淺析地鐵車(chē)站暗挖隧道防水設(shè)計(jì)及施工

馬世洲

（濟(jì)南軌道交通集團(tuán)第一運(yùn)營(yíng)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

近年來(lái)，城市地面交通擁堵問(wèn)題日益嚴(yán)峻，嚴(yán)重影響到城市居民的出行體驗(yàn)。通過(guò)建設(shè)地鐵工程，可促使地面交通運(yùn)行效率得到提高。因此，城市地鐵工程數(shù)量顯著增多。地鐵工程一般在城市人口密集區(qū)域開(kāi)展施工，會(huì)在很大程度上影響周邊管道與地面交通。相較于明挖法，暗挖法的影響相對(duì)較小，目前已被廣泛應(yīng)用于地鐵車(chē)站隧道施工中。為避免突水、地下水滲透等問(wèn)題出現(xiàn)，需高度重視地鐵車(chē)站暗挖隧道防水設(shè)計(jì)與施工，在提升防水設(shè)計(jì)水平的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格管控防水施工質(zhì)量。

1 暗挖法概述

具體來(lái)講，暗挖法指在地鐵車(chē)站隧道施工過(guò)程中，先將相應(yīng)的空間開(kāi)挖出來(lái)，之后于空間中修筑襯砌。工作人員要綜合考慮隧道所處區(qū)域的地質(zhì)地形、環(huán)境條件、埋置深度等因素，科學(xué)選擇施工方法。如果工程只有較淺的埋深，可采用明挖法。而埋深過(guò)大，則需將暗挖法運(yùn)用過(guò)來(lái)。此外，部分隧道工程屬于含水松散層地質(zhì)，明挖法難以適用，也要采用暗挖施工技術(shù)。在具體實(shí)施中，先制作超前棚頂導(dǎo)管，再將水泥或化學(xué)漿注入進(jìn)去，這樣圍巖自穩(wěn)能力可以得到增強(qiáng)。在開(kāi)挖過(guò)程中，要依據(jù)0.75m的標(biāo)準(zhǔn)控制進(jìn)尺深度，將環(huán)狀開(kāi)挖方式運(yùn)用過(guò)來(lái)，預(yù)噴混凝土厚度控制在5～8cm。對(duì)拱架、鋼筋網(wǎng)進(jìn)行架設(shè)后，再?lài)娛┗炷?，厚度保持?5～30cm，這樣初期支護(hù)即可形成。

2 地鐵車(chē)站暗挖隧道防水設(shè)計(jì)

為保證地鐵車(chē)站暗挖隧道防水效果，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需遵循有效預(yù)防、剛?cè)峤Y(jié)合等原則，切實(shí)提升地鐵車(chē)站暗挖隧道防水設(shè)計(jì)水平。以某地鐵車(chē)站工程為例，主體結(jié)構(gòu)深25m，地下采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基層標(biāo)準(zhǔn)段寬度為22m。結(jié)合工程所處區(qū)域的地質(zhì)地形及環(huán)境條件，決定在基坑開(kāi)挖中采用暗挖法。結(jié)合工程實(shí)際情況，將1.5mm厚PVC防水板作為防水材料，主要放置于暗挖結(jié)構(gòu)初支與二襯中間。為促使防水效果得到改善，還利用無(wú)紡布等材料將緩沖層設(shè)置于防水板的外側(cè)。

3 地鐵車(chē)站暗挖隧道防水施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)自防水

結(jié)構(gòu)混凝土性能受混凝土配合比的影響較大，因此，要全面收集分析工程勘察資料，對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的地下水情況進(jìn)行準(zhǔn)確掌握。依據(jù)工程建設(shè)目標(biāo)及要求，科學(xué)制定混凝土材料配合比。在具體實(shí)踐中，需注意這些方面的內(nèi)容：利用雙摻技術(shù)將二級(jí)粉煤灰添加到混凝土中，依據(jù)20%的標(biāo)準(zhǔn)控制粉煤灰添加劑量。利用低水化熱水泥制作防水混凝土，使用強(qiáng)度保持在32.5MPa以上，水膠比則要小于0.5。同時(shí)，選用的防水混凝土要具備40%以下的空隙率和較低的吸水率。嚴(yán)格控制摻入骨料的粒徑與級(jí)配，含泥量與泥塊含量分別控制在1%、0.5%以?xún)?nèi)，砂的含泥量保持在3%以?xún)?nèi)，這樣混凝土的防水性能可以得到保證。依據(jù)120±20的標(biāo)準(zhǔn)控制防水混凝土的入泵坍落度，為降低收縮裂縫的出現(xiàn)幾率，縱向構(gòu)造配筋率要控制在0.2%以上，迎水面鋼筋凈保護(hù)厚度不能夠小于50mm。在施工過(guò)程中，要依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)控制模板尺寸，徹底清理模板表面的雜物，對(duì)脫模劑進(jìn)行適量涂刷。規(guī)范拼接模板，避免有縫隙存在，否則，漏漿情況將容易出現(xiàn)。一般來(lái)講，依據(jù)分層、水平、對(duì)稱(chēng)的原則實(shí)施混凝土澆筑，遵循自低至高的順序，保證混凝土澆筑的連續(xù)性。如果需中斷澆筑工序，要控制中斷時(shí)間在45min以?xún)?nèi)，且前一層混凝土尚未凝結(jié)即要開(kāi)展次層混凝土澆筑。

