王伟华
北京住总集团有限责任公司轨道交通市政工程总承包部，北京 100029
摘要：在城市地铁工程建设中，暗挖隧道是重要的组成部分，暗挖隧道施工防水技术直接关系到地下隧道的使用寿命和施工质量。由于地下工程的水文地质条件复杂，增加了地下工程防水施工难度，影响整个工程的质量。本文以北京地区暗挖隧道施工原理及特点，结合工程实例，分析地铁暗挖隧道防水施工技术，提升隧道防水施工水平，提高施工质量。
关键词：地铁；暗挖隧道；防水施工
在地下隧道施工过程中，施工人员不仅要严格控制混凝土工程和钢筋工程的施工质量，还要充分认识到防水施工的重要性，根据地下隧道的结构特点，掌握地下工程防水施工技术及措施应用，以防止隧道的地下水渗漏及可能出现的突涌等，为地铁隧道运营提供安全、高效的运营环境提供保障。加强地下隧道的防水质量，有效地提高地下隧道的防水效果，对确保地下隧道结构的安全稳定至关重要。
1 暗挖法防水施工原理及特点分析
暗挖隧道施工严格遵循“管超前、沿注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针，暗挖隧道一般采用复合衬砌结构，结构防水一般设三道防线，第一道是初期支护加背后注浆，第二道是设置全包封闭防水材料，第三道是二次衬砌结构，并对施工缝、变形缝等细部构造进行特殊处理。大量工程实践表明，复合式衬砌结构的防水效果基本是可靠的，但由于防水材料本身和防水施工工艺、操作等方面存在问题，导致第二道防水线时常会出现严重质量缺陷。因此规范防水施工提高隧道复合式衬砌防水的可靠性是有必要的。
2 水文地质条件的影响分析
地下水类型复杂、形态多样，具有周期性、长期性的特点，在地下水的长期作用下，对地下暗挖隧道工程有很大的影响。
由于地下水中存在可溶性矿物质，水中所含的离子、分子及化合物在长期作用下对地下工程结构、钢筋等腐蚀性，使混凝土结构破坏。可引起结构承载力降低，给工程带来不同程度的损失。
3 对施工防水设计分析
对于地铁暗挖隧道防水工程设计来说，防水工程设计要坚持以防为主，以排为辅，刚柔相济、因地制宜、综合治理的原则，有效的形成地下水控制和治理。
根据地勘情况，结合地铁隧道施工技术标准和要求，隧道工程防水一般由隧道结构自防水＋接缝防水＋附加防水层的防水体系。隧道结构自防水主要通过提高混凝土抗渗透能力、控制混凝土裂缝以及提高腐蚀区域的防腐蚀性能等方式，一般结构自防水混凝土抗渗等级根据隧道埋深确定，一般混凝土抗渗等级不低于P8，埋深达到20~30m时，其防水等级必须达到P10。加强混凝土结构施工质量控制，切实做好混凝土养护工作，结构裂缝控制在0.2mm以内，不得出现贯穿裂缝。隧道的初级支护结构采用注浆施工方式，并在初级支护结构设置止水帷幕，提升初级衬砌的防渗透能力，暗挖隧道防水层一般采用ECB或EVA全包塑料防水卷材。施工缝、变形缝、后浇带以及各类工法接头接缝处理均是防水工程薄弱部位，因此为了保证地下工程的防水效果，在防水工程薄弱的施工缝、变形缝、后浇带等部位需增加防水措施，一般采用止水带、预埋注浆管、安设止水条（止水胶）、防水加强层等措施，确保特殊部位防水工程质量。
4 工程暗挖隧道施工
4.1 超前支护注浆
地铁暗挖隧道工程主要的超前支护方式有超前小导管注浆、深孔注浆的方式，根据地层条件、上方风险源等条件也可选用超前锚杆、大管棚支护注浆等。
（1）超前小导管一般φ30~50mm的钢管，间距不宜过大，一般在300mm左右，拱顶均匀布设。
（2）当隧道地质条件较差、地下水丰富或对地表沉降控制要求较高时,可采取全断面深孔注浆的方式,超前加固止水。超前深孔注浆每循环加固10～20m。深孔注浆可采用地质钻机，并辅以注浆设备。
4.2 格栅钢架安装
