地铁暗挖隧道二衬施工质量控制

2015-05-22中铁二十局集团第一工程有限公司江苏苏州215151

中国新技术新产品 2015年6期

关键词：基面止水带部位

赵云（中铁二十局集团第一工程有限公司，江苏苏州 215151）

地铁暗挖隧道二衬施工质量控制

赵云
（中铁二十局集团第一工程有限公司，江苏苏州 215151）

摘要：结合工程实践经验，从地铁暗挖隧道二次衬砌施工的防水工程、钢筋工程、模板工程及混凝土工程等各工序分别总结了二衬施工中容易出现的通病，并提出了过程控制措施与质量控制要点，有效地提高了地铁隧道二衬施工质量。

关键词：地铁；隧道；二次衬砌；质量；控制

一、概述

目前我国城市轨道交通建设正在大规模兴起，由于城市市区环境条件的限制，浅埋暗挖施工在城市轨道交通等地下工程施工中的地位愈加重要，隧道施工质量验收标准越来越高，质量控制要求越来越严格，因此，作为隧道施工的最后一道工序，施工中必须采取正确的施工工艺方法及合理的预防和治理措施，保证地铁隧道二衬施工的质量。本文以北京地铁14号线永定门外站～安乐林站区间施工为例，介绍了地铁暗挖隧道二次衬砌施工质量控制要点。

二、工程概况

北京地铁14号线工程永定门外站-安乐林站区间自永定门外站向东南穿越琉璃井路及永外街道办事处，沿安乐林路向东与安乐林站对接，起讫里程为K20+462.405-K21+429.000，全长966.595m。区间隧道断面型式包括标准减振段、人防段、射流风机段、停车线段、挑高段和渡线段等13种不同断面型式，隧道埋深8.59～15.54m，全部采用暗挖法施工。

隧道结构采用网、喷、钢拱架组成初期支护与钢筋混凝土二次衬砌相结合的复合式衬砌型式；二衬采用C40P10防水砼，厚度300mm～600mm，在初支与二衬之间用1.5mm厚EVA防水板进行全包防水，防水板与基层间设置400g/m2的无纺布缓冲层，底板或仰拱防水层上表面设置400g/m2的无纺布保护层，并浇筑7cm厚的C20细石混凝土保护层。

三、施工工艺及控制要点

（一）基面处理

基面处理是防水施工的前提条件，同时也是整个二衬施工质量控制的基础，基面处理是否合格将直接制约着防水效果、钢筋排距及二衬厚度等多方面施工工序能否控制到位。

基面处理按照堵水→超欠挖处理→基面突出尖锐物的割除→基面抹平→清底等几个步骤进行，其中重点为初支堵水及欠挖处理。

1 初支堵水

在初支存在局部渗漏水点位置进行集中注浆，注浆浆液可根据实际情况采用水泥浆或水泥-水玻璃双液浆。注浆完成后用棉纱临时堵塞注浆管下端口，防止浆液流出。注浆完成后，若仍存在个别滴水、股流水等散水现象，采取直接堵塞和引管堵塞。

（1）直接堵塞

当基面滴水或明流水水流较小，水压不大时，以出水点为中心，人工凿除喷射砼成孔槽，孔槽直径约2-4cm，深约3-5cm，凿完后，用水将槽内冲洗干净，随即用堵漏灵堵塞于槽内，并用力向槽壁四周挤压密实，使之与槽壁紧密结合。经过1-2min后，检查外观是否还出现渗漏，若有则重新施作。

（2）引管堵塞

用于点漏水较大，有明流水时。先用人工凿除漏水点周围松散层，凿成一个锥形槽，凿完后把槽内清洗干净，用胶管插入槽内、用快硬水泥胶浆将胶管四周封严、使水顺胶管流出，并在铺防水板前将胶管堵塞。

当初支结构通过堵漏达到初支内表面没有滴水只有少见湿渍时方可施作防水层。

2 超欠挖处理

初支施工完毕后应组织专业测量队伍对隧道初支进行断面检查，重点检查仰拱及初支格栅节点连接部位，然后根据初支施作时外放情况（一般初支轮廓尺寸外放5cm），重点对欠挖部位进行处理。对于欠挖较小部位，可采取直接凿除侵限部位初支，然后采用水泥砂浆抹面的方法进行处理；对于欠挖较大部位，需采取换拱外移的方式以满足设计净空要求。

（二）防水工程

本工程暗挖隧道采用EVA全包防水，施工缝措施为钢边橡胶止水带+水泥基渗透结晶材料，变形缝处采用外贴式止水带+中埋式钢边橡胶止水带+密封胶的方式进行防水，防水控制重点如下：

