新建城際鐵路明挖隧道防水技術(shù)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(lián)絡(luò)線，正線位于北京市大興區(qū)，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(qū)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(nèi)、仰拱填充之上，安全等級I 級。

襯砌結(jié)構(gòu)主要下臥層為黏土、粉土及粉質(zhì)黏土，現(xiàn)狀廠區(qū)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(shè)計

2.1 主體結(jié)構(gòu)防水設(shè)計

明挖放坡段及圍護樁段隧道結(jié)構(gòu)設(shè)置全封閉分高式防水板（2mm 單面自粘式ECB 防水板），側(cè)墻和仰拱部位鋪設(shè)無紡布，通過防水板與現(xiàn)澆混凝士的粘結(jié)密貼實現(xiàn)無死角的防水封閉，結(jié)構(gòu)表面無濕漬。在結(jié)構(gòu)的接縫處利用高分子復(fù)合自粘式防水板進行防水施工，詳見表1。

表1 主體結(jié)構(gòu)不同位置防水形式

2.2 施工縫防水設(shè)計

明挖隧道分開澆筑的混凝土施工縫有環(huán)向和縱向兩種，環(huán)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(jié)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(jié)晶型防水涂料。當接縫處出現(xiàn)滲水或者漏水時，可利用預(yù)埋的注漿管進行注漿封堵滲漏現(xiàn)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(shè)計

應(yīng)用復(fù)合防水構(gòu)造方法進行變形縫施工，仰拱和邊墻部位則應(yīng)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(nèi)和拱墻分別設(shè)置單獨的排水盲管，分別引入側(cè)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(shù)

3.1 主體結(jié)構(gòu)防水施工

3.1.1 底板防水施工

采用預(yù)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(shè)，防水層中粘貼面上鋪設(shè)厚度為50mm 的混凝土保護層，再施工主體結(jié)構(gòu)。采取橫（環(huán)）向鋪設(shè)，避免內(nèi)角處出現(xiàn)搭接面從而達不到防水效果。鋪設(shè)長度應(yīng)超出混凝土濕接縫及預(yù)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(shù)量，過多會影響防水效果。仰拱位置的防水層鋪設(shè)完成后，應(yīng)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(yù)鋪反粘法施工。采取橫（環(huán)）向鋪設(shè)，鋪設(shè)長度應(yīng)超出混凝土濕接縫及預(yù)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(wǎng)噴混凝土找平，然后鋪設(shè)400g/m2土工布及單面自粘防水板，自粘面朝向結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)側(cè)墻混凝土澆注在防水板中隔離面（粘貼面）一側(cè)。

3.1.3 拱頂防水施工

運用后鋪正粘法進行作業(yè)。先澆筑混凝土，待混凝土強度滿足設(shè)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(shè)防水層，防水層中隔離面（粘貼面）與找平層密貼，防水層外側(cè)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(huán)向鋪設(shè)的方式施工防水層，在鋪設(shè)防水材料過程中，避免出現(xiàn)拉得過緊、大鼓包等現(xiàn)象，鋪設(shè)完成的防水板應(yīng)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(shè)計150mm；開展作業(yè)時盡量減少T 字型搭接和十字搭接，如果數(shù)量太多將不利于防水效果的實現(xiàn)。

3.2 施工縫防水施工

主體結(jié)構(gòu)縱向施工縫采用鍍鋅鋼板止水帶、環(huán)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(jié)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(shè)置縱向施工縫和環(huán)向施工縫，縱向施工縫應(yīng)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(huán)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(jié)構(gòu)鋼筋上，保證堅固結(jié)實，禁止出現(xiàn)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(yè)過程中產(chǎn)生的氣泡，提高止水帶部位的混凝土跟止水帶結(jié)合的牢固性。

⑷應(yīng)加強止水帶位置混凝土的振搗作業(yè)，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(xiàn)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(yù)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(shè)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(yù)埋可維護注漿管的方法，如接縫處出現(xiàn)滲水、漏水問題，則通過預(yù)埋的注漿管實施注漿從而達到堵漏目的?？蓪⒆{管固定在施工縫表面中埋式鋼邊止水帶與靠近內(nèi)邊的緩膨型遇水膨脹止水條之間，間距設(shè)置成20～25cm，沿著施工縫通長布設(shè)。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(cè)墻下部環(huán)向施工縫及縱向施工縫處的注漿管引到環(huán)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(shè)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(huán)向注漿管。

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

⑼涂刷滲透結(jié)晶防水涂料前，基面應(yīng)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(jié)晶型防水涂料（1.5㎏/m2），涂層凝固后需進行養(yǎng)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(yīng)設(shè)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(yīng)與襯砌變化位置應(yīng)保持1m 凈距，與襯砌開洞位置應(yīng)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(yīng)預(yù)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(nèi)側(cè)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(shè)。

⑷變形縫的兩側(cè)應(yīng)平整、清潔、無滲水。

⑸變形縫嵌縫應(yīng)密實。

4 質(zhì)量控制措施

4.1 防水板施工質(zhì)量控制

使用雙焊縫的方法來焊接防水板，以調(diào)速、調(diào)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(jié)部分進行處理和修補。防水板鋪設(shè)應(yīng)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(yīng)停電清理粘合物再施工。焊接應(yīng)滿足規(guī)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(yīng)超過15mm，相鄰防水板的搭接寬度則超過15cm，分段鋪設(shè)的防水板邊緣部位需有至少20cm 的搭接余量，并對預(yù)留部分采取保護措施。

防水板的鋪設(shè)和襯砌混凝土施工交叉作業(yè)時難免出現(xiàn)破損，若發(fā)生防水板破損應(yīng)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(zhì)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(xiàn)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(wěn)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(fā)生變化[2]。