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摘 要:现代化建设中,地铁作为一种日常交通工具,已经在一二线各大城市逐步扩建,但隧道混凝土结构的渗水问题一直是困扰地铁施工的难题之一。本文通过对地铁暗挖隧道渗水原因进行简单分析,并结合项目实际情况总结出质量改善措施。希望通过本文能够对我国的地铁建设有一个更加完善的维护和治理。
关键词:地铁隧道;暗挖;防水混凝土;质量控制
引言
虽然近年来我们在地下工程的建设中不断加大对混凝土结构防水的研究和投入,取得了很多宝贵的经验,但地铁施工过程中的渗漏水现象仍常有发生,尤其是在暗挖隧道方面尤为严重,防水问题还未得到根本解决。本文将结合自己参加在深圳地铁七号线的施工质量管理经历,以及参考以往有关文献的基础上,对地铁暗挖隧道渗漏原因进行简单分析,并提出针对暗挖隧道渗水的防治措施。以进一步提高工程质量,为其他类似工程项目提供借鉴。
1.地铁暗挖隧道容易出现渗水的原因及分析
深圳地铁七号线暗挖隧道的防水设计原则为“以防为主,防排结合,刚柔相济,多道防线、因地制宜、综合治理”。深圳地铁西丽站~茶光站区间隧道当二次衬砌施工完成到180m左右时,其结构开始出现少量的渗水现象,并随着施工长度的加长,尤其是接口的封闭处,随着地下水位的增高,渗漏现象日趋严重。经现场统计发现:二次衬砌结构渗漏部位主要集中在三处:环向施工缝、边墙混凝土灌注窗口下方、混凝土间隙灌注时发生的间隙缝。针对三种渗漏情况找原因,我们做了以下情况实际分析:
1.1 防水层未起到有效的防水作用
深圳地铁七号线矿山区间设计图纸在初期支护与二次衬砌间的全包防水层设计采用的是无纺布加1.5mm厚的PVC防水板,铺设方式采用无钉铺设,双焊缝焊接。但二次衬砌结构仍出现了渗漏现象,研究其原因,分析主要有三个方面:
1.1.1防水板施工过程中,对不能采用双焊缝焊接的部位(如拐角处、破损处等),采用的手工热融焊接,实际上这种焊缝的质量很难满足防水焊缝的密封要求。而且对于采用手工热融焊接的防水板无法进行质量检测,因此该种焊接质量难以保障。
1.1.2防水层在施工过程中被损坏的几率很大:在钢筋绑扎焊接施工过程中,易被钢筋端头刺穿、易被焊碴烧穿;立模、拆模施工过程中,也易损坏防水板;混凝土灌注过程中,粗集料易刺穿防水板。如右图所示,防水板外绑扎焊接密密麻麻的钢筋网。
1.1.3 防水板在高水头的静水压作用下,只要防水板有一处破损,地下水就会通过破损处渗入到防水板与二次衬砌混凝土之间,导致防水板失效,且对漏水处的混凝土造成一定的影响。另外,防水板在自身施工过程中破损之处较少能够修补;在钢筋施工过程中,发现的破损之处勉强能够修补;在立模、拆模施工过程中发现的破损之处就很难修补;在灌注混凝土施工过程中发现的,破损之处根本就不能修补。
1.2 防水混凝土的密实度难以控制
深圳地铁7号线隧道二衬混凝土采用C35P8型防水钢筋混凝土,而防水混凝土是混凝土结构防水中最关键的一步。混凝土是一种非均质材料,其内部存在着许多大小不同的孔隙,水的渗透就是通过这些孔隙进行的。防水混凝土就是通过调整混凝土配合比及外加剂来提高自身密实度和抗渗性,从而达到抗渗目的,满足防水的要求。防水混凝土的防水质量受配合比、施工工艺、养护条件等施工因素影响很大,生产过程中往往因振捣不密实,混凝土离析、等原因造成防水混凝土性能下降。
2.针对暗挖隧道渗水的混凝土质量管控要点
2.1 模板
模板台车要架立牢固,尤其是挡头板部位,不能出现跑模现象,混凝土挡头板保证做到模缝严密,避免出现水泥浆漏失现象,且达到表面规则平整;地模、墙模施工质量达到设计和规范要求。如下图所示。
2.2 混凝土浇筑
混凝土应分层浇筑、分层振捣,每层厚度不宜超过300~400mm,相邻两层浇筑时间间隔不超过2h,以确保上、下层混凝土在初凝之前的牢固结合。混凝土泵送入模时,应使其水平均匀入模,并控制其自由倾落的高度。当自由倾落高度超过2m时,应使用串筒、溜槽或在浇筑面接一段水平导管。当浇筑暗挖结构拱部衬砌时应按浇筑孔先下后上有序地进行。
