新建城际铁路明挖隧道防水技术研究

2022-05-09赵峰

广东建材 2022年4期

赵峰

（中铁二十二局集团第四工程有限公司）

1 工程概况

新建城际铁路联络线，正线位于北京市大兴区，里程DK35+770-DK40+300，合计4.53km，包含榆安1 号隧道、2 号隧道、新航城站，采用明挖法施工，普通衬砌断面拱顶主要采用台车施工，部分采用支架，下锚段、咽喉区域顶板、洞室及异性截面采用支架+模板施工，架体坐落于基坑内、仰拱填充之上，安全等级I 级。

衬砌结构主要下卧层为黏土、粉土及粉质黏土，现状厂区上部地下水为第四系空隙潜水，下部砂层赋存承压水，其中砂类土层中水量较丰富，粉土次之。地下水埋藏的深度比较大，地下水埋深在20.20～22.8m（绝对高程在0.3～0.283m）。水位在换季时变幅3-5m，主要由雨水及地下水潜流排泄补给，以潜流和人为开采为排泄条件。下部砂层承压限制层深度为40m 左右，承压水头为地下20m 左右。

2 明挖隧道防排水设计

2.1 主体结构防水设计

明挖放坡段及围护桩段隧道结构设置全封闭分高式防水板（2mm 单面自粘式ECB 防水板），侧墙和仰拱部位铺设无纺布，通过防水板与现浇混凝士的粘结密贴实现无死角的防水封闭，结构表面无湿渍。在结构的接缝处利用高分子复合自粘式防水板进行防水施工，详见表1。

表1 主体结构不同位置防水形式

2.2 施工缝防水设计

明挖隧道分开浇筑的混凝土施工缝有环向和纵向两种，环向施工缝采用钢边橡胶止水带、遏水膨胀止水条、注浆管和水泥基渗透结晶型防水涂料；纵向施工缝采用镀锌钢板止水带、注浆管、遇水膨胀止水条和水泥基渗透结晶型防水涂料。当接缝处出现渗水或者漏水时，可利用预埋的注浆管进行注浆封堵渗漏现象。见表2。

表2 施工缝不同位置防水形式

2.3 变形缝防水设计

应用复合防水构造方法进行变形缝施工，仰拱和边墙部位则应用中埋式钢边橡胶止水带与背贴式止水带，拱部运用中埋式钢边橡胶止水带与2 道缓膨型遇水膨胀止水条，仰拱、仰拱填充内和拱墙分别设置单独的排水盲管，分别引入侧沟和中心水位。变形缝填缝使用聚乙烯泡沫塑料板、双组份聚硫密封膏实施封闭，具体如表3 所示。

表3 变形缝不同位置防水形式

3 明挖隧道防排水施工技术

3.1 主体结构防水施工

3.1.1 底板防水施工

采用预铺反粘法施工。首先将防水层铺好，将防水层中ECB 面靠近底板垫层的位置进行铺设，防水层中粘贴面上铺设厚度为50mm 的混凝土保护层，再施工主体结构。采取横（环）向铺设，避免内角处出现搭接面从而达不到防水效果。铺设长度应超出混凝土湿接缝及预留钢筋项端500mm。防水卷材搭接宽度为150mm；施工时尽可能避免T 字型搭接和十字搭接的数量，过多会影响防水效果。仰拱位置的防水层铺设完成后，应先撕掉卷材隔离层，再进行钢筋绑扎，绑扎完成后立即浇筑50mm 厚细石混凝土保护层。

3.1.2 边墙防水施工

采用预铺反粘法施工。采取横（环）向铺设，铺设长度应超出混凝土湿接缝及预留钢筋顶端500mm。灌注桩段先在开挖的灌注桩临空面上喷射10cmC25 网喷混凝土找平，然后铺设400g/m2土工布及单面自粘防水板，自粘面朝向结构。用水泥钉固定住防水板及土工布，按交错布置，间距0.8～1.0m，并在水泥钉上贴15cm×15㎝的双面自粘防水板进行补强。最后将结构侧墙混凝土浇注在防水板中隔离面（粘贴面）一侧。

3.1.3 拱顶防水施工

运用后铺正粘法进行作业。先浇筑混凝土，待混凝土强度满足设计要求后，在表面涂上厚度为25mm 的单组份聚氨脂防水涂料，完成后浇筑细石混凝土找平层，厚度为50mm，接着再铺设防水层，防水层中隔离面（粘贴面）与找平层密贴，防水层外侧需浇筑50mm 厚细石混凝土保护层，最后开展填土层施工。通过环向铺设的方式施工防水层，在铺设防水材料过程中，避免出现拉得过紧、大鼓包等现象，铺设完成的防水板应和基面凹凸起伏一致，具有自然、平整、服帖的效果。防水卷材搭接宽度设计150mm；开展作业时尽量减少T 字型搭接和十字搭接，如果数量太多将不利于防水效果的实现。

