地鐵暗挖隧道施工中防水抗?jié)B技術(shù)研究

黃祖德

（中煤天津設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，天津 300000）

0 引言

地鐵暗挖隧道施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，因涵蓋的內(nèi)容較多，如某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則可能對整體質(zhì)量造成影響?；诖耍瑧?yīng)了解地鐵暗挖隧道施工中防水抗?jié)B技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)并合理應(yīng)用，從而為地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量提供保障[1]。所以，為了保證地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量安全，在地鐵暗挖隧道施工中開展防水抗?jié)B技術(shù)手段是非常必要的。

1 地鐵暗挖隧道施工特點(diǎn)

地鐵暗挖隧道施工屬于地下工程施工項(xiàng)目，其施工規(guī)模較大，在施工過程中容易受到不良因素的影響，導(dǎo)致地鐵暗挖隧道施工發(fā)生安全事故。我國地下結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，地質(zhì)類型以及水文性質(zhì)都會(huì)影響地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量，尤其是在沿海城市開展地鐵暗挖隧道施工過程中，土壤的含水量較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，導(dǎo)致地鐵暗挖隧道施工難度較大[2]。隨著我國地鐵交通不斷發(fā)展，地鐵暗挖隧道施工規(guī)模不斷擴(kuò)大，在設(shè)計(jì)過程中更加重視地鐵車站的功能性，由此導(dǎo)致地鐵暗挖隧道施工對技術(shù)要求較高。同時(shí)地鐵暗挖隧道施工所涉及的部門較多，在施工過程中各部門之間的協(xié)調(diào)難度較大。

2 地鐵暗挖隧道施工中的常見問題

2.1 支護(hù)開挖中存在超挖或欠挖的情況

在地鐵暗挖隧道施工中，初期支護(hù)技術(shù)手段是保證地鐵暗挖隧道施工穩(wěn)定的關(guān)鍵，是提升其安全性的重要技術(shù)手段之一。但是，在當(dāng)前地鐵暗挖隧道施工中發(fā)現(xiàn)，施工技術(shù)人員在進(jìn)行初期支護(hù)開挖時(shí)存在超挖或者欠挖的情況，導(dǎo)致地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量存在風(fēng)險(xiǎn)，工程施工質(zhì)量安全無法保證。在施工中出現(xiàn)超挖或者欠挖問題主要是測量不到位。在數(shù)據(jù)測量過程中，相關(guān)技術(shù)人員受自身因素以及外界因素影響，對初期支護(hù)開挖勘察不夠精準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致初期支護(hù)施工設(shè)計(jì)方案與工程實(shí)際不相符，引發(fā)初期支護(hù)開挖風(fēng)險(xiǎn)。在地鐵暗挖隧道施工中，初期支護(hù)通常是以機(jī)械設(shè)備為主，開展開挖施工作業(yè)。雖然機(jī)械設(shè)備的施工速度較快，但是控制難度較大，控制不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致支護(hù)超挖的情況發(fā)生，不利于暗挖區(qū)間隧道地鐵工程的穩(wěn)定發(fā)展。

2.2 施工進(jìn)度控制不當(dāng)

由于地鐵暗挖隧道施工工期較長，所以地鐵暗挖隧道施工成本消耗較大，有些施工企業(yè)為了縮減工期，降低對施工技術(shù)控制要求，使工程施工技術(shù)手段與工程實(shí)際不相符，便會(huì)引發(fā)地鐵暗挖隧道施工出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。地鐵暗挖隧道施工受環(huán)境的影響較大，而施工企業(yè)為了節(jié)省施工成本，降低對施工環(huán)境勘察以及控制力度，甚至同時(shí)開啟多環(huán)節(jié)施工操作。這雖然能夠提升施工效率，縮短地鐵暗挖隧道施工期限，但地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量無法保證，安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)明顯增加[3]。技術(shù)手段落實(shí)不到位或者誤差數(shù)據(jù)過大，會(huì)使地鐵暗挖隧道施工工程危險(xiǎn)源約束力度降低，尤其在暗挖區(qū)間隧道地鐵工程轉(zhuǎn)換斷面過程中，沒有詳細(xì)的施工數(shù)據(jù)以及規(guī)劃，極易出現(xiàn)安全事故。