2.3 控制好商品混凝土抗离析能力
二衬浇筑分层高度一般均会超过规定值,并且在二衬钢筋较为密集的情况下,如果混凝土抗离析能力不强将会严重影响浇筑质量,这里面有一个矛盾是:为提高混凝土抗离析能力而增加的水泥、粉煤灰等成分又会对混凝土抗裂性能产生不利影响。
2.4 混凝土振捣
隧道二衬浇筑与一般的板、梁、墙混凝土浇筑在工艺上存在很大区别,一个是敞开式浇筑,一个是全封闭式浇筑。工艺上的差别也正是二衬混凝土浇筑的难点所在,操作空间小与振捣火候不易把握。混凝土振捣一般采用附着式和插入式两种振捣器。附着式振捣器用于暗挖结构防水混凝土浇筑,插入式振捣器使用较广。为把好混凝土振捣关,在衬砌台车设计上就应须合理地布置窗口和附着式振捣器的位置,振捣时间一般为10~30s,以混凝土开始出浆和不冒气泡为准,避免漏振、欠振和超振。对新旧混凝土结合面、沉降缝、施工缝止水带位置需要严格按设计的振捣点和时间进行有控制的振捣。
2.5 施工缝与变形缝的设置和处理
混凝土应尽量做到连续浇筑,不留或少留施工缝。施工缝的设置,主要考虑一次混凝土浇筑强度和有效控制混凝土的收缩裂纹。在施工缝处继续浇筑混凝土前,无论何种情况,对接缝表面都应进行凿毛处理,清除浮粒,粘贴止水条。混凝土结构变形缝的止水条构造形式、位置、尺寸,以及止水条使用的材料、变形缝填料的物理力学性能应符合设计要求。并应加强变形缝处混凝土的振搗。
2.6 混凝土保护层
混凝土结构内部设置的各种钢筋或绑扎铁丝,不得接触模板。在迎土面的钢筋保护层厚度≮35mm。钢筋保护层厚度是决定钢筋混凝土结构使用寿命的重要因素。针对不同的结构造型,保护层垫块制成方块形、长条形、L形等形状,牢固地绑在钢筋网的外侧,并确保网片不移位。底板和顶板钢筋的马凳筋应严格控制在保护层内,不得直接支撑在模板或防水层上,并应焊牢,以免施工时被踩踏变形。
3.结束语
通过以上对采用喷锚构筑法施工的隧道防水的实际分析,结合深圳地铁七号线地铁隧道的漏水情况,总结出了十条混凝土质量的改善措施,使混凝土结构达到防水的目的。希望本文可以为今后城市暗挖法隧道二次衬砌混凝土施工提供一定经验。
参考文献
[1]赵红雨.论主体结构混凝土施工管理及质量验收[J].居舍,2019(21):173.
关键词:地铁隧道;暗挖;防水混凝土;质量控制
引言
虽然近年来我们在地下工程的建设中不断加大对混凝土结构防水的研究和投入,取得了很多宝贵的经验,但地铁施工过程中的渗漏水现象仍常有发生,尤其是在暗挖隧道方面尤为严重,防水问题还未得到根本解决。本文将结合自己参加在深圳地铁七号线的施工质量管理经历,以及参考以往有关文献的基础上,对地铁暗挖隧道渗漏原因进行简单分析,并提出针对暗挖隧道渗水的防治措施。以进一步提高工程质量,为其他类似工程项目提供借鉴。
1.地铁暗挖隧道容易出现渗水的原因及分析
深圳地铁七号线暗挖隧道的防水设计原则为“以防为主,防排结合,刚柔相济,多道防线、因地制宜、综合治理”。深圳地铁西丽站~茶光站区间隧道当二次衬砌施工完成到180m左右时,其结构开始出现少量的渗水现象,并随着施工长度的加长,尤其是接口的封闭处,随着地下水位的增高,渗漏现象日趋严重。经现场统计发现:二次衬砌结构渗漏部位主要集中在三处:环向施工缝、边墙混凝土灌注窗口下方、混凝土间隙灌注时发生的间隙缝。针对三种渗漏情况找原因,我们做了以下情况实际分析:
1.1 防水层未起到有效的防水作用
深圳地铁七号线矿山区间设计图纸在初期支护与二次衬砌间的全包防水层设计采用的是无纺布加1.5mm厚的PVC防水板,铺设方式采用无钉铺设,双焊缝焊接。但二次衬砌结构仍出现了渗漏现象,研究其原因,分析主要有三个方面:
1.1.1防水板施工过程中,对不能采用双焊缝焊接的部位(如拐角处、破损处等),采用的手工热融焊接,实际上这种焊缝的质量很难满足防水焊缝的密封要求。而且对于采用手工热融焊接的防水板无法进行质量检测,因此该种焊接质量难以保障。
