滯后掌子面2.5m。沿隧道中線方向每隔2.5m設(shè)置一排，每排3根，單孔注漿量3.3m3，注漿壓力0.5—1MPa，水灰比1：1。

最后，針對初支面滲漏水處（一般成線流狀）進(jìn)行注雙液漿封堵。

注漿參數(shù)詳見下表：

4.3 襯砌階段防水控制

4.3.1 防水板鋪設(shè)

防水層采用無釘鋪設(shè)法施工。先進(jìn)行基面處理，檢查合格后再鋪設(shè)土工布緩沖層，通過塑料墊圈和初支固定；最后鋪ECB防水層。防水板搭接10cm，接縫采用雙縫熱熔焊接。焊接完成后進(jìn)行氣密性試驗。

4.3.2 止水帶安裝

施工縫處設(shè)置中埋式鋼邊橡膠止水帶，安裝必須居中布置，且固定牢固、順直。固定時，水平施工縫處止水帶采用預(yù)制U型卡進(jìn)行固定，與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接；環(huán)向施工縫采用方木鑲嵌的方式固定。

止水帶搭接采用冷粘法處理。先把止水帶對接的端頭打磨平整，搭接范圍橡膠部分進(jìn)行搓平處理；然后涂抹特種橡膠粘合劑；最后安裝“一字型”接頭，鋼邊部分用鉚釘固定牢固。

4.3.3 施工縫處理

對施工縫處進(jìn)行鑿毛處理，鑿除浮漿，露出新鮮的混凝土粗骨料。模板臺車定位前，用高壓水沖洗干凈。

4.3.4 混凝土澆筑

通過地表打設(shè)的投料孔將混凝土輸送到洞內(nèi)罐車內(nèi)，經(jīng)攪拌均勻后（不少于3min），運至地泵處，卸入料斗。避免混凝土多次輾轉(zhuǎn)導(dǎo)致離析而堵管。

底板及邊基施工自中間向兩側(cè)對稱澆筑；拱墻利用臺車上、中、下各三層窗口自下而上分層對稱澆注混凝土。插入式振搗器與附著式振搗器內(nèi)外結(jié)合進(jìn)行振搗。endprint

為了保證空氣能夠順利排除，確保封頂時不出現(xiàn)空洞，在堵頭的最上端預(yù)留兩個圓孔安裝排氣管，同時按照要求預(yù)留注漿管。此外，要合理安排澆筑時間，在澆筑時應(yīng)與商混攪拌站做好協(xié)調(diào)與溝通，做好應(yīng)急預(yù)案，防止間隔時間長或斷供現(xiàn)象發(fā)生，出現(xiàn)冷縫，影響砼澆筑質(zhì)量。

4.4 襯砌結(jié)構(gòu)滲漏水處理

在地下工程滲漏水中細(xì)部構(gòu)造部位占主要部分，根據(jù)現(xiàn)場排查，區(qū)間隧道滲漏水分為：施工縫滲水、結(jié)構(gòu)表面滲滴水、結(jié)構(gòu)表面濕漬。堵漏處理順序應(yīng)先治理混凝土面滲滴水、濕漬，再處理施工縫滲漏水。

4.4.1 結(jié)構(gòu)面滲水

首先，在滲漏水部位，沿縫兩側(cè)切槽，開槽寬度30～60mm，深度30～50mm，開槽向裂縫兩端各延伸200～300mm。其次，清洗槽底和槽幫，確保干凈。然后安裝注漿管、注漿嘴，進(jìn)行試壓注漿，漿液以聚丙烯纖維為主。最后用改性環(huán)氧樹脂和水泥聚合物填滿，進(jìn)行封堵凹槽，確保新舊結(jié)合面緊密結(jié)合。

4.4.2 施工縫處滲水處理

對于施工縫處的滲漏水，先在施工縫周邊施做注漿孔，沿施工縫每隔300～500mm鉆孔，以不破壞防水板為準(zhǔn)；然后安設(shè)φ32mm的注漿鋼管，管長40～50cm，并采用雙快水泥或超細(xì)水泥填充料固定注漿管，待水泥達(dá)到強(qiáng)度后，連接好管路和注漿泵。壓注水泥漿、環(huán)氧樹脂，注漿壓力為1～1.5MPa。

通過采取以上措施，同時加強(qiáng)施工過程控制，使得和人區(qū)間隧道初支及襯砌滲漏水得到有效控制。

經(jīng)過實際的檢驗，堵水效果明顯，這在一定程度上保證了二襯施工防水的質(zhì)量，從而決定了隧道整體的質(zhì)量，實踐證明隧道三級防水思路是切實可行的，通過三級防水及滲漏水處置相結(jié)合的技術(shù)對于其他隧道施工防水施工有很好的借鑒作用，具有廣泛的應(yīng)用價值。

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作者簡介：熊海濤（1981- ），男，本科，中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，工程師，研究方向：土木工程。endprint