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地鐵區(qū)間暗挖隧道滲漏原因及其治理論文
摘 要:
結(jié)合廣州地鐵的施工情況, 對(duì)地鐵區(qū)間隧道滲漏的原因進(jìn)行詳細(xì)分析, 并總結(jié)其治理措施, 對(duì)今后地鐵區(qū)間隧道的防水體系設(shè)計(jì)及施工提出一些建議。
關(guān)鍵詞:
地鐵區(qū)間隧道; 滲漏原因; 治理措施
1 地鐵區(qū)間隧道防水設(shè)計(jì)體系及原則
1.1 設(shè)計(jì)原則
地鐵區(qū)間隧道的防水設(shè)計(jì)原則一般為“防、排、截、堵相結(jié)合, 因地制宜, 綜合治理”, 即以防為主, 以排為輔, 剛?cè)峤Y(jié)合, 設(shè)置多道防線。
1.2 防水標(biāo)準(zhǔn)
地鐵區(qū)間隧道的防水等級(jí)為二級(jí), 結(jié)構(gòu)不允許出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象, 表面允許有少量浸漬, 但總浸漬面積應(yīng)在總防水面積的 6‰以下, 且任意 100m2 防水面積中浸漬部位不應(yīng)多于 4 處, 單個(gè)浸漬的最大面積小于 0.2m2。
1.3 防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
地鐵區(qū)間隧道采用超前小導(dǎo)管預(yù)注漿, 以減少地下水的滲透; 初支結(jié)構(gòu)采用抗?jié)B(S6)混凝土, 形成第一道封閉的防水線; 鋪設(shè)全封閉的防水層并預(yù)埋注漿管; 二次襯砌采用抗?jié)B(S8) 混凝土并在達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行襯砌背后回填注漿; 沉降縫采用中埋式橡膠止水帶; 環(huán)向施工縫采用遇水膨脹橡膠條, 縱向施工縫采用鋼板膩?zhàn)又顾畮? 并外貼止水帶。
2 地鐵區(qū)間隧道滲漏的統(tǒng)計(jì)分析
地鐵區(qū)間隧道滲漏形式主要有點(diǎn)滲、面滲和縫滲等 3 種, 滲漏程度可分為潮濕、慢滲、快滲、急流和高壓流等 5 種, 據(jù)統(tǒng)計(jì)潮濕約占滲漏點(diǎn)總數(shù)的 85%以上, 其余 4 種形式所占的比例分別小于 10%、5%、1%和 0.5%。至于滲漏部位, 主要為環(huán)向或縱向施工縫滲漏, 占總數(shù)的 90%以上, 變形縫滲漏約占 5%,其余為結(jié)構(gòu)裂縫及其它滲漏。
3 地鐵區(qū)間隧道滲漏的原因分析
3.1 結(jié)構(gòu)外防水層破損
地鐵區(qū)間隧道外防水設(shè)計(jì)主要為土工布緩沖層(400g m2)+PVC 防水板 ( 厚 1.5mm)+背貼式分區(qū)止水帶( 寬30mm), 采用全封閉形式, 主要目的是在迎水面形成一個(gè)隔水屏障, 將水封堵在結(jié)構(gòu)之外, 但在實(shí)際施工過程中會(huì)由于下列原因而造成破損: ①初期支護(hù)基面處理不到位, 混凝土面凹凸不平、有突出物、清理不干凈; ②鋼筋綁扎時(shí)未采取有效的保護(hù)措施, 使防水板整體性存在缺損; ③防水板鋪設(shè)時(shí)與初支基面不密貼, 澆筑混凝土?xí)r受力破損; ④防水板搭接處焊接質(zhì)量有缺陷。
3.2 裂縫的存在
地鐵區(qū)間裂縫分為規(guī)范裂縫和非規(guī)范裂縫, 前者指設(shè)計(jì)施工中的變形縫、施工縫等有形裂縫, 后者則指因某種原因造成的對(duì)結(jié)構(gòu)有害的受力裂縫或工藝裂縫, 裂縫的存在是形成滲漏的主要原因。
�、� 施工縫滲漏
a. 環(huán)向施工縫
安裝遇水膨脹橡膠條時(shí)未預(yù)留凹槽, 混凝土表面不平整, 使膠條膨脹后不能緊貼混凝土, 形成滲漏通道; 橡膠條表面涂覆的延緩膨脹保護(hù)層性能不穩(wěn)定, 致使其不能發(fā)揮作用; 橡膠條在澆筑混凝土前已完成膨脹, 致使混凝土結(jié)構(gòu)收縮時(shí)失去其膨脹能力而形成縫隙; 施工縫鑿毛清理不符合要求。
b. 縱向施工縫
鋼板膩?zhàn)又顾畮戏鈼l過早被撕掉或受到污染而無法撕掉, 使膩?zhàn)邮プ饔? 無法與混凝土緊貼而形成滲漏縫隙; 止水帶安裝不順直, 邊墻仰拱分布不均勻; 拱施工結(jié)束到拱墻施工期間, 未對(duì)止水帶進(jìn)行保護(hù), 造成破損而無法修補(bǔ), 使其與混凝土間形成了滲漏通道; 施工縫鑿毛清理不符合要求。
�、� 變形縫滲漏
a. 中埋式止水帶不易固定, 澆筑混凝土前固定較好, 但澆筑中經(jīng)常產(chǎn)生位移;
