城市地铁防渗漏施工技术

作者：高保转

来源：《科技资讯》 2014年第25期

高保转

(中国建筑第八工程局土木建设有限公司 北京 100010)

摘 要:地铁工程中出现渗漏的情况在国内是比较常见的,与周围地质环境、地下工程埋深、防水设计和防水材料等因素存在着联系,混凝土自身的结构性能、施工方案和施工工艺等也会影响地铁工程的防水性能。笔者就城市地铁的漏水原因、城市地铁盾构法应用和结构自防水处理等进行全面的阐述。

关键词:城市地铁 防渗漏 施工技术

中图分类号:U231 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(a)-0054-01

1 地铁车站工程概述

地铁车站作为城市轨道交通网络中非常重要的建筑,主要作用是为旅客提供换乘、等候地铁的场所。地铁车站工程在施工时分为地面部分、地下部分和高架部分,由于本文讨论的是地铁防渗透方面的技术,着重研究的是地下部分的施工,地下施工方法主要有明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法等,各自的使用要根据地质条件来进行选择。地铁车站工程由于其自身施工的复杂性,出现渗漏的原因也是多种多样的,需要进行仔细的分析讨论,才能制定出有效的防水措施。

2 城市地铁的漏水原因分析

中国大部分城市地铁在雨季和汛期都会遇到渗漏问题,泄漏主要表现为负载蜂窝泄漏、变形泄露、新老混凝土之间的裂缝渗漏、应力裂纹渗漏、混凝土接头渗漏等。造成这些问题的主要原因是工程附近连接沙河和旧河道的位置受到损坏,又因为许多城市的地下水位较高,往往在隧道和地铁站地下没有考虑排水的需要,没有专门预留管道,所以地铁渗水主要是地下水通过土壤渗入形成的。存在其他的说法是,止水带附近由于振捣或漏捣不够充分,导致该处混凝土出现变形缝,进而导致漏水。此外,还有一些泄漏的原因在于用于消防用途的管道破损,或者是因为地面伸缩缝渗漏,车站位置出现渗漏的原因是地铁出入口和通道之间的衔接工作不够到位,缺乏密封性。

3 城市地铁的防水原则

地下防水工程的设计和建设原则概括起来就是预防为主,排堵结合,因地制宜,综合治理。地铁车站和隧道防水工作需要有计划系统性地开展,涉及到诸多方面的专业知识,包括选材、设计、技术以及管理等等。现在人们都倾向于使用混合防水的方法,设置多重防水设施,为的是防止隧道层出现漏水。但城市地铁地下防水系统还是应坚持将结构自防水措施作为主要的防水方式。施工中使用最广泛的混凝体技术,其根本上就属于自防水技术的一种,因此对混凝土浇筑工作的控制尤为重要,防水混凝土应该用一定数量的粗骨料与砂浆混合并隔开,尽量减少和其他支线管路之间的连通,这样也能显著提高混凝土的抗渗性能。

4 盾构法以及矿山区间隧道防水法的应用

4.1 盾构技术

地铁施工当中涉及的“盾构”,就是配备了隧道施工保护罩装置的专用掘进设备,它运行的原理是就是在其盾构的后方增加衬砌,将此作为支点为整个装置的推进提供支持,随后切割岩石和土壤,经过碎片处理后排出。“盾构技术”就是使用盾构机上的保护罩支持和保护隧道内壁,以防止水分的侵入和发生坍塌,将围岩和隧道内壁的土壤切割下来后,安装管片再进行注浆操作,以确保隧道质量。

4.2 盾构法内容

盾构施工的流程一般包括以下内容:一是明确盾构隧道的地质条件,诸如岩石、地质构造、地下水分布、地层渗透率;二是测量隧道内部的尺寸,如隧道的直径和内壁曲率半径、隧道长度、开挖面形状、转向和纵坡等;三是了解隧道的外部条件,包括隧道上方的建筑布局、隧道埋深、当地环保法律法规;四是绘制地铁盾构施工总平面图,并做好施工安排,包括出渣系统布置、分段运输线路、通风供水系统等。

