矿山法地铁区间隧道防水及相关技术措施分析

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:蔡财盛
[导读] 摘要:现阶段很多地铁暗挖区间隧道在开挖的过程中都会使用盾构法,但是此种方法有着一定的局限性,而对于矿山法来讲合理的使用在地铁隧道开挖施工中,尤其是在中、微风化层中,且有着很好的效果。
        中铁十二局集团有限公司  山西太原  030032
        摘要:现阶段很多地铁暗挖区间隧道在开挖的过程中都会使用盾构法,但是此种方法有着一定的局限性,而对于矿山法来讲合理的使用在地铁隧道开挖施工中,尤其是在中、微风化层中,且有着很好的效果。但是在具体施工过程中防水问题仍然是施工人员比较头疼的问题,基于此种状况本文主要对矿山法地铁区间隧道防水问题进行了简单的探讨,以期能够为相关人员提供参考。
        关键词:地铁隧道;矿山法
        1、地铁隧道矿山法概述
        矿山法因其最早应用于坑道采矿而得名。它是采用钻眼爆破方式破岩,纵向分段,横向全断面或分部开挖,每一部分开挖成形后即对暴露围岩加以适当的支撑或支护,继而提供必要的永久性人工结构以保持隧道长期稳定的施工方法。隧道开挖成形后对围岩的支护,可以分为钢木构件支撑和锚杆喷射混凝土支护两大类。人们习惯上将采用钢木构件作为临时支撑的施工方法称为传统矿山法;而将采用锚杆喷射混凝土作为初期支护的施工方法称之为新奥法。矿山法施工工艺是一系列工序的组合,可以机动灵活地进行调整,所以当施工条件发生变化时,它依然表现出很强的适应性;施工设备的配套也比较灵活,机械的组装简单,转移方便,重复利用率高;长期的实践已使人们积累了丰富宝贵的施工经验,已形成了较为科学、完整的施工工艺,这些是普遍认同的优势。从隧道工程的发展趋势来看,矿山法仍将是今后地铁隧道最常用的施工方法。矿山法常用于地铁隧道的施工,尤其是现代新奥法可以适用于多数的地质条件,对某些特殊地质条件在辅助工法的支持条件下仍然适用,也不受隧道断面尺寸和形状的限制,目前中国隧道工程中已广泛使用新奥法。故本书以介绍新奥法为主。
        2、地铁矿山法施工区间隧道漏水问题分析
        2.1、隧道防排水系统不健全
        (1)排水管道布设得不合理,排水沟的深度和宽度均不符合要求规定;另外,泥砂浆堵塞排水管道,使其无法正常排水。(2)进行混凝土连接或者施工接缝时,须按照要求展开;此外,各个工作环节的施工工艺、施工材料、施工设计方案以及质检工作均须符合要求,按规定进行。
        2.2、地铁隧道施工规范不健全
        现阶段地铁隧道施工采用的《地铁隧道施工规范》中对于隧道结构、防排水的施工问题提出施工要求规范,其中大部分是定性说明的内容,定量指标较少,内容分布方面过于片面化,其他概念尚不明确,造成了防水质量问题方面出现各种见解性要求,无法约束施工设计或单位施工。隧道发生渗漏水问题其影响因素包主要包括隧道施工中的控制管理问题、质量管控问题、技术问题等;由于防水材质不符要求或没有按照要求进行操作,引起隧道渗漏水。可以分为以下几种情况:(1)管片的制作养护工作科学性不够,造成气孔或者龟缩裂缝问题出现,拼装或运输中管片被挤压或因碰撞失掉边角;(2)水膨胀粘贴不牢固,下坡过程中,由于浸水太早会影响膨胀止水效果;(3)拼装管片质量不符合相关要求规定,接缝张开的幅度超出规定;(4)没有在注浆孔、手孔或者螺栓孔等较为薄弱的位置加设防水垫片,无法保证整个工程的封孔质量。
        2.3、无法充分发挥防水板的全封闭作用
        为了防止地铁采矿法施工段的漏水问题,有必要设置防水板,保证其充分发挥完全封闭的效果,提高隧道工程的防水性能。但在具体施工过程中,防水板的全密封效果不能充分发挥,容易导致地铁采法区出现渗水问题,主要体现在以下几个方面。1)在防水板施工过程中,由于机械焊接不合理,焊接时使用高熔点材料容易导致机械焊接质量不能满足密封要求。防水板在使用过程中存在渗水问题,大大降低了矿山该方法施工段的防水性能。2)由于防水板刚性较大,施工操作难度增大,施工初期不能紧密附着。不同类型防水板的应用在其性能上有一定的差异,这直接影响防水性能。


