高水位明挖隧道全包式防水施工技术

曾光雪

（中铁十七局集团五公司，山西 太原 030032）

高水位明挖隧道全包式防水施工技术

曾光雪

（中铁十七局集团五公司，山西 太原 030032）

近几年来，我国铁路客运专线有了突飞猛进的发展，已相继修建了石太、郑西、武广、海南东环等一些客运专线，其中客运专线隧道工程防水施工的质量显得尤为重要，但在高水位明挖隧道的全包式防水施工中，尚没有成熟的经验和工程实践。文章结合海南东环客运专线隧道施工实例，介绍了隧道全包式防水的施工措施，通过多种防水措施的运用，总结了明挖隧道全包式防水施工技术，可为以后类似隧道防水施工提供借鉴。

明挖隧道；高水位；全包式防水

美兰机场隧道总长4 600 m，位于海南东环铁路海口美兰机场附近，区域地下水位较高（地表下2～3 m即见水），涌水量较大（最大涌水量Q=65 000 m3/d）。该隧道采用全包式防水设计，分为围护结构防水和主体结构防水。在施工过程中，针对该隧道的防水特点，通过对防水施工深入的研究，为高水位明挖隧道全封闭防水施工提供参考。

1 隧道防水设计

美兰机场隧道采用明挖顺作法施工，明挖段围护结构采用钻孔灌注桩+旋喷止水帷幕，钻孔桩桩径1.0～1.2m,桩间距1.2～1.4m，旋喷止水帷幕桩径0.8m。采用全包式防水，防水卷材为3mm和4mm厚单面自粘式防水卷材。结构自防水采用C45耐腐蚀混凝土，厚度0.9～2.2m不等，抗渗等级P8。施工缝12 m一道，环向施工缝采用遇水膨胀橡胶止水条+中埋式橡胶止水带+可维护注浆管的防水措施，纵向施工缝采用遇水膨胀橡胶止水条+中埋式镀锌钢板止水带+可维护注浆管的防水措施。

2 隧道结构防水施工

隧道结构防水分为围护结构防水和主体结构防水。因该隧道地下水位高、水头压力大，加之地质条件差（表现在地表至基底岩层变化较大），旋喷止水帷幕桩径和垂直度难以保证，很难与钻孔灌注桩严密咬合，造成止水帷幕施工后围护结构仍有渗漏水甚至涌水的现象（设计为全包，不排水），围护结构的好坏直接影响到后期整个防水效果。主体结构防水主要采用了防水板、镀锌钢板止水带、橡胶止水带、橡胶止水条、维护注浆管及结构自防水，运用“防、堵”的原则，对主体结构进行立体化防水。

2.1 围护结构防水

围护结构钻孔灌注桩施工完毕后，在钻孔灌注桩间施工旋喷桩，旋喷桩与钻孔灌注桩共同形成止水帷幕，见图1。

图1 围护结构止水帷幕

针对本工程钻孔桩与旋喷桩咬合形成止水帷幕的特点，考虑到钻孔桩施工产生桩位的偏差，在旋喷桩定孔位时，要在清理钻孔桩桩头的基础上，采用观察法，以确保旋喷桩桩位位于钻孔桩中间，使钻孔桩与旋喷桩咬合达到设计要求。

因该隧道地质情况较为复杂，从地表至基底隧道施工范围内地下水常水位较高，含水层厚度平均约8 m左右。由于含水层由粗砂和砂滩岩、黏土、粉质黏土、贝壳碎屑岩组成，旋喷止水帷幕在不同地质条件下成桩效果不同，造成部分地段旋喷桩缩径现象较为严重，桩间出现漏水涌砂现象，影响基坑安全。

漏水涌砂是深基坑施工过程中经常发生的问题，一旦处理不及时或处理不当，将会引发基坑坍塌、地表下沉等重大事故。经分析，基坑开挖漏水涌砂的主要原因是：①由于砂层局部密度大，孔隙小，浆液难扩散，水下混凝土难胶结，使旋喷桩直径缩小,连接密封不好；②旋喷桩与钻孔灌注桩施工时垂直精度偏差，使旋喷桩与钻孔灌注桩间咬合不紧密，出现空隙；③流砂发生的条件是实际水力坡降大于发生漏砂的临界水力坡降。当垂直向上的渗透力等于砂粒的浮容重时，砂粒处于悬浮状态，极易发生局部涌砂现象。