3.2 初期支護(hù)

地鐵車(chē)站暗挖隧道具有較多的施工環(huán)節(jié)，初期支護(hù)直接影響結(jié)構(gòu)防水效果。在具體施工中，要充分考慮隧道圍巖狀況，以試驗(yàn)方式對(duì)材料配比進(jìn)行確定，實(shí)施混凝土拌制工序，于圍巖裂隙處填充混凝土，這樣即可有注漿加固圈形成。符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，實(shí)施混凝土噴射作業(yè)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度后，初支背后注漿作業(yè)即可開(kāi)展。在這一過(guò)程中，要注意這些方面的內(nèi)容：第一，嚴(yán)格控制圍巖注漿圈質(zhì)量，將圍巖裂隙、縫隙等作為處理重點(diǎn)，利用注漿技術(shù)對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效密封。第二，提前準(zhǔn)備噴射混凝土，規(guī)范處理松散巖石及滲水問(wèn)題。第三，全面控制噴射混凝土質(zhì)量，依據(jù)隧道工程實(shí)際情況對(duì)混凝土配比科學(xué)設(shè)計(jì)，避免因材料問(wèn)題影響到防水效果。第四，科學(xué)制定注漿作業(yè)方案，規(guī)范開(kāi)展注漿作業(yè)，促使初支背后空洞問(wèn)題得到解決，顯著提升初支結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能。

3.3 接縫防水施工

（1）施工縫處理。結(jié)合施工縫與變形縫，禁止接觸到存在地下水或裂隙水的區(qū)域，否則，后續(xù)防水施工將會(huì)受到不利影響。通常情況下，在邊墻與仰拱相交的墻體處預(yù)留水平施工縫，依據(jù)300mm標(biāo)準(zhǔn)控制其高度，禁止在剪力與彎矩最大處、板與邊墻交接區(qū)域設(shè)置施工縫，按照300mm以上的標(biāo)準(zhǔn)控制施工縫和前提預(yù)留孔洞之間的距離。施工人員利用鋼絲刷等材料對(duì)施工縫凝結(jié)后產(chǎn)生的浮漿、雜物等進(jìn)行清理，順利鋪設(shè)凈漿后，實(shí)施水平施工縫澆搗工序。水泥砂漿的鋪設(shè)比例控制為1:1，厚度保持在30～50mm。對(duì)混凝土界面處理劑進(jìn)行涂刷后，再對(duì)垂直或環(huán)向的施工縫進(jìn)行澆搗，之后規(guī)范開(kāi)展混凝土澆筑工序。在施工縫中部與環(huán)向施工縫分別設(shè)置鍍鋅鋼板與不銹鋼接水槽，二者的厚度分別保持在3mm與1.2mm左右。將可重復(fù)注漿管預(yù)埋于二襯及防水重點(diǎn)部位施工縫內(nèi)緣，依據(jù)5m以上標(biāo)準(zhǔn)控制必須連接點(diǎn)的縱向間距，且規(guī)范焊接處理施工縫中部鋼板止水帶與結(jié)構(gòu)主體主筋。