1 EVA防水板

（1）防水板空鼓

防水板如出现紧绷空鼓现象，在浇筑混凝土过程中极有可能将防水板挤破，从而造成防水板不密闭，形成渗漏水通道。针对此情况过程中应注意以下几方面问题：

①保证暗钉圈间距及数量满足要求，确保防水板与基面可靠固定；

②遇基面凹凸不平时，暗钉圈应布设在凹坑处，从而使防水板与基面尽量密贴，避免出现空洞现象；

③在仰拱部位，经常出现未按设计要求布设暗钉圈，而是直接将防水板空铺在仰拱上，造成空洞；

④在仰拱至拱墙及拱墙至拱顶起拱位置，暗钉圈布设数量不够，间距过大，造成防水板下垂，从而出现空鼓现象。

（2）防水板破损

在防水铺设完成到混凝土浇筑之前，不可避免会出现防水板破损现象，这就要求现场技术人员在混凝土浇筑之前必须对防水板进行一次全面检查，对破损部位及时进行修补。在过程中应重点在下述环节对防水板进行保护：

①防水被戳破：仰拱钢筋施工时，在仰拱向上甩槎接头处，极易戳破防水板，因此在接头部位应带上钢筋保护帽，并在钢筋接头紧贴防水板处采用增加一层防水板方式进行保护。

②防水被烧伤：钢筋焊接过程中如不采取保护措施则极易将防水板烧伤，尤其在马凳筋焊接及不能机械连接而采用焊接连接的部位，由于钢筋距防水板距离较近，因此在焊接钢筋与防水板之间应塞入竹胶板或木板等进行隔离保护，另在焊接点下方安排另一人采用大竹胶板或铁皮等工具对焊渣进行隔离，防止落下烧坏下部防水板。

通常在堵头模板封堵时需采用钢筋加固，而在拆模时需将加固钢筋割除，此过程也应注意对防水板进行保护。

③在纵、环向施工缝凿毛及施工缝处溢出混凝土凿除清理过程中均存在将防水板破坏的可能，在此环节也应加强对防水板的保护。在每两仓防水接头部位，应将甩槎破损部位整体割除后再进行焊接连接。

④钢筋安装完成模板安装前再次对全部防水板进行一次检查，发现破损部位用记号笔或喷漆等作出明显标记，逐一修补销号。

2 中埋式钢边橡胶止水带

（1）止水带接头连接

中埋式钢边橡胶止水带需采用热熔焊接连接，正式施焊接前应做工艺试验，确定热熔模具的焊接温度、焊接时间等参数。在止水带接头对接之前，应将止水带表面挫毛，在搭接位置放置一张纸覆盖，防止橡胶热熔粘黏模具。

在实际施焊过程中，如遇热熔焊接确实困难，焊接效果不理想部位，再采取冷粘法补强。

（2）止水带固定

止水带只有居中固定才能最大限度地发挥其止水效果，在混凝土厚度方向及垂直于厚度方向均需严格控制，在施工中可采取如下措施：

①在纵向及环向施工缝中心线位置设置一根钢筋，止水带采用铁丝固定在钢筋上，固定间距40cm，环向施工缝从上至下采用锤球吊设垂直度，确保上下止水带在同一截面上。

②浇筑混凝土时应边浇筑和振捣边用手将止水带扶正，避免止水带倒伏、扭曲影响止水效果。

③水平安装的止水带均采用盆式安装，盆式开口向上，保证浇捣混凝土时止水带下部的气泡顺利排出。

3 背贴式止水带

变形缝位置采用EVA背贴式止水带，其两边必须与防水板可靠焊接，安装时应精确定位，确保止水带中心线与变形缝中心线对齐，误差应小于1cm。

转角部位的止水带齿条容易出现倒伏，应采用倒角预制件或采用其它防止齿条倒伏的措施。

（三）钢筋工程

地铁暗挖隧道钢筋一般采用机械连接或绑扎连接，确实无法实施机械连接或绑扎连接时方可采用焊接连接，以尽量减少对防水板的损坏。隧道钢筋施工中常见问题为：钢筋保护层厚度不足、钢筋排距及隧道净空尺寸不符合要求、机械连接外露丝扣多、绑扎搭接接头区段不符合要求、钢筋弯制弧度不到位等，而其中钢筋保护层、排距和净空尺寸问题将会严重影响二衬混凝土施工的质量，施工过程中需重点控制。

1 钢筋加工

隧道二衬主筋均为弧形钢筋，钢筋弧度加工的精确度直接影响着后续钢筋安装质量，必须严格控制。弧形钢筋的弯制通常采用制作推盘人工弯制和自动弯弧机弯制两种方式，首先在地面上精确画出所需加工钢筋弧度、长度，弯制完成后在标准线上比对，反复试验直至满足设计及规范要求后，方可进行大批量加工。

2 钢筋安装

根据测量班的中线及标高点，精确安装仰拱钢筋，通长在钢筋弯制过程中端头部位弧度容易出现较大误差，弧度较平，容易戳到防水板上，这就要求在仰拱外侧钢筋施工时端头安装塑料保护帽，另外在端头部位绑扎混凝土垫块，保证外侧钢筋保护层厚度。

在外侧钢筋安装完成后，根据测量点位，精确定位马凳筋位置，特别在弧度变化处，必须设置马凳筋，马凳筋环向间距一般2～3m，马凳筋焊接完成后安装内侧钢筋，内侧钢筋严格按照测量点位再次复核定位，在内侧钢筋安装完成后绑扎保护层垫块，垫块间距1～1.5m。

