地铁矿山法施工区间隧道防水问题及对策

发表时间:2020/5/22   来源:《城镇建设》2020年第7期   作者:晁少辉
[导读] 随着时代进步与社会经济的高速发展,地铁工程项目逐渐增多施工技术水平不断提升

         摘要:随着时代进步与社会经济的高速发展,地铁工程项目逐渐增多施工技术水平不断提升,实践中为了提高地铁矿山法施工区间隧道防水施工质量,确保隧道性能可靠性,则需要对与之相关的防水问题进行探讨,运用针对性强的措施予以处理,从而为这类隧道的安全使用提供保障。基于此,文章将对地铁矿山法施工区间隧道防水问题进行探讨,以便为相关的研究工作开展提供参考信息。
         关键词:地铁矿山法;施工区间隧道;防水问题;措施
         引言
         随着我国城市地铁建设速度的不断加快,矿山法施工技术在地铁区间隧道的建设中得到了广泛应用。该工法开挖断面灵活,占地面积小,可解决盾构法无法施工区间渡线、交叉渡线、折返线、停车线、联络线及区间范围内无法避让地下障碍物等问题,与明挖法相比,可避免城市房屋拆迁、交通改道、市政管线迁改等方面的问题。然而,从目前已完成的地铁区间隧道来看,矿山法施工的隧道结构渗漏水现象较其他两种工法更为严重。
         1地铁矿山法施工区间隧道渗水原因分析
         1.1初期支护不够合理
         在地铁矿山法施工过程中,为了保证隧道结构的安全性、可靠性,需先进行初期支护。初期支护容易受地质条件、开挖质量、地下水等因素影响,造成初期支护不密实,初支与围岩间存在空腔。另外,初期支护喷射混凝土的配合比、喷射混凝土工人操作水平,都会对初期支护质量产生一定的影响,稍有不慎,就会造成隧道初期支护渗漏问题,影响结构稳定性。
         1.2防水板全封闭作用没有得到充分发挥
         (1)对防水板进行具体施工过程中,因为机械焊接的位置不合理,焊接过程中使用的材料熔点比较高,导致机械焊接位置质量不能满足密封需要,导致防水板使用过程中出现渗水现象,导致矿山法施工区间防水性能下降。(2)因为防水板的刚度较大,增加了操作难度,初期施工中不能进行有效密贴,采用不同类型的防水板,其存在的性能也存在一定不同之处,给防水功能也带来影响。(3)地铁矿山法具体施工过程中,区间隧道防水施工所使用的放水板会因为人为因素和自然因素等影响,这就在一定程度上降低了其性能,且还有可能会引发渗水现象。与此同时,因为地下水流入,若放水板破损,则出现渗水问题,这对隧道顺利安全的运行带来不利影响。此外,放水板使用过程中,若出现破损现象,修复不是十分容易,为后期防渗工作带来不利影响。
         1.3实践中的防水混凝土施工不当
         基于防水混凝土的地铁矿山法施工区间隧道,有利于优化隧道防水性能,使得其应用中的渗漏水问题发生率下降,从而保持隧道良好的应用效果及功能特性。但是,实践中因防水混凝土施工不当,则会对隧道防水性能造成不利的影响,可能会缩短其使用年限。具体表现为:(1)由于混凝土内部本身存在着一定数量的细微空隙,会使水通过这些空隙进入混凝土内部,可能会影响防水混凝土性能,使得其在地铁矿山法施工区间隧道防水应用中的实际作用发挥不充分;(2)在防水混凝土应用过程中,由于相关施工人员对其功能特性了解少,且在施工中未能充分考虑行业技术规范要求,使得防水混凝土的使用功能受到了影响,降低其防水性能的同时影响着地铁矿山法施工区间隧道防水效果,加大了这类隧道的应用风险;(3)地铁矿山法施工区间隧道防水混凝土应用过程中,因其施工过程控制不当,使得影响防水混凝土性能的因素处理不及时,致使其实践应用水平下降,从而引发了施工区间隧道防水问题。
         2地铁矿山法施工区间隧道防水措施
         2.1防水形式
         地铁矿山施工法区间隧道的防水,主要被分成全包形式和半包形式两种。

