谢向阳
中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450001
摘要：地下工程防水设计以自防水为根本，叠合墙结构更须严控混凝土抗渗抗裂性能。首先通过数值计算研究在地下连续墙的强约束作用下二衬侧墙内所产生的拉应力值及变形位移值，以此为基础制定相应控制裂缝开展的技术措施，如主体结构施作前地下连续墙已有渗漏水现象应先进行堵漏后方可浇筑内衬墙。
关键词：地铁车站；叠合墙结构；防渗漏
某工程围护结构采用800 mm地下连续墙+支撑，地下连续墙与内衬墙采取叠合体系连接方式，车站采用明挖顺做法（局部盖挖顺做法）施工。车站外包总长度为214m，标准段宽为20.3m，端头井处结构宽25.8 m，车站基坑标准段开挖深度约17.4 m，端头井开挖深度约18.6 m。地下水主要为松散岩类的潜水、微承压水、承压水。基坑开挖断面主要为潜水和微承压水，主体围护结构隔断微承压水含水层，地下连续墙穿透微承压水层，施工期间需对微承压水进行泄压处理。
1 叠合墙结构裂缝控制研究
1.1 计算模型
采用MIDAS/GTS地下工程有限元软件进行计算，模型尺寸为134.6 m(X方向）×36 m(Y方向）×70 m(Z方向）。地下连续墙厚0.8 m，深33.5 m。侧墙厚度0.8 m，先浇二层侧墙高8.3 m，后浇一层侧墙高6.2 m。侧墙材料C35混凝土赋予时间依存性，蠕变方程以龄期为自变量，徐变模型选择开尔文模型，分别定义收缩徐变函数及弹性模量函数，收缩徐变函数以中国规范JTG D62—2004为基准，弹性模量函数以规范CEB-FIP(1990）为基准。地下连续墙材料C35混凝土不设置时间相关性。预埋钢筋接驳器由对应位置节点添加固定约束的边界条件来模拟。
1.2 混凝土抗裂技术措施
大体积混凝土的温控防裂应从控制混凝土的水化升温、延缓降温速度减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面考虑技术措施。主要包括：严控混凝土配合比，按设计强度、抗渗标号通过试验确定最佳配合比；在满足强度、密实性、耐久性、抗渗等级和泵送混凝土的和易性（即塌落度及其损失）要求的前提下，最大限度地控制混凝土的水泥用量，严格控制水胶比，选用低水化热水泥以及采用双掺技术（优质粉煤灰或磨细矿渣加上高效减水剂）；分层连续浇筑，加强保温、保湿养护，信息化监测混凝土温度，实时反馈指导养护和拆模。各技术措施的具体施工要求不做赘述。
2 叠合墙结构竖向止水技术
由于地下连续墙需要分幅施工，其施工工艺决定了相邻槽段之间存在纵向连接缝，并且现有技术都无法保证槽段之间的连接缝能够有效防渗漏，尤其在富水地区深大基坑地下连续墙施工中，此问题更加突出。地下连续墙连接缝渗水则内衬墙自防水及接缝防水压力增大，可见处理地下连续墙连接缝处的渗漏水是从叠合墙结构渗漏水路径的根源上解决防水问题，是效率最高的解决途径。但受地下连续墙施工工艺所限，直接处理连接缝防水比较困难，因此转换思路，以切断连接缝渗漏水在叠合墙体中蔓延的通道为目的，研发了叠合墙结构竖向止水装置及施工技术。在每条地下连续墙连接缝的两端各设1组止水装置，可及时有效切断渗水路径。
这种叠合墙结构竖向止水装置由阴块构件和阳块构件组成，两者配合使用。阴块构件由阴块固定板、连接板和对接槽构成，阴块固定板的一侧用于和地下连续墙钢筋笼焊接固定，连接板的一端固定连接在阴块固定板另一侧的中间位置，与阴块固定板垂直设置，对接槽与连接板固定连接，且对接槽的开口方向垂直于固定板；阳块构件则由阳块固定板和对接板构成，阳块固定板的一侧用于和二衬侧墙钢筋笼焊接固定，对接板的一端固定连接在阳块固定板另一侧的中间位置，与阳块固定板垂直设置，对接板的另一端可伸入阴块对接槽进行连接。该装置结构截面如图1所示，其中100为阴块构件，101为阴块固定板，102为连接板，103为对接槽，200为阳块构件，201为阳块固定板，202为对接板。