3 杂散电流

（1）区间底板、顶板及内衬墙每隔不超过5m横断面的表层钢筋焊成一闭合圈，此横向钢筋圈以及变形缝两侧第一排横向钢筋圈与底板、顶板及内衬墙的所有纵向钢筋焊接。

（2）在每根钢轨下方选择一根纵向钢筋作为排流条，在区间底板、顶板及侧墙内侧各选择3根纵向钢筋作为排流条，排流条在每隔结构段内电气贯通，并与相交的横向钢筋焊接。

（3）在变形缝两侧内衬墙上引出连接端子，连接端子与变形缝两侧第一排横向钢筋圈连接。连接端子采用采用镀锌扁钢80×5，并与侧墙内2根纵向钢筋焊接，在扁钢的墙外部分打φ12的孔，并在打孔处安装螺栓、垫圈，两个连接端子之间采用BXR-1×95铜电线连接，铜绞线长度为两连接端子间距离加100mm。连接端子距轨面高度300mm。连接端子长度为：H+300+6d（H为钢筋混凝土保护层厚度，d为钢筋外径）。

（四）模板工程

标准断面及停车线断面二衬采用衬砌台车施作，长度较短的人防段、渡线段等断面型式一般采用模架法进行施工。

模板安装前需用高压风、水将施工缝部位浮浆、杂物等清理干净，检查止水带位置、保护层垫块设置等是否符合要求，检查无误后方可进行台车就位或模板安装。

对于衬砌台车，拼装完成后仔细对面板接缝位置进行检查，对拼缝不严或错台部位进行重新调整或打磨处理。对于模架法施工中小模板拼装，重点检查是否平顺无错台。

台车、模板与上一板混凝土搭接位置处应贴密封止浆胶条，以保证接头位置不漏浆。纵向模板与上一板混凝土不宜搭接过多，当遇弧线段曲线半径过小时应缩短每板混凝土浇筑长度，尽量减小纵向段落间错台。

台车或模板定位完成后，必须再经由测量班用仪器对台车、模板进行尺寸复核，确保无误后方可进行混凝土浇筑。

（五）混凝土工程

作为地铁隧道施工的最后一个环节，二衬混凝土的浇筑施工必须严格进行控制，确保二衬混凝土质量，同时减少外观质量缺陷。隧道混凝土施工一般采用地泵泵送，输送距离较长，这就对混凝土质量要求较高；同时隧道内有限空间作业混凝土浇筑施工难度较大，因此，混凝土浇注过程中产生的不密实、施工缝错台和拆模后混凝土表面的蜂窝麻面、气泡、砂线、分层线等缺陷较明挖法施工多，施工过程中必须采取合理的措施进行有效控制。

1 商品混凝土质量

根据隧道内泵送及浇筑需要，与拌合站进行沟通，确定混凝土水泥用量、水灰比、坍落度等，并根据实际浇筑效果及时调整配合比，杜绝因塌落度和配合比不稳定造成的色差和表面大面积的蜂窝麻面。

2 混凝土浇筑与振捣

在施工时，强调浇筑与振捣并重，浇筑无序或振捣无方，都是砼产生各种不均匀性弊端的根源，因此施工时必须注意把握浇与振的时间，即对砼不要早振，也不要迟振，不要欠振，也不能过振。

砼的浇筑方法遵循分段分层、及时接茬的原则，从两侧墙脚对称浇注，呈平行对称层次，全断面推进完成砼的分层接茬和分段接茬，砼分段分层的后段与前段或上下层之间的浇注时间间隔不超过砼初凝时间。在市内施工应充分考虑早晚高峰期交通拥堵现象，提前发送、储备混凝土，并适当延长混凝土初凝时间，避免堵管和形成混凝土冷缝。

根据实际浇筑完成后砼外观情况，及时调整振动器的数量及位置，以避免出现振捣盲区。通常在仰拱浇筑面以上1.5m范围内蜂窝麻面较多，此范围为反弧段，混凝土中气泡较难排出，因此在此范围内增加平板振动器，在浇筑过程中再辅以振动棒对此区域进行振捣，可大大减少此范围缺陷地发生。为达到砼均匀密实性，要避免过振现象出现，过振则砼易产生离析，离析状态较重的砼骨料分离，显露砂石，轻的会出现砂线、砂斑。

浇筑混凝土在边墙位置时应连续进行，砼浇注至墙拱交界处可适当间歇后连续浇注拱部砼，间歇时间不得超过1.5h。在拱顶部位采用泵送挤压法灌注混凝土，施工方法为：先通过拱预留灌注孔浇注靠近已成形衬砌的一端砼，然后通过后退挤压的方式依次浇筑台车中间部位及台车另一端拱部砼。

为弥补拱顶混凝土收缩或浇筑压力控制不当引起的空洞，浇筑完成后根据防水分区及时进行二衬背后注浆，并利用地质雷达进行空洞检测。