2.3 施工材料性能與工程不符

地鐵暗挖隧道施工屬于地下工程項(xiàng)目，因此在施工過程中受到地下水的影響較大，例如，地下水長時(shí)間與暗挖區(qū)間隧道地鐵工程中的鋼筋以及混凝土等材料接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)，造成材料不同程度的腐蝕。在地鐵暗挖隧道施工過程中，容易出現(xiàn)隧道滲透以及變形等病害問題。而出現(xiàn)這一現(xiàn)象主要是由于施工材料性能不達(dá)標(biāo)。施工材料的防水性與暗挖區(qū)間隧道地鐵工程實(shí)際不符，表現(xiàn)在以下方面：企業(yè)材料管理人員未對材料性能進(jìn)行系統(tǒng)化分析，導(dǎo)致施工材料防水性不能滿足工程質(zhì)量要求，從而誘發(fā)暗挖區(qū)間隧道地鐵工程安全事故[4]。在施工過程中，施工企業(yè)未制定規(guī)范化材料構(gòu)件安裝流程，例如，沒有對材料焊接防水施工提出明確的要求，導(dǎo)致材料焊接過程中出現(xiàn)焊漏等病害問題，造成暗挖區(qū)間隧道地鐵工程發(fā)生滲漏等情況。

2.4 對周圍環(huán)境的影響較大

地鐵是緩解城市交通壓力的重要工程項(xiàng)目，地鐵工程大多數(shù)位于城市中心，因此在進(jìn)行地鐵暗挖隧道施工時(shí)，一定要加強(qiáng)對周圍環(huán)境的考量，保證地鐵暗挖隧道施工時(shí)降低對周圍建筑物的影響，維護(hù)地下管理系統(tǒng)安全。但在實(shí)際施工過程中，由于地鐵暗挖隧道施工難度較大，相關(guān)技術(shù)人員對地下以及地面工程掌握不夠全面，導(dǎo)致在開展暗挖區(qū)間隧道地鐵工程，改變了原有巖石土地結(jié)構(gòu)，使地表建筑物的承載力受到影響，從而出現(xiàn)變形以及凹陷等病害問題。

3 地鐵暗挖隧道施工中防水抗?jié)B技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

在地鐵暗挖隧道施工中，梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)占據(jù)非常關(guān)鍵的地位，主要是對地鐵車站邊柱以及拱等部位開展的施工手段。地鐵暗挖隧道施工屬于地下工程施工項(xiàng)目，為了保證工程的質(zhì)量安全，提升地鐵車站量結(jié)構(gòu)以及框架的施工質(zhì)量是關(guān)鍵。在地鐵暗挖隧道施工中，通常分為明挖法以及暗挖法，不同的施工技術(shù)手段具有不同的效果，要基于地鐵工程的實(shí)際情況進(jìn)行分析，保證地鐵車站梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。在地鐵車站開挖過程中，要積極開展地質(zhì)勘察，重視梁結(jié)構(gòu)之間的連接質(zhì)量，保證地鐵地車整體的支撐力，避免因車站承載力不夠而出現(xiàn)不規(guī)則沉降等病害。地鐵車站的土質(zhì)較軟，為細(xì)砂地層結(jié)構(gòu)，為了保證地鐵車站工程施工質(zhì)量安全，降低對臨近地鐵軌道的影響，相關(guān)技術(shù)人員一定要重視梁結(jié)構(gòu)逐漸補(bǔ)償技術(shù)手段，積極開展加固施工作業(yè)，保證地鐵車站的整體質(zhì)量安全。

3.2 地鐵暗挖隧道防水施工技術(shù)

地鐵暗挖隧道工程多在地下開展施工作業(yè)，地下水以及地表水對工程的質(zhì)量影響較大，為了提升地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量安全，要積極開展地鐵暗挖隧道防水施工技術(shù)，為地鐵暗挖隧道施工提供質(zhì)量保證。在實(shí)際施工過程中，相關(guān)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)進(jìn)行全面的水文地質(zhì)勘察工作，將勘察的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)化分析，制定詳細(xì)的地鐵暗挖隧道施工方案，保證地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量。針對地下復(fù)雜情況，要不斷調(diào)整施工方案，保證防水操作面的清潔度[5]。鋼筋材料容易與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使鋼筋等材料發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，降低鋼筋材料的性能。因此，在實(shí)際施工過程中，要對鋼筋材料進(jìn)行防水處理，即在材料的表面涂抹防水材料。地鐵車站不同的施工環(huán)節(jié)要采用針對性的方式施工技術(shù)，保證防水效果。在施工結(jié)束后，積極對地鐵車站進(jìn)行全面的防水檢驗(yàn)，保證地鐵車站防水性達(dá)標(biāo)。

3.3 地下連續(xù)墻擋水技術(shù)