b. 止水帶埋設(shè)位置偏移, 變形管孔離開縫的位置, 當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土收縮時(shí), 因其變形能力差, 被撕裂而失去防水功能。
�、� 工藝裂縫滲漏
a. 在夏季施工的混凝土工程因日夜溫差大而形成收縮裂縫;
b. 使用商品混凝土?xí)r, 為保證混凝土的可泵性, 在入模前摻水而增大水灰比, 故導(dǎo)致干縮裂縫;
c. 混凝土振搗不當(dāng)、局部澆筑速度過快、澆筑間歇等因素也容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂。
4 地鐵區(qū)間隧道滲漏的治理
現(xiàn)場施工實(shí)踐證明, 在進(jìn)行裂縫和滲漏的治理前, 首先應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)背后進(jìn)行回填注漿, 使?jié){液在二次襯砌背后擴(kuò)散、凝結(jié)和固化, 達(dá)到閉塞滲漏通道和加固結(jié)構(gòu)的目的, 其次在注漿的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)裂縫及變形縫和施工縫滲漏的治理, 其效果十分顯著。
4.1 二次襯砌混凝土背后回填注漿
⑴ 孔位布置: 通常布置在隧道的拱頂位置, 單、雙線隧道每組澆筑長度分別為 7.4m 和 7.2m, 預(yù)埋注漿孔分別為 2 個(gè)和 4 個(gè), 滲漏地段則加密, 布孔時(shí)盡量避開施工縫位置。
�、� 注漿漿液: 分為普通水泥和超細(xì)水泥兩種,先注入普通水泥漿充滿初期支護(hù)與二襯之間的空隙并堵塞滲漏通道, 待水泥漿凝固后再注入超細(xì)水泥漿, 充分填滿水泥漿收縮后的空隙, 達(dá)到注漿堵水的目的。
⑶ 漿液配置: 水灰比控制在 1∶1～1∶1.5, 內(nèi)摻水泥用量 12%的 FS- 1 防水劑和具有微膨脹性的聚丙稀酰胺(摻量為用水量的 0.5%～1.0%, 拌漿前先溶于水并充分?jǐn)嚢?。制漿時(shí), 將已融合的聚丙稀酰胺緩慢摻入按設(shè)計(jì)水灰比拌制好的水泥漿中, 在自動(dòng)拌漿桶內(nèi)充分?jǐn)嚢琛?/p>
⑷ 注漿壓力: 注漿壓力控制在 0.3～04MPa, 以克服管道阻力和二襯與初期支護(hù)防水板之間的空氣阻力, 以防壓力過大而造成結(jié)構(gòu)變形。
�、� 注漿順序: 按標(biāo)高由低至高、由無水段向有水段依次壓注, 并采用隔孔注漿方式, 使各孔漿液達(dá)到互補(bǔ)作用, 提高注漿效果, 避免漿液被滲漏水稀釋。
4.2 施工縫滲漏的處理
通過二次襯砌背后回填注漿后, 施工縫有望被水泥漿堵死而不再滲漏, 但個(gè)別施工縫仍有滲漏, 其處理采用注漿堵漏法, 先注入水泥漿或超細(xì)水泥漿,如仍有慢滲則視情況注入化學(xué)漿液如環(huán)氧樹脂等。
4.3 變形縫滲漏的處理
�、� 剔槽: 沿變形縫剔槽, 清除原槽體內(nèi)的填充材料, 清除深度 13cm, 并在槽體內(nèi)兩邊各擴(kuò)寬 12.5cm,深 3cm, 要求槽體平整。
⑵ 壓漿: 先壓注水泥砂漿, 再壓注化學(xué)漿(水溶性聚氨脂漿液), 經(jīng)兩次注漿做到變形縫干燥無水。
�、� 清槽: 將槽體內(nèi)的殘漿清理干凈, 經(jīng)檢查符合要求后才進(jìn)行下道工序的施工。
�、� 安裝: 在槽體內(nèi)安設(shè) f 5 軟式透水盲管, 外抹1 層 2cm 厚的剛性防水材料 R1 型料, 表面用 107 膠貼 1 層牛皮紙。槽體內(nèi)涂 1 層 3cm 厚的雙組聚硫橡膠。結(jié)構(gòu)邊墻和地板可用灌注法做聚硫橡膠, 拱部采用涂抹施工, 每次涂抹 4～6mm。在槽體內(nèi)安放 1 塊聚苯板(10×70)后封槽, 采用 R1 型料。
4.4 裂縫的修補(bǔ)
根據(jù)裂縫的位置及展開寬度, 在確保提高二襯混凝土整體性和強(qiáng)度的前提下, 對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿修補(bǔ)。
⑴ 裂縫處理
a. 表面處理法: 對(duì)于區(qū)間邊墻上或整體道床上的細(xì)微( 縫寬<0.2mm) 裂縫, 用鋼絲刷、棉紗等清除表面的灰塵、白灰、浮渣及松散層等, 然后用毛刷蘸工業(yè)酒精沿裂縫 20～30mm 處擦洗干凈并保持干燥。
b. 鑿槽法: 對(duì)于區(qū)間邊墻上或整體道床上的較寬( 縫寬>0.2mm) 的裂縫, 應(yīng)沿裂縫用鋼釬手工鑿成V 型槽, 其大小根據(jù)裂縫寬度和深度現(xiàn)場確定。鑿槽時(shí)先將原狀縫明確標(biāo)出, 然后以原狀縫為中線鑿槽,向兩側(cè)加寬, 鑿?fù)旰笥娩撍⒓懊藜唽⒒炷了樾�、粉塵洗凈。
�、� 注漿
為了滿足使用要求, 當(dāng)裂縫較淺細(xì)(縫寬<0.2mm)