旋喷桩止水帷幕漏水采取的主要处理措施有：①发现止水帷幕出现漏水涌砂时，应立即停止坑内作业，并于基坑内以砂袋封堵漏水涌砂点。②立即进行HDI注浆，即桩间间隙注浆，其方法是在漏水涌砂点附近的旋喷桩与钻孔灌注桩间隙打孔注浆，注浆孔距漏水点1～2 m，注浆孔径为110 mm，注浆终压0.2～0.5 MPa，注浆范围在出水点上下各1～2 m范围，浆液凝固时间控制在5～15 s。注浆时采用上拔式一次性足量连续快速灌注浆液进行堵漏。③为保证浆液能快速凝固，提高砂土的强度和防渗性能，及时封堵漏水点，浆液一般采用水泥-水玻璃双液浆。④涌砂情况得以控制后，在漏水点钻孔灌注桩背后补旋喷止水桩，以确保后续开挖时此处桩间不再涌砂。⑤加强周边地下水位、地表沉降的观测及桩的位移监测，一旦发现监测数据接近警戒值时，应立即采取加固、回灌等措施，确保周边建筑物及基坑的安全。

2.2 主体结构防水

2.2.1 衬砌外侧防水层施工

衬砌外侧防水层采用双面自粘式防水板（底板及边墙采用）及单面自粘式防水板（拱部采用），两种防水板在拱角处搭接，按照衬砌施工顺序进行铺设。为减少防水板搭接数量，底板及边墙采用双面自粘式整体防水板（只需环向搭接），即先铺设衬砌底板防水板，将剩余边墙防水板卷起，挂至底板上方1 m处，避免钢筋刺破。待边墙及拱部施工时，再进行铺设，单面防水板铺设待衬砌施工完毕后进行。

2.2.2 施工缝防水施工

根据隧道主体结构施工的分布，结构纵向留两道施工缝（大跨段留4道），环向每12 m留1道施工缝。施工缝纵向设置镀锌钢板式止水带、橡胶止水条、可维护注浆管，环向设置橡胶止水带、橡胶止水条、可维护注浆管。施工缝处必须凿去表面浮浆，露出石子，浇筑前洒水湿润后，用与结构相同级配的水泥砂浆进行接缝处理。若在浇筑过程中因故无法连续浇筑时，必须按规范要求留置施工缝。用于施工缝的遇水膨胀橡胶条应直接粘贴在施工缝界面，使之与混凝土紧密接触。

施工中出现的主要问题及处理措施：①环向中埋式橡胶止水带预埋位置要准确，必要时加以固定，防止混凝土浇筑时出现偏移的情况，影响施工缝防水效果。布设中埋式橡胶止水带时，要求止水带不得断开，要连续布置。②橡胶止水条在安放的时候不容易固定，可在混凝土施工前按橡胶止水条所在位置预埋一条与橡胶止水条等宽，深1 cm的木条，待混凝土凝固后拆掉木条，将橡胶止水条安放进去。③纵向镀锌钢板止水带预埋位置要准确，防止出现一边多一边少的情况，影响纵向施工缝防水效果。镀锌钢板止水带之间连接采用搭接，搭接长度不小于5 cm，搭接缝要求满焊，搭接缝要与施工缝错开1 m。

3 结束语

针对明挖隧道地下水位线均位于衬砌主体结构以上，水头压力较大，衬砌混凝土受围护结构约束及温度应力影响较为严重，极易产生裂缝，导致渗水后极难长久有效处理的施工难题进行攻关。

高水位明挖隧道全封闭防水技术的研究成功，对今后类似大型深基坑、地铁车站、明挖隧道衬砌防水施工提供参考。该技术的成功实施可有效减少高水位全封闭明挖隧道衬砌后出现的渗漏水现象，为铁路的正常运营提供了保障。

The All-inclusive Waterproofing Construction Technology of High Water Level Cut and Cover Tunnel

Zeng Guangxue

In recent years，China’s railway passenger line has a rapid development，and has been built some passenger lines one after another including Shijiazhuang-Taiyuan，Zhengzhou-Xi’an，Wuhan-Guangzhou，Eastern Loop Line of Hainan，etc.Among these projects，the waterproofing construction quality of passenger line tunnel is particularly important.However，in the all-inclusive waterproofing construction of high water level cut and cover tunnel，there is no mature experience and engineering practice.Combining with the tunnel construction instance of Hainan Eastern Loop Line Passenger，the article introduces the all-inclusive waterproofing tunnel construction measures，through the use of various waterproofing measures，summarizes the all-inclusive waterproofing construction technology of cut and cover tunnel，to provide a reference for a similar tunnel waterproofingin future.

cut and cover tunnel；high water level；all-inclusive waterproofing

U458.1

A

1000-8136(2011)05-0075-02