深圳地鐵車竹區間礦山法隧道的防水設計與施工
摘 要:結合深圳地鐵一期工程車公廟～竹子林暗挖區間隧道設計與施工的實際情況,談一些經驗和體會,可供在建及二期地鐵礦山法隧道防水設計與施工作參考。
礦山法隧道施工技術在北京地鐵、廣州地鐵一號線中被廣泛應用,它具有施工工藝簡單、應用靈活、減少拆遷和交通疏解造價合理等優點,深圳地鐵一期工程中就有九個區間采用礦山法施工,可見礦山法隧道施工技術具有較強的適應性。暗挖隧道多位于水位線之下,且主體結構混凝土施工工藝較明挖區間復雜,因此隧道結構防水設計與施工質量的好壞是礦山法隧道應用于地鐵工程成敗的關鍵。深圳地鐵一期工程礦山法隧道的防水設計借鑒了以往城市地鐵防水設計和施工的經驗,防水體系得到進一步完善,防水標準也有所提高,但從實際施工情況看,仍不同程度存在滲漏、裂紋等現象,反映出深圳地鐵一期工程礦山法隧道的防水設計和施工仍有待完善之處,下面結合車竹區間暗挖隧道的防水設計和施工情況談一些體會。
1 車竹區間暗挖隧道的防水設計
車竹區間暗挖隧道位于深圳市深南大道下面,為雙線兩單洞結構,馬蹄形斷面,全長890. 6m(雙線延米) ,采用礦山法施工隧道從第四系粘性土、砂層及圓礫層中穿過,隧道埋深5. 1～ 13. 3m ,地下水埋深1. 6～6. 5m。粘性土中地下水含量較少,具弱透水性;砂層及圓礫層中地下水具微承壓性,地下水豐富,具強透水性,且其中的地下水對混凝土結構具弱腐蝕性,對混凝土結構中的鋼筋無腐蝕。車竹區間暗挖隧道防水設計遵循“以防為主、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則。具體防水措施采用三道防水。初期支護是第一道防線,隧道開挖后立即進行鋼筋格柵、鋼筋網、縱向連接筋、鎖腳錨管、噴射C20 混凝土聯合支護,噴砼厚度Ⅰ類圍巖300mm( Ⅱ類250mm) ; 第二道防線為全封閉卷材防水, 采用1. 5mm厚PVC 防水板+ 350g/ m2無防布,用無釘鋪設技術;第三道防線為300mm 厚模注C25 、S8 鋼筋混凝土二次襯砌,鋼筋全斷面設置, 主筋á 16 , 環向間距200mm , 縱向筋á 12 , 間距200mm ,拉筋á8 ,間距400mm ,梅花形布置;另外要求在初期支護與圍巖之間以及二襯與防水層之間進行回填注漿,充填空隙, 作為第一、三道防線的加強和補充。此外,在邊墻底附近,防水層與二襯間安設橫向塑料盲溝材,將滲透水引入隧洞內兩側溝集中后排走。施工縫防水采用兩道緩膨型遇水膨脹橡膠止水條(BW96 型) ;整個暗挖區間中部不設變形縫,僅在區間兩端和車站、明挖區間接口處設置,采用中置式PVC 止水帶。車竹區間暗挖隧道防水斷面圖見圖1 。
2 車竹區間暗挖隧道的防水施工方案
2. 1 施工部署防水施工在初期支護結構基本穩定后進行。防水層由具備資質的防水專業隊伍施作。鋼筋在地面加工,運至洞內綁扎。防水層鋪設和鋼筋綁扎采用自制走行式簡易臺架作為操作平臺。二次襯砌采用自行液壓整體式鋼模板臺車、泵送商品混凝土進行灌注。隧道防水層、鋼筋、二次襯砌分兩步施工,先仰拱底板后拱墻。通常仰拱底板一次施作30m ,模板臺車隨后施作拱墻二襯混凝土,每組8. 9m。