（2）變形縫處理。部分部位的結(jié)構(gòu)型式、地質(zhì)條件等發(fā)生較大變化，需將20mm的變形縫進(jìn)行設(shè)置，促使地鐵車(chē)站防水施工效果得到保證。結(jié)合此工程的實(shí)際情況，于車(chē)站和通道的1:3處設(shè)置變形縫。將輔助外防水層設(shè)置于變形縫處，這樣將會(huì)有封閉的防水線形成于變形縫中。同時(shí)，要對(duì)帶注漿管的止水帶進(jìn)行設(shè)置，將外貼式止水帶設(shè)置于環(huán)向變形縫外側(cè)，且利用密封膠對(duì)變形縫隧道內(nèi)側(cè)進(jìn)行填塞。工程暗挖隧道的拱頂與邊墻采用相同的變形縫防水施工技術(shù)，將帶氣孔型的止水帶設(shè)置于中部，將1.2cm厚度的不銹鋼接水槽設(shè)置于內(nèi)側(cè)，且利用膨脹螺栓對(duì)水槽進(jìn)行加固處理。施工人員在嵌填密封膠之前，要對(duì)接水槽部位進(jìn)行仔細(xì)檢查，清理各類(lèi)雜物，保證其足夠干凈與平整后方可以在縫的內(nèi)側(cè)嵌填密封膠。此外，要認(rèn)真保護(hù)預(yù)埋可重復(fù)注漿管的口部，將其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性保持下去。一旦有滲漏情況出現(xiàn)，需借助注漿嘴進(jìn)行止水處理。要及時(shí)封閉中埋式止水帶，依據(jù)平直、居中、牢固的原則控制變形縫中的埋式止水帶與中心氣孔，按照100mm以上的標(biāo)準(zhǔn)控制止水帶粘結(jié)搭接長(zhǎng)度。

3.4 附加外防水層施工

（1）基層處理。如果基面平整度不符合要求，將難以保證附加外防水層施工質(zhì)量。因此，施工人員在對(duì)防水板進(jìn)行鋪設(shè)之前，要認(rèn)真平整處理基面的凹凸、粗糙、外露等部位，避免有凹凸起伏等問(wèn)題存在。在具體實(shí)施中，如果基面平整度不足，需依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對(duì)基面進(jìn)行平整，一般利用1:2.5的水泥防水砂漿實(shí)施平整工序。如果有金屬構(gòu)件存在于基層上面，需先將鋼筋頭、錨桿頭等構(gòu)件切除掉，再利用砂漿實(shí)施抹平處理。為促使防水分區(qū)要求得到滿足，需對(duì)背貼式止水帶進(jìn)行安裝，利用1:2.5水泥砂漿找平處理安裝背貼式止水帶的部位，基面作業(yè)范圍一般保持在兩側(cè)50cm左右。在鋪設(shè)水板前，施工人員要對(duì)初支結(jié)構(gòu)的滲漏水情況進(jìn)行仔細(xì)檢查，沿著襯砌作業(yè)方向?qū)嵤┳{止水處理。

（2）土工布施工。噴射混凝土基面符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)水泥釘和塑料圓墊片進(jìn)行固定，依據(jù)50mm的標(biāo)準(zhǔn)控制相鄰兩幅緩沖層之間的搭接寬度，在依據(jù)500mm的標(biāo)準(zhǔn)控制分段鋪設(shè)緩沖層連接部位的搭接余量。通常情況下，依據(jù)梅花的形狀布置水泥釘與塑料圓墊片，保證二者間距與設(shè)計(jì)要求所符合。在施工作業(yè)中，需將隧道處支噴射混凝土拱頂?shù)目v向中心線精確標(biāo)注出來(lái)，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容自拱部開(kāi)始對(duì)土工布保護(hù)層的橫向中心線進(jìn)行鋪設(shè)。一般來(lái)講，要沿著隧道方向環(huán)向鋪設(shè)土工布保護(hù)層，避免防水卷材的鋪設(shè)效果受到不利影響。