其中全包防水方式,主要是借助全封闭防水层,对地下水进行封堵,促使其能被封堵在二次衬砌结构的外层。而半包防水主要是借助“防排结合”的方式,对地下水进行限排处理,通过这种形式来达到防水的目的。在早期阶段,所修建的矿山法区间隧道,主要是因为考虑到施工的经济型,借助防排结合方式,进行防水。但是在地铁区间,通常是建设在人员活动量较大,人口密集的城市,对地下水进行限排,则会对环境带来不良影响,导致生态平衡受到破坏,同时还有可能会在一定程度上延长施工工期,因此当前地铁施工中多数使用全包防水方式进行防渗。从理论角度进行分析,借助全封闭的放水板,能够起到良好的全包防水效果,但是对去进行具体应用期间,放水板有可能会遭到破坏,进而导致全包防水遭到破坏。针对上述原因,一些城市选择全包形式的分区防水方式,也就是使用分舱方式,对整个隧道的防水工程分成几个小的区域,然后借助外贴方式的止水带,和方式板之间进行密实焊接,进行分区处理。通常情况下将分区设置在施工缝上,这样做不但能够起到一定的防水作用,并且还能够保护施工缝的防水板,进一步提升施工缝的防水功能。
         2.2初期支护和背后填补注浆
         进行初期支护,主要是使用防渗喷射混凝土以及钢筋网,结合钢拱架。所喷射的混凝土,要求其防水等级在p6以上,在内部设置钢筋网以及钢拱架,和喷射混凝土结合,一同承受隧道周围岩石的压力,并且能够抵御喷射混凝土抗拉区域的裂缝问题,进一步提升隧道整体的防渗性能。在初期支护的背后,填充适当的注浆,使用注浆填充围岩的裂隙,同时还能够提升围岩的抗渗能力,并且提高其自承能力。此外,可以对喷射混凝土和围岩之间存在的孔隙进行填充,从而避免因为喷射工艺不足而出现渗透问题。
         2.3全包柔性防水层
         初期支护与二次衬砌间设置的柔性防水层,不仅起着防水作用,而且能够改变初期支护与二次衬砌间的传递特性,减少喷射混凝土与二次模注混凝土之间的约束应力,防止二次衬砌产生裂缝。当前国内矿山法隧道柔性防水层主要采用PVC(聚氯乙烯)和EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)两种类型的防水板,通常采用无钉铺设和热熔焊接。为保证防水板在施工过程中不受损伤,需在防水层与初期支护之间铺设一道无纺布缓冲层。
         2.4二次衬砌结构自防水
         二次衬砌结构自防水是整个防水体系的最后一道防线,也是最重要的一道防线。衬砌结构为防水钢筋混凝土。对于结构的特殊部位(如施工缝和变形缝等),主要采用以下两种防水方案:中埋式止水带方案与“止水条+注浆管+止水条”方案。此外,二次衬砌拱部混凝土会出现灌不满等现象,设计在衬砌背后预埋注浆管,对其背后空洞进行注浆回填。
         2.5注重防水混凝土施工过程控制
         在地铁矿山法施工区间隧道防水混凝土施工过程中,需要对其进行有效控制,确保其施工质量可靠性,从而提升隧道防水施工水平。具体表现为:(1)在了解防水混凝土功能特性的基础上,应将其施工过程控制工作落到实处,并处理好其施工中的细节问题,使得防水混凝土在地铁矿山法施工区间隧道应用中能够保持良好的防水效果;(2)对于达到一定强度后的二次衬砌混凝,应在水泥砂浆、注浆管等不同要素的支持下,落实好相应的注浆作业,确保防水混凝土的性能可靠性,从而满足隧洞防水要求。
         结语
         未来地铁矿山法施工区间隧道作业计划实施中,相关人员需要在施工方案及行业技术规范指导下,对隧道防水问题进行及时处理,使得最终得到的地铁矿山法施工区间隧道应用中有着良好的功能特性,消除其使用中可能存在的安全隐患。
参考文献
[1]吴倩.地铁隧道矿山法施工技术的应用.住宅与房地产,2019(23).
[2]向志华.地铁矿山法施工隧道坍塌原因分析及预防处理对策.低碳世界,2019(32).
[3]曹国旭,沈奇.地铁矿山法区间隧道下穿大型市政排水箱涵影响分析.施工技术,2019(21).
        
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