在地鐵暗挖隧道施工中，地下連續(xù)墻是非常常見的一種施工技術(shù)手段，通過開展地下連續(xù)墻技術(shù)能夠有效地提升地鐵車站工程的穩(wěn)定性。通常，采用開挖的方式構(gòu)建連續(xù)性的混凝土支撐墻，通過地下連續(xù)墻提升地鐵車站的防水以及承重的作用，為地鐵暗挖隧道施工提供質(zhì)量保證。地下連續(xù)墻修建過程，對周圍的環(huán)境的影響較小，同時(shí)能夠發(fā)揮出較強(qiáng)的效果，因此在地鐵暗挖隧道施工中應(yīng)用較為廣泛。開展地下連續(xù)墻擋水技術(shù)，能夠有效地降低對臨近地鐵軌道工程的影響，提升臨近地鐵軌道的安全性。地下連續(xù)墻類型繁多，其中最為常用的為自力式結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻、錨定式結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻、支撐式結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻、逆筑法結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻等等。在地鐵暗挖隧道施工過程中，向下挖潛的深度較高，為了保證車站的穩(wěn)定性，提升支護(hù)施工質(zhì)量，避免地鐵暗挖隧道施工過程中發(fā)生變形以及塌方的情況，應(yīng)開展封堵墻施工。

3.4 鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

為了保證地鐵暗挖隧道施工安全，加強(qiáng)施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是關(guān)鍵。在地鐵暗挖隧道施工過程中，由于地鐵車站施工受地形等因素的限制，其施工技術(shù)手段存在明顯的差異，為了滿足不同地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量需要，鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)需采取不同類型?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)地鐵車站基坑的實(shí)際情況進(jìn)行轉(zhuǎn)變，具有提升整體支撐效果的作用。但現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)存在一定的弊端，需要大量的混凝土材料作為支撐，同時(shí)為了保證整體施工效果，需要進(jìn)行長時(shí)間的混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)。而臨時(shí)鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)則施工操作較為簡單，但其支撐強(qiáng)度不足。在地鐵暗挖隧道施工過程中，要事先對工程的實(shí)際情況進(jìn)行分析，選擇最為合適的施工手段，優(yōu)選鋼筋以及混凝土材料，使其發(fā)揮出最大價(jià)值。在保證效果的基礎(chǔ)上要盡量降低支撐層數(shù)，以提升地鐵暗挖隧道工程整體經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 隧道整體防排水技術(shù)

隧道整體防排水技術(shù)是地鐵暗挖隧道施工中防滲漏、防雨水匯集積壓的重要施工技術(shù)。在隧道防水方面，應(yīng)在隧道中增設(shè)與攤鋪有效防水層，利用防水層有效阻隔隧道通行的水滲漏現(xiàn)象，可采用超前小導(dǎo)管預(yù)注漿等施工技術(shù)有效隔離地下水層與地鐵暗挖隧道。在隧道排水方面，地鐵暗挖隧道排水不暢會(huì)導(dǎo)致隧道長時(shí)間浸泡在積水中，降低地鐵暗挖隧道施工中路基的穩(wěn)固性與承載能力。為減少積水造成的地鐵暗挖隧道施工中的路基沉降，在地鐵暗挖隧道施工之前，必須對當(dāng)?shù)氐牡匦巍夂蚝退臈l件等進(jìn)行全面深入的研究，設(shè)計(jì)合理科學(xué)的排水系統(tǒng)，加快雨季雨水的排出，以免大量雨水積壓在隧道中。在地鐵暗挖隧道運(yùn)維養(yǎng)護(hù)階段，應(yīng)加強(qiáng)對隧道排水系統(tǒng)的巡視巡察工作，對于排查發(fā)現(xiàn)隧道排水管道中存在的堵塞、損壞問題應(yīng)及時(shí)加以疏通與修復(fù)，以免排水管道排水不暢導(dǎo)致隧道中路基土體松散。尤其是在雨季或汛期時(shí)，應(yīng)利用傳感器自動(dòng)監(jiān)測隧道排水系統(tǒng)的水量以及水位情況，并根據(jù)實(shí)際排水需要在隧道路基兩側(cè)開鑿急流槽，并在路基彎道與陡坡內(nèi)設(shè)置攔水帶，以免未經(jīng)排水系統(tǒng)排出的雨水以及隧道內(nèi)漫流沖刷路基下部，影響地鐵暗挖隧道的穩(wěn)固性與承載能力。

4 地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 革新地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量管理理念與機(jī)制