（3）防水卷材施工。將隧道拱頂部的土工布緩沖層中心線準(zhǔn)確標(biāo)注出來(lái)，保證重合于PVC防水板的橫向中心線。依據(jù)土工布保護(hù)層的鋪設(shè)方法鋪設(shè)防水卷材，一般從拱頂開(kāi)始鋪設(shè)，利用熱熔方式對(duì)拱頂部、塑料圓墊圈、鋪邊、圓墊片等進(jìn)行焊接處理，接縫則利用熱焊機(jī)進(jìn)行焊接。為保證防水板的鋪設(shè)質(zhì)量，需將隧道斷面情況納入考慮范圍，科學(xué)制定防水板的鋪設(shè)方案及流程。對(duì)于仰拱防水板，一般利用空鋪法進(jìn)行鋪設(shè)。順利驗(yàn)收過(guò)基層后，對(duì)土工布緩沖層進(jìn)行鋪設(shè)，再利用熱風(fēng)焊槍對(duì)搭接部分進(jìn)行點(diǎn)焊連接，依據(jù)50mm的標(biāo)準(zhǔn)控制其寬度。之后，將平整順直的PVC防水板鋪設(shè)于無(wú)紡布上，禁止有扭曲情況存在。一般來(lái)講，依據(jù)100mm標(biāo)準(zhǔn)控制防水板的搭接寬度，對(duì)仰拱兩側(cè)防水板的邊緣進(jìn)行固定與保護(hù)，將土工布保護(hù)層鋪設(shè)于防水板上。完成保護(hù)層鋪設(shè)工序后，需依據(jù)50mm的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)砂漿保護(hù)層進(jìn)行即刻鋪設(shè)。待砂漿保護(hù)層凝固且強(qiáng)度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，下一道工序作業(yè)方可以實(shí)施。在連接邊墻及拱頂防水板時(shí)，一般將PVC墊片固定法運(yùn)用過(guò)來(lái)。施工人員先環(huán)向鋪設(shè)土工布，依據(jù)50mm標(biāo)準(zhǔn)控制搭接寬度，借助手動(dòng)焊槍對(duì)土工布進(jìn)行電焊連接。再利用射釘槍于基層上固定土工布與PVC墊片。需注意的是，在鋪設(shè)防水板前，要對(duì)PVC防水板的松弛度進(jìn)行確定。

3.5 二次襯砌

二次襯砌是地鐵車(chē)站暗挖隧道施工的重要工序，其具有較大的作業(yè)難度。如果不能夠有效控制二次襯砌作業(yè)質(zhì)量，滲漏水情況將容易出現(xiàn)，進(jìn)而嚴(yán)重影響隧道整體穩(wěn)定性。因此，在地鐵車(chē)站暗挖隧道防水施工作業(yè)中，要深入分析二次襯砌結(jié)構(gòu)的漏水原因，科學(xué)控制二次襯砌施工質(zhì)量。施工人員要依據(jù)工程實(shí)際需求對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制，為提升混凝土硬度，需規(guī)范開(kāi)展二次振搗作業(yè)，避免有漏振等問(wèn)題出現(xiàn)。做好混凝土配合比的改良工作，在保證材料品質(zhì)的基礎(chǔ)上，對(duì)膠凝材料用量進(jìn)行適當(dāng)減少，這樣混凝土水化熱可得到良好的控制，避免混凝土裂縫的出現(xiàn)。完成混凝土澆筑等作業(yè)后，需及時(shí)開(kāi)展養(yǎng)護(hù)工作，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，拆模工序方可以實(shí)施。

4 地鐵車(chē)站暗挖隧道防水施工質(zhì)量控制措施

4.1 加強(qiáng)環(huán)境調(diào)查，科學(xué)設(shè)計(jì)施工方案

地鐵車(chē)站暗挖隧道防水施工主要依據(jù)施工方案來(lái)實(shí)施，如果施工方案的科學(xué)性不足，將難以保證防水施工質(zhì)量。因此，相關(guān)人員要對(duì)工程所在區(qū)域的環(huán)境條件進(jìn)行深入調(diào)查，全面了解地質(zhì)地形、水文氣候、基礎(chǔ)設(shè)施等情況，依據(jù)調(diào)查結(jié)果科學(xué)制定施工方案，為后續(xù)的施工提供依據(jù)。在編制施工方案時(shí)，要提前預(yù)測(cè)防水施工中可能遇到的問(wèn)題，制定完善的應(yīng)對(duì)策略。

4.2 完善監(jiān)管制度，把控各個(gè)工序質(zhì)量

地鐵車(chē)站暗挖隧道防水工程具有較多的施工工序，任何一個(gè)工序施工質(zhì)量得不到保證，都會(huì)影響防水施工整體效果。因此，要構(gòu)建完善的質(zhì)量監(jiān)管制度，動(dòng)態(tài)監(jiān)督各個(gè)工序的施工情況。同時(shí)，將質(zhì)量管理責(zé)任落實(shí)下去，明確各道工序的質(zhì)量負(fù)責(zé)人。如果出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，需嚴(yán)肅追究相關(guān)人員的責(zé)任。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隧道防水施工是地鐵車(chē)站暗挖隧道工程的難點(diǎn)，會(huì)對(duì)暗挖隧道工程的整體質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。因此，相關(guān)人員要依據(jù)工程建設(shè)目標(biāo)與區(qū)域環(huán)境條件，科學(xué)設(shè)計(jì)暗挖隧道工程防水施工方案，動(dòng)態(tài)監(jiān)管整個(gè)施工過(guò)程，促使地鐵車(chē)站暗挖隧道防水施工質(zhì)量得到保證。