1.1.2防水层在施工过程中被损坏的几率很大:在钢筋绑扎焊接施工过程中,易被钢筋端头刺穿、易被焊碴烧穿;立模、拆模施工过程中,也易损坏防水板;混凝土灌注过程中,粗集料易刺穿防水板。如右图所示,防水板外绑扎焊接密密麻麻的钢筋网。
1.1.3 防水板在高水头的静水压作用下,只要防水板有一处破损,地下水就会通过破损处渗入到防水板与二次衬砌混凝土之间,导致防水板失效,且对漏水处的混凝土造成一定的影响。另外,防水板在自身施工过程中破损之处较少能够修补;在钢筋施工过程中,发现的破损之处勉强能够修补;在立模、拆模施工过程中发现的破损之处就很难修补;在灌注混凝土施工过程中发现的,破损之处根本就不能修补。
1.2 防水混凝土的密实度难以控制
深圳地铁7号线隧道二衬混凝土采用C35P8型防水钢筋混凝土,而防水混凝土是混凝土结构防水中最关键的一步。混凝土是一种非均质材料,其内部存在着许多大小不同的孔隙,水的渗透就是通过这些孔隙进行的。防水混凝土就是通过调整混凝土配合比及外加剂来提高自身密实度和抗渗性,从而达到抗渗目的,满足防水的要求。防水混凝土的防水质量受配合比、施工工艺、养护条件等施工因素影响很大,生产过程中往往因振捣不密实,混凝土离析、等原因造成防水混凝土性能下降。
2.针对暗挖隧道渗水的混凝土质量管控要点
2.1 模板
模板台车要架立牢固,尤其是挡头板部位,不能出现跑模现象,混凝土挡头板保证做到模缝严密,避免出现水泥浆漏失现象,且达到表面规则平整;地模、墙模施工质量达到设计和规范要求。如下图所示。
2.2 混凝土浇筑
混凝土应分层浇筑、分层振捣,每层厚度不宜超过300~400mm,相邻两层浇筑时间间隔不超过2h,以确保上、下层混凝土在初凝之前的牢固结合。混凝土泵送入模时,应使其水平均匀入模,并控制其自由倾落的高度。当自由倾落高度超过2m时,应使用串筒、溜槽或在浇筑面接一段水平导管。当浇筑暗挖结构拱部衬砌时应按浇筑孔先下后上有序地进行。
2.3 控制好商品混凝土抗离析能力
二衬浇筑分层高度一般均会超过规定值,并且在二衬钢筋较为密集的情况下,如果混凝土抗离析能力不强将会严重影响浇筑质量,这里面有一个矛盾是:为提高混凝土抗离析能力而增加的水泥、粉煤灰等成分又会对混凝土抗裂性能产生不利影响。
2.4 混凝土振捣
隧道二衬浇筑与一般的板、梁、墙混凝土浇筑在工艺上存在很大区别,一个是敞开式浇筑,一个是全封闭式浇筑。工艺上的差别也正是二衬混凝土浇筑的难点所在,操作空间小与振捣火候不易把握。混凝土振捣一般采用附着式和插入式两种振捣器。附着式振捣器用于暗挖结构防水混凝土浇筑,插入式振捣器使用较广。为把好混凝土振捣关,在衬砌台车设计上就应须合理地布置窗口和附着式振捣器的位置,振捣时间一般为10~30s,以混凝土开始出浆和不冒气泡为准,避免漏振、欠振和超振。对新旧混凝土结合面、沉降缝、施工缝止水带位置需要严格按设计的振捣点和时间进行有控制的振捣。
2.5 施工缝与变形缝的设置和处理
混凝土应尽量做到连续浇筑,不留或少留施工缝。施工缝的设置,主要考虑一次混凝土浇筑强度和有效控制混凝土的收缩裂纹。在施工缝处继续浇筑混凝土前,无论何种情况,对接缝表面都应进行凿毛处理,清除浮粒,粘贴止水条。混凝土结构变形缝的止水条构造形式、位置、尺寸,以及止水条使用的材料、变形缝填料的物理力学性能应符合设计要求。并应加强变形缝处混凝土的振搗。
2.6 混凝土保护层
混凝土结构内部设置的各种钢筋或绑扎铁丝,不得接触模板。在迎土面的钢筋保护层厚度≮35mm。钢筋保护层厚度是决定钢筋混凝土结构使用寿命的重要因素。针对不同的结构造型,保护层垫块制成方块形、长条形、L形等形状,牢固地绑在钢筋网的外侧,并确保网片不移位。底板和顶板钢筋的马凳筋应严格控制在保护层内,不得直接支撑在模板或防水层上,并应焊牢,以免施工时被踩踏变形。
3.结束语
通过以上对采用喷锚构筑法施工的隧道防水的实际分析,结合深圳地铁七号线地铁隧道的漏水情况,总结出了十条混凝土质量的改善措施,使混凝土结构达到防水的目的。希望本文可以为今后城市暗挖法隧道二次衬砌混凝土施工提供一定经验。
参考文献
[1]赵红雨.论主体结构混凝土施工管理及质量验收[J].居舍,2019(21):173.