施工企業(yè)應(yīng)針對施工質(zhì)量管控工作，對項(xiàng)目部管理人員與具體施工人員的團(tuán)隊(duì)和組織結(jié)構(gòu)，建立層次明確、職責(zé)明確的施工質(zhì)量控制小組，確保地鐵暗挖隧道施工技術(shù)實(shí)施、質(zhì)量初驗(yàn)、質(zhì)量驗(yàn)收等工作崗位專人專責(zé)，有效解決施工質(zhì)量管控責(zé)任脫節(jié)問題。在具體的質(zhì)量管理與控制過程中應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的施工技術(shù)實(shí)施進(jìn)度，調(diào)整質(zhì)量管理計(jì)劃，不斷跟蹤質(zhì)量管理的實(shí)時(shí)狀態(tài)，依托動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法研究施工質(zhì)量偏差，為施工技術(shù)質(zhì)量管理糾偏提供參考依據(jù)。在工程監(jiān)理制度方面，監(jiān)理機(jī)構(gòu)作為地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量的監(jiān)督方，需要安排監(jiān)理工程師進(jìn)駐施工現(xiàn)場進(jìn)行施工技術(shù)實(shí)施全面跟蹤與勘察驗(yàn)收工作，施工技術(shù)的質(zhì)量校核與把關(guān)需嚴(yán)格按照的技術(shù)規(guī)范與業(yè)工程質(zhì)量要求，切實(shí)把好地鐵暗挖隧道施工技術(shù)的質(zhì)量關(guān)。

4.2 切實(shí)做好地鐵暗挖隧道設(shè)計(jì)與圖紙交底

在地鐵暗挖隧道施工之前，需要與設(shè)計(jì)單位做好圖紙交底與設(shè)計(jì)對接工作，準(zhǔn)確掌握地鐵暗挖隧道施工的相關(guān)技術(shù)、工藝、環(huán)節(jié)、流程以及相關(guān)指標(biāo)范疇，結(jié)合施工方案與施工現(xiàn)場進(jìn)一步明確施工位置、施工內(nèi)容、支護(hù)方式等，綜合分析施工技術(shù)與施工工藝的可行性，結(jié)合以上內(nèi)容，優(yōu)化施工計(jì)劃與施工方案，協(xié)調(diào)地鐵暗挖隧道施工人員、材料、機(jī)械設(shè)備等施工要素，在施工計(jì)劃與方案設(shè)計(jì)時(shí)減少當(dāng)?shù)赝话l(fā)性氣候或地質(zhì)活動(dòng)對地鐵暗挖隧道施工技術(shù)實(shí)施質(zhì)量的影響。在設(shè)計(jì)交底的過程中，施工單位與設(shè)計(jì)單位應(yīng)做好密切溝通，對于地鐵暗挖隧道工程設(shè)計(jì)圖紙中的細(xì)節(jié)加以對接，確保施工單位完全掌握設(shè)計(jì)圖紙中的內(nèi)容，以便科學(xué)編制出施工組織設(shè)計(jì)方案，明確施工方法與施工工藝，選定適宜的機(jī)械設(shè)備，科學(xué)規(guī)劃與布設(shè)施工進(jìn)度，保障工程的實(shí)施成效。

4.3 嚴(yán)格落實(shí)地鐵暗挖隧道工程的全過程管理

地鐵暗挖隧道施工技術(shù)質(zhì)量管控應(yīng)以施工人員為抓手，落實(shí)機(jī)械設(shè)備管理、施工技術(shù)實(shí)施的精細(xì)化質(zhì)量管理與細(xì)節(jié)化質(zhì)量控制。地鐵暗挖隧道施工技術(shù)人員上崗前應(yīng)仔細(xì)核對有關(guān)操作人員的資質(zhì)證書，并進(jìn)行地鐵暗挖隧道施工技術(shù)專業(yè)培訓(xùn)，進(jìn)一步提高施工人員對施工內(nèi)容和施工工藝的認(rèn)識(shí)。在施工材料的采購與運(yùn)輸方面，要加強(qiáng)對施工材料的質(zhì)量管控工作，在運(yùn)輸時(shí)要做好特殊施工材料的保護(hù)工作，如防水、防撞、密封等，在施工材料進(jìn)場時(shí)要做好質(zhì)量抽檢工作，并仔細(xì)核對材料的出廠證明，確保進(jìn)場材料符合施工要求。在現(xiàn)場材料管理時(shí)，要做好材料保管與質(zhì)量管控工作，防止材料受潮、受損影響性能。此外，在施工技術(shù)方面，施工過程的準(zhǔn)確性對施工質(zhì)量有重要影響。如果施工人員采用科學(xué)規(guī)范的施工方法，可以在提高施工效率的基礎(chǔ)上保證工程施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

在地鐵暗挖隧道施工中，應(yīng)加強(qiáng)對防水施工技術(shù)的研究與優(yōu)化升級，根據(jù)隧道的現(xiàn)實(shí)條件與通行需求選擇適宜的施工技術(shù)，并在地鐵暗挖隧道施工過程中進(jìn)一步完善防水抗?jié)B技術(shù)、完善質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制，有效管控鞏固地鐵暗挖隧道施工質(zhì)量。