深圳地鐵車竹區(qū)間礦山法隧道的防水設(shè)計(jì)與施工
摘　要:結(jié)合深圳地鐵一期工程車公廟～竹子林暗挖區(qū)間隧道設(shè)計(jì)與施工的實(shí)際情況,談一些經(jīng)驗(yàn)和體會(huì),可供在建及二期地鐵礦山法隧道防水設(shè)計(jì)與施工作參考。
　礦山法隧道施工技術(shù)在北京地鐵、廣州地鐵一號線中被廣泛應(yīng)用,它具有施工工藝簡單、應(yīng)用靈活、減少拆遷和交通疏解造價(jià)合理等優(yōu)點(diǎn),深圳地鐵一期工程中就有九個(gè)區(qū)間采用礦山法施工,可見礦山法隧道施工技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。暗挖隧道多位于水位線之下,且主體結(jié)構(gòu)混凝土施工工藝較明挖區(qū)間復(fù)雜,因此隧道結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的好壞是礦山法隧道應(yīng)用于地鐵工程成敗的關(guān)鍵。深圳地鐵一期工程礦山法隧道的防水設(shè)計(jì)借鑒了以往城市地鐵防水設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)驗(yàn),防水體系得到進(jìn)一步完善,防水標(biāo)準(zhǔn)也有所提高,但從實(shí)際施工情況看,仍不同程度存在滲漏、裂紋等現(xiàn)象,反映出深圳地鐵一期工程礦山法隧道的防水設(shè)計(jì)和施工仍有待完善之處,下面結(jié)合車竹區(qū)間暗挖隧道的防水設(shè)計(jì)和施工情況談一些體會(huì)。
1 　車竹區(qū)間暗挖隧道的防水設(shè)計(jì)
車竹區(qū)間暗挖隧道位于深圳市深南大道下面,為雙線兩單洞結(jié)構(gòu),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(qiáng)透水性,且其中的地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性,對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕。車竹區(qū)間暗挖隧道防水設(shè)計(jì)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(hù)是第一道防線,隧道開挖后立即進(jìn)行鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)、縱向連接筋、鎖腳錨管、噴射C20 混凝土聯(lián)合支護(hù),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(shè)技術(shù);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(shè)置, 主筋á 16 , 環(huán)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(hù)與圍巖之間以及二襯與防水層之間進(jìn)行回填注漿,充填空隙, 作為第一、三道防線的加強(qiáng)和補(bǔ)充。此外,在邊墻底附近,防水層與二襯間安設(shè)橫向塑料盲溝材,將滲透水引入隧洞內(nèi)兩側(cè)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(gè)暗挖區(qū)間中部不設(shè)變形縫,僅在區(qū)間兩端和車站、明挖區(qū)間接口處設(shè)置,采用中置式PVC 止水帶。車竹區(qū)間暗挖隧道防水?dāng)嗝鎴D見圖1 。
2 　車竹區(qū)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(hù)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定后進(jìn)行。防水層由具備資質(zhì)的防水專業(yè)隊(duì)伍施作。鋼筋在地面加工,運(yùn)至洞內(nèi)綁扎。防水層鋪設(shè)和鋼筋綁扎采用自制走行式簡易臺(tái)架作為操作平臺(tái)。二次襯砌采用自行液壓整體式鋼模板臺(tái)車、泵送商品混凝土進(jìn)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(tái)車隨后施作拱墻二襯混凝土,每組8. 9m。
圖1 　區(qū)間隧道防水?dāng)嗝鎴D
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(shù)及質(zhì)量控制措施
2. 3. 1 　基面處理
鋪設(shè)防水層前必須對初期支護(hù)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(shè)
無防布采用射釘和PVC 墊片固定在初期支護(hù)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(dòng)爬行式熱熔雙焊縫焊機(jī)焊接,搭接寬度100mm ,用真空充氣檢查雙焊縫的焊接質(zhì)量。
2. 3. 3 　防水層保護(hù)
隧道仰拱防水層施作驗(yàn)收后,及時(shí)攤鋪50mm 厚C15 細(xì)石混凝土作保護(hù)層,其余部位采用移動(dòng)保護(hù)板防護(hù),防止鋼筋綁扎和雜散電流焊接等作業(yè)損傷防水層。
2. 3. 4 　鋼筋綁扎
(1) 鋼筋混凝土保護(hù)層厚度控制直接影響二襯結(jié)構(gòu)的外觀效果、抗裂性和耐久性。施工中采用五寸臺(tái)法控制鋼筋綁扎的設(shè)計(jì)尺寸。鋼筋迎水面凈保護(hù)層厚度≥50mm ,背水側(cè)保護(hù)層厚度可根據(jù)初支凈空適當(dāng)調(diào)整,但應(yīng)≥30mm ,控制保護(hù)層的墊塊用高標(biāo)號混凝土制作,避免臺(tái)車頂升時(shí)被壓碎。
(2) 拱部鋼筋較長,在洞內(nèi)搬運(yùn)時(shí),應(yīng)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(shí)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(xù)必須進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí),采用移動(dòng)保護(hù)板,防止燒壞防水板。
2. 3. 5 　施工縫防水
(1) 施工縫止水條預(yù)留槽體的施工質(zhì)量直接影響施工縫的防水效果,經(jīng)過實(shí)踐最終采用止水條廠家推薦的止水條橡膠模具, 該產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、成槽尺寸準(zhǔn)確、易拆卸并可重復(fù)使用等特點(diǎn)。
(2) 臺(tái)車施工縫的擋頭板應(yīng)待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后拆除, 避免止水條橡膠模具拆卸時(shí)破壞預(yù)留槽體。施工縫混凝土的鑿毛、清理、止水條安設(shè)應(yīng)按相關(guān)要求施作。
(3) 模板臺(tái)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(shí)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(tái)車一次灌注,由于斷面為馬蹄形, 鋼筋較密,混凝土流動(dòng)受限制,灌注過程中可視度、可控性差,因而二襯混凝土質(zhì)量控制是礦山法隧道施工的關(guān)鍵。
(1) 經(jīng)施工優(yōu)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(tái)車技術(shù)參數(shù)要點(diǎn):模板臺(tái)車板面厚度> 6mm ,支撐系統(tǒng)剛度、強(qiáng)度應(yīng)滿足振搗、泵壓要求,臺(tái)車長度應(yīng)考慮最小曲線半徑對二襯凈空的影響,臺(tái)車斷面尺寸可調(diào)并滿足設(shè)計(jì)尺寸要求,頂模板與側(cè)模板結(jié)合部最大縫隙應(yīng)< 4mm。為利于混凝土分層灌注和振搗,每側(cè)邊模設(shè)兩排澆筑口,每排3 個(gè);拱頂澆筑口設(shè)1 排共3 個(gè),應(yīng)保證位于臺(tái)車頂模的中線上,避免泵送灌注時(shí),兩側(cè)混凝土流動(dòng)不均,易造成臺(tái)車跑位。根據(jù)澆筑口位置在臺(tái)車內(nèi)表面安設(shè)平板振動(dòng)器,數(shù)量應(yīng)≥12