3.2 施工缝防水施工

主体结构纵向施工缝采用镀锌钢板止水带、环向施工缝采用中埋式钢边橡胶止水带，施工缝均用水泥基渗透结晶型防水涂料、可维护注浆管、缓膨型遇水膨胀止水条进行防水处理。具体要点为：

⑴明挖隧道按施工顺序设置纵向施工缝和环向施工缝，纵向施工缝应留置在高出底板顶面不小于300mm，且宜在水沟盖板底面以下的墙体上。环向施工缝间距宜控制在8～12m。

⑵以450mm 为间距，将止水带固定在结构钢筋上，保证坚固结实，禁止出现扭曲、变形等情况。

⑶通过盆式安装的方式来安装拱部和仰拱施工缝的止水带，这样有利于排出振捣作业过程中产生的气泡，提高止水带部位的混凝土跟止水带结合的牢固性。

⑷应加强止水带位置混凝土的振捣作业，施工过程中禁止振捣棒触碰到止水带。

⑸钢边橡胶止水带现场仅允许对接接头（采用机械对接），其它型式的接头（十字、T 字）均要求提供预制接头，接头部位抗拉强度不得低于母材强度的80%。止水带在工地进行接头处理时，严格按照设计图中止水带的对接做法操作。

⑹进行施工缝部位混凝土浇筑时，需要先对施工缝表面进行凿毛，但注意禁止损坏止水带。

⑺施工缝防水施工时，使用预埋可维护注浆管的方法，如接缝处出现渗水、漏水问题，则通过预埋的注浆管实施注浆从而达到堵漏目的。可将注浆管固定在施工缝表面中埋式钢边止水带与靠近内边的缓膨型遇水膨胀止水条之间，间距设置成20～25cm，沿着施工缝通长布设。使用搭接法连接注浆管，出浆段的有效搭接长度需控制在10～15cm。侧墙下部环向施工缝及纵向施工缝处的注浆管引到环纵向施工缝连接处附近，连接小外径软管，最终接入注浆盒中。若拱脚处设置有纵向施工缝则其中的注浆管用插销连接管连至两端的环向注浆管。

⑻缓膨型遇水膨胀止水条可采用预留槽嵌入法。将缓膨型遇水膨胀止水条嵌入槽内，将止水条固定牢固后，再浇注下一环混凝土。

⑼涂刷渗透结晶防水涂料前，基面应凿毛并处理干净，用水浸透但不能有明水，方可施作水泥基渗透结晶型防水涂料（1.5㎏/m2），涂层凝固后需进行养护。

3.3 变形缝防水施工

变形缝采用中埋式钢边橡胶止水带、背贴式止水带、自粘式防水板加强层、排水盲管。变形缝填缝材料选用泡沫塑料板，密封材料采用双组份聚硫密封膏。具体施工方法如下：

⑴明挖段变形缝应设置在洞室位置、衬砌断面变化处、隧道下卧层承载力变化明显处、工法变换处，变形缝位置应与衬砌变化位置应保持1m 净距，与衬砌开洞位置应保持1 倍洞径的净距。

⑵变形缝控制间距为50m，可灵活布置。

⑶变形缝应预埋排水盲管，使用专用扣件固定在施工缝表面中埋式钢边止水带与靠近内侧的缓膨型遇水膨胀止水条之间，固定间距为20～25cm，沿施工缝通长布设。

⑷变形缝的两侧应平整、清洁、无渗水。

⑸变形缝嵌缝应密实。

4 质量控制措施

4.1 防水板施工质量控制

使用双焊缝的方法来焊接防水板，以调速、调温热楔式自动爬行式热合机热熔焊接，并安排人员使用手持焊枪对细节部分进行处理和修补。防水板铺设应舒展平整，不可重叠起皱，防水板表面不可有灰尘、油污、水滴等，达标后再焊接。焊缝连接处不能有折皱、空隙及气泡，焊接200～300cm 的焊缝应停电清理粘合物再施工。焊接应满足规定的温度、速度及单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1.5cm 的要求，保证焊缝平直、整齐、轮廓清晰，满足防水焊接要求[1]。

条焊缝的有效焊接宽度应超过15mm，相邻防水板的搭接宽度则超过15cm，分段铺设的防水板边缘部位需有至少20cm 的搭接余量，并对预留部分采取保护措施。

防水板的铺设和衬砌混凝土施工交叉作业时难免出现破损，若发生防水板破损应做好标记并及时修补。采用双面自粘ECB 材料修补破损部位。