圖1 區間隧道防水斷面圖
2. 2 施工工藝流程暗挖隧道防水施工工藝流程見圖2 。
2. 3 施工技術及質量控制措施
2. 3. 1 基面處理
鋪設防水層前必須對初期支護凹凸不平處用砂漿找平;對外漏的鋼管頭、鋼筋頭等切除,并用砂漿抹平。
2. 3. 2 防水層鋪設
無防布采用射釘和PVC 墊片固定在初期支護上,然后用手持式焊槍將PVC 防水板熱熔焊在PVC 墊片上。PVC 防水板采用自動爬行式熱熔雙焊縫焊機焊接,搭接寬度100mm ,用真空充氣檢查雙焊縫的焊接質量。
2. 3. 3 防水層保護
隧道仰拱防水層施作驗收后,及時攤鋪50mm 厚C15 細石混凝土作保護層,其余部位采用移動保護板防護,防止鋼筋綁扎和雜散電流焊接等作業損傷防水層。
2. 3. 4 鋼筋綁扎
(1) 鋼筋混凝土保護層厚度控制直接影響二襯結構的外觀效果、抗裂性和耐久性。施工中采用五寸臺法控制鋼筋綁扎的設計尺寸。鋼筋迎水面凈保護層厚度≥50mm ,背水側保護層厚度可根據初支凈空適當調整,但應≥30mm ,控制保護層的墊塊用高標號混凝土制作,避免臺車頂升時被壓碎。
(2) 拱部鋼筋較長,在洞內搬運時,應在鋼筋端頭加扣塑料冒,以防扎破防水板。
(3) 為盡可能減少鋼筋焊接時對防水層的損傷,將鋼筋焊接接頭改為綁扎接頭,雜散電流電氣連續必須進行焊接作業時,采用移動保護板,防止燒壞防水板。
2. 3. 5 施工縫防水
(1) 施工縫止水條預留槽體的施工質量直接影響施工縫的防水效果,經過實踐最終采用止水條廠家推薦的止水條橡膠模具, 該產品具有強度高、成槽尺寸準確、易拆卸并可重復使用等特點。
(2) 臺車施工縫的擋頭板應待混凝土達到一定強度后拆除, 避免止水條橡膠模具拆卸時破壞預留槽體。施工縫混凝土的鑿毛、清理、止水條安設應按相關要求施作。
(3) 模板臺車和上一組混凝土搭接處,采用密封海綿條,防止混凝土灌注振搗時跑漿、離析,影響施工縫的防水效果。
2. 3. 6 拱墻混凝土灌注拱墻混凝土采用鋼模板臺車一次灌注,由于斷面為馬蹄形, 鋼筋較密,混凝土流動受限制,灌注過程中可視度、可控性差,因而二襯混凝土質量控制是礦山法隧道施工的關鍵。
(1) 經施工優化的泵送商品混凝土配合比見表1 。
表1 混凝土配合比
425 # 水泥(kg)
中粗砂(kg)
碎石(mm) (kg)
粒徑水（kg)
Ⅱ級粉煤灰（kg)
高效減水劑(kg)
砂率水膠比坍落度(cm)
仰拱280 891 10255 5～25 170 8413. 1 47 % 0. 47 10 ±2
拱墻280 831 1015 5～20 175 84 14. 6 45 % 0. 48 16 ±2
(2) 模板臺車技術參數要點:模板臺車板面厚度> 6mm ,支撐系統剛度、強度應滿足振搗、泵壓要求,臺車長度應考慮最小曲線半徑對二襯凈空的影響,臺車斷面尺寸可調并滿足設計尺寸要求,頂模板與側模板結合部最大縫隙應< 4mm。為利于混凝土分層灌注和振搗,每側邊模設兩排澆筑口,每排3 個;拱頂澆筑口設1 排共3 個,應保證位于臺車頂模的中線上,避免泵送灌注時,兩側混凝土流動不均,易造成臺車跑位。根據澆筑口位置在臺車內表面安設平板振動器,數量應≥12