超前支护完成后，随土方开挖500~750mm设置一榀格栅钢架，并挂钢筋网、喷射混凝土及时封闭初支衬砌。上部台阶格栅钢架拱脚设置锁脚锚杆，即在钢架两侧拱脚垂直于岩壁打入1～2根锚杆，以防止拱脚收缩和掉拱，稳定拱脚，又可对下部台阶开挖起到一定的超前支护作用。
4.3 防水层施工前基面处理
防水层施工前，必须清除表面的污渍、碎石等基层凹凸不平处进行平整处理，并用砂浆抹平，以免对防水层造成破坏。铺设防水板时，必须检查初级支护结构的渗漏情况，确保基面无明水。
5 地铁暗挖隧道防水施工技术
5.1 采取支护防水施工技术
暗挖隧道防水主要为拱墙衬砌的防水层铺设以及施工缝的防水处理,防水层是在初期支护和二次衬砌之间设置,防水层在初期支护变形稳定后且具备施作二次衬砌前铺设完成。暗挖隧道在拱墙初期支护和二次衬砌之间设置EVA防水板和土工布缓冲层,拱墙环向施工缝处在土工布和防水板间设置宽度为1m的防水附加层来加强,其中防水板厚度不小于1.5mm、土工布重量不小于400g/m2。
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5.2 防水板施工的质量检查
重点检查防水板的焊缝质量，主要采用的检查方法为目测、充气检查。
目测：肉眼观察有溶浆均匀溢出、无气泡，则质量较好；充气检查:采用针头充气针向两条焊缝空腔内注入空气，两端封闭，当压力达到2.5Mpa时，停止充气，持续10~15min，压力降小于10%，焊缝合格，否则应补漏。
5.3 分区系统防水施工
暗挖隧道防水工程分区注浆系统：暗挖隧道沿隧道长度方向每间隔一段距离（一般6~9m）埋设分区注浆管，采用塑料材料制成的专用注浆圆嘴局部热熔点焊于防水板上，另一端注浆导管引出二衬结构，逐一编号，待二衬结构背后某处漏水需要注浆时，根据该处编号进行注浆堵水，注浆压力一般控制在0.3MPa~0.5MPa。并在二衬结构施工时拱项预埋回填注浆钢管，待二衬混凝土施工后即进行背后注浆，填充因施工工艺造成的拱部砼不饱满空间，确保防水质量。
5.4 混凝土施工技术和注浆技术
混凝土自防水作为防水体系的一个重要的组成部分，设计采用抗渗混凝土，混凝土配合比设计时必须满足强度、密实性、耐久性、防裂抗渗的要求，且隧道内二衬结构混凝土浇筑多采用混凝土地泵输送，应确保混凝土具有较好的和易性(满足泵送要求)，经材料比选、试验检验，水泥用量控制在≤320kg/m3，尽量减少混凝土凝结干缩产生的裂纹。混凝土当中需要添加能够提高其防水性能的减水剂以及粉煤灰等，而且一旦混凝土的拌和比例达到了标准，其抗裂的能力和防渗的性能都会大幅度提高。二衬结构施工时加强施工管理，做好成品防水板的保护。浇筑振捣时，不能触及防水板和其它防水材料。加强二衬结构混凝土浇筑施工的振捣工作，控制好振捣的强度，提高混凝土的密度进而实现提高它的防渗抗裂能力。混凝土浇筑完成后还需要就其采取积极的养护措施，养护时间一般不少于14天，隧道内一般采用保湿养护方式。混凝土浇筑结束后，及时对顶部没浇满的部位回填灌浆，以防止被混凝土埋住的钢筋与防水板接触而使防水板破坏，同时保护顶部止水带分区效果，防止顶部窜水现象发生。
严格控制各个环节的施工质量，确保将混凝土的防渗抗裂性能控制较高水准，实现防水无死角的目标。
6 结语
地铁暗挖隧道施工技术中，防水工程对整个结构总体而言都有非常重大的意义。城市地铁的建设处在繁忙的城市中，这就要求结构本身和周围环境的安全。紧密结合工程地质水文条件、围岩等级和环境风险，合理选择超前支护措施、衬砌结构形式及防水设计方案，并在隧道施工过程中从每一道工序入手，严格监督和检测防水层的施工质量，严格控制工艺，及时解决防水施工中出现的问题，保证暗挖隧道的防水工程施工质量，为后期运营提供有利保障。
参考文献：
[1]周霞菊.地铁车站暗挖隧道防水施工探析[J].住宅与房地产,2019,(18).284.
[2]王麒畅.地铁车站暗挖隧道防水施工技术研究[J].建筑工程技术与设计,2020,(31):118-119.