图1叠合地下连续墙连接缝竖向止水装置结构
其主要工作原理并非直接阻断地下水渗入地下连续墙连接缝的路径，而是通过将阴块构件和阳块构件分别固定在围护墙和内衬墙的钢筋笼上，施工内衬墙时将阴、阳构件对接形成叠合墙叠合面处的止水带，并在地下连续墙连接缝处的两侧各设置1组该装置，有效隔断地下水在叠合墙叠合面处的渗透路径，阻隔了渗水通道的形成，从根源上保障叠合墙的防水能力，并且围护墙和内衬墙通过阴块构件与阳块构件连接，也可增强围护墙与内衬墙两墙合一的效果。其工作原理示意如图2所示，其中100为阴块构件，200为阳块构件，3为第1幅围护墙，4为第2幅围护墙，5为内衬侧墙，6为地连墙连接缝，7为叠合墙叠合面，8为工字钢头，9为第1幅围护墙钢筋笼，10为第2幅围护墙钢筋笼，11为内衬侧墙钢筋笼，12为围护墙混凝土保护层，13为内衬侧墙混凝土保护层。
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图2叠合地下连续墙连接缝竖向止水装置工作原理
这种叠合墙结构竖向止水装置的细部构造及施工要求如下：
1）对接槽和对接板须配合使用，为了防止出现对接板无法顺利插入对接槽的情况，对接槽的宽度要比对接板的厚度宽1～1.5 mm。在对接槽与对接板对接前，对接槽内塞有橡塑海绵，防止混凝土进入对接槽造成堵塞，对接时将橡胶海绵拿出即可。
2）阴块构件和阳块构件均采用T型钢。T型钢成型好，便于直接制作两种构件，且具有较好的防水、耐腐蚀性能，能够在地下环境中保存较长的时间。
3）地下连续墙连接缝需与内衬侧墙环向施工缝错开，方可保障该防水装置的防水效果。
4）在围护墙施工中，待围护墙钢筋笼绑扎完成之后，分别将2个阴块构件的阴块固定板焊接在第1幅围护墙钢筋笼和第2幅围护墙钢筋笼上，预留工字钢头连接所产生的地下连续墙连接缝位置，保证阴块构件焊接位置与连接缝相距一定距离，约为15～20 cm。
5）将阴块构件朝内，分幅吊装地下连续墙钢筋笼，浇筑混凝土；将阳块构件固定在内衬侧墙钢筋笼上，注意调整阳块构件的位置，精确测量阴块构件间距，然后在内衬墙钢筋笼上控制相同间距安装阳块构件，保证阴块构件与阳块构件能够配合使用。
6）取出阴块构件对接槽内的橡胶海绵，保证阳块构件对接板完全插入阴块构件对接槽中，继而支搭模板浇筑内衬侧墙混凝土。
3 防水效果检查
依据GB 50208—2011《地下防水工程施工质量验收规范》和ZTB 103—2003《地下防水工程施工工艺标准》，对苏嘉杭站结构各部位防水效果进行了检查验收，检查人员用干手触摸混凝土墙面及用吸墨纸贴附背水墙面检查地下墙体的湿渍面积，检查结果均为无裂缝和渗水现象，有效验证了混凝土抗裂技术措施以及叠合墙结构竖向止水新技术的实际成效。
4结论
针对地铁车站叠合墙结构防水处理薄弱的施工难点，从混凝土自防水裂缝控制和研发叠合墙竖向止水新技术两方面出发进行研究，得出如下结论：
1）地下连续墙的约束作用在内衬侧墙混凝土内部产生的拉应力数值较小，可能在内墙的外表面产生一些微小裂隙，但只要保证混凝土浇筑质量，科学合理养护，充分运用抗裂技术措施，这些微小裂隙是完全可以预防及控制的。
2）研发的新装置及相应技术能够有效隔断地下连续墙连接缝渗漏水在叠合墙结构中的渗水路径，从根源上保障了叠合墙结构的防水能力。
参考文献
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