        3、矿山法区间隧道防水施工中的防水措施
        3.1、合理设置初期支护结构,做好隧道防水分析
        在隧道施工开始前,要进行严格的勘察作业,结合上述防排水设计原则,进行隧道施工的防排水作业设计。在进行初始支护前,应该埋设好排水管道,将水通过排水管排到设定好的排水沟,即设置好完善的排水系统。进行初始支护时,要去除混凝土表面的钢筋头等尖锐物,同时对混凝土的凹凸不同位置进行处理,保证混凝土表面清洁和平整。在出水点密集位置进行钻孔,并将地下水通过插入钻孔的引水盲管导出。在现场施工过程中,可以根据实际出水情况对引水盲管进行加密。如隧道表面存在线流或者股流,需要通过设置排水半圆管,并在其周围喷射1~2cm厚度的水泥砂浆,对出现的线流或者股流进行处理。
        3.2、注重防水混凝土施工过程控制
        1)通过充分掌握防水混凝土的性能,严格实施施工过程控制,同时注意施工细节,确保防水混凝土在地铁采法施工区间隧道中能充分发挥防水效果。2)在隧道防排水施工过程中,为了达到铺挂柔性防水要求,并保证隧道内部混凝土表面平整,进行背面排水管安装时需采用二次衬砌。可结合实际地下水渗漏情况设置排水盲管或者暗沟,通过在衬砌背后喷涂混凝土或注浆达到隧道防水要求。
        3.3、重视防水板合理使用,设置好隔离层
        在提升地铁矿山法施工区域隧道防水性能时,为了保证防水板的应用效果,应注意防水板的应用,和防水层应设置科学,主要反映在以下几个方面。1)根据具体情况地铁隧道防水施工的矿山法施工部分,选择有效的防水板,同时,相关的指导下建设规划和技术标准,做好防水板渗漏水问题处理,以满足隧道防水施工标准。2)在地铁采矿法隧道施工中设置隔离层,确保二次衬砌混凝土在初凝期充分发挥防水作用。同时,必须严格控制隔离层的厚度,以确保隧道施工中二次衬砌和初始支护达到预期效果。
        4、矿山法区间隧道防水施工注意事项
        1)留置底板和侧墙纵向施工缝时,一般是直接留置在底板面上,也可将其留置在高出20cm的侧墙上。承剪力较大会引起结构开裂或结构受损问题发生,由于浇筑过混凝土条件限制影响防水效果,更易引起渗漏。2)留置施工缝时,使用遇水膨胀橡胶(或腻子),通常止水条不具备缓解膨胀的作用,尤其强调快速膨胀,如3d时间内达到最大膨胀倍率。鉴于遇水膨胀橡胶(或腻子)易遇水快速膨胀的缘故,在未浇筑前其遭受雨淋或受到雨水冲刷浸泡,发生膨胀,但如果浇筑结束时施工缝裂开,便不会膨胀,减小止水作用,导致形成渗漏。3)为使铺设更方便,使用遇水膨胀橡胶条,在小于混凝土侧面70cm位置的地方设置施工缝。遇水膨胀橡胶,如果在倍率较高的情况下,易形成比较高的膨胀应力,处于施工缝位置的混凝土结合面,会因为受到膨胀应力的作用被挤碎。4)采用直接黏合的方法,将遇水膨胀橡胶条或者腻子止水条黏合在施工缝的位置缝面处。遇水膨胀橡胶会全部裸露于表面,会有一部分止水条断面尺寸较大,进行混凝土浇筑或插入振捣器时,易出现下垂和脱落,使其丧失或者减弱防水功能。
        结束语
        总的来讲,在地铁隧道施工过程中做好防水工作是非常重要的,其施工质量状况之间对工程总体质量有着很大的影响。对于相关的工作人员来讲,在具体施工过程中需要汲取教训,在施工中做好防水工作,使得以使矿山法施工的地铁区间隧道的工程在质量方面得到有效的保证,促使我国地铁行业在未来有更好的发展。
        参考文献:
        [1]钟有信,林强,罗草原.南京地铁矿山法施工隧道防排水问题探讨[J].岩土工程界,2005(09):59-61.
        [2]刘继强.深圳地铁车竹区间矿山法隧道的防水设计与施工[J].西部探矿工程,2003(01):102-104.
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