4.3 盾构机掘进措施

(1)对盾构机进行调试,当施工场地的地质剖面相似的时候,就有必要模拟隧道操作,盾构机靠近铁路之前,应根据隧道情况对盾构机的状态和参数作出合理的调整。(2)在工作中时刻保证盾构机处于良好运行状态,尽量避免或减少盾构机出现故障的次数,以免延误施工时间,降低工作效率。(3)选择了土压平衡盾构机,确保施工在安全的前提下按照既定进度进行,通过修正路线减少沉降。(4)通过错缝安装的方法在隧道内衬砌,目的是加强纵向效果,减少分段吊环螺栓之间的相对活动,以加强衔接处等薄弱部位的强度,增加管片环刚度,从根本上控制砂床段变形,有效地解决了在地铁施工控制过程中出现的变形和渗漏问题。管片接缝防水施工必须严格按照设计要求,确保接头的防水效果和安装质量,防止地下水的渗入。(5)根据施工环境及地质条件,优先选用加工性能好,具有一定强度的浆液及时填补地层隧道之间的空隙,通过适当提高注浆量保护周边环境。在进行同步注浆的时候一旦出现浆液不足时,可以再次进行灌浆。

4.4 矿山法区间隧道防水措施

地铁矿山法区间隧道防水一般是通过设置三道防线来进行的。(1)施工完毕的前期阶段支护是将喷防水混凝土、金属锚杆或者网构钢架和钢筋网当做头一道防线。（2)该阶段到二次衬砌阶段前都是使用全封闭式的隔离层防水的。(3）第三道防线通常使用的是模筑混凝土衬砌。

5 混凝土结构自防水具体控制措施

首要的就是有一个合理的结构设计,结构自防水主要是利用设施材料自身的紧凑性、疏水性和刚度等特性,提高结构的抗渗能力,自防水结构本身要有一定的刚度,以及合理的结构,因此结构的整体刚度在设计时应予以考虑,兼顾使用功能、工程地质和水文地质条件等因素的影响,避免结构平面突变导致截面刚度突变,尽量选择正规的结构面,结构设计要保证结构整体刚度在混凝土施工中不会发生过大的变化。选择合适的主体混凝土结构,不应盲目提高混凝土强度和抗渗性,混凝土设计强度和抗渗等级在提高的同时,单位体积内的水泥质含量也就会越多,水泥在水化热阶段产生热量也会增多,收缩变形增加,最终导致开裂。

对混凝土配合比进行设计时,应对水泥品种和用量进行合理的选择,通常使用低水化热的水泥,还必须具有混凝土良好的强度和抗渗性能,通过对混凝土配合比的优化,减少水泥用量,严格控制集料质量,提高混凝土的后期强度,改善混凝土开裂现象,必要时可加入适量的膨胀剂,补偿混凝土收缩量,可使混凝土在硬化过程的收缩量减少,延迟收缩时间,提高混凝土的抗收缩应力的性能,从而防止产生裂缝。

6 结语

总之,造成城市地铁渗漏的原因有很多,为保证城市地铁工程不受雨水渗漏的影响,有必要根据渗漏的情况采取防渗漏措施。实现技术层面的防水之后,再加上严格的地下防渗施工监理,中国城市地铁建设将变得越来越好,地铁的运作年限将得到延长,方便人们的生活和工作。

参考文献

[1] 李围.配合盾构法修建地铁车站的方案及实施技术问题研究[D].西南交通大学,2006.

[2] 张洪斌.浅析城市地铁盾构施工技术研究[J].科技致富向导,2014,12:302,320.

[3] 陈晨.城市地铁车站的防水施工技术管理[J].科技致富向导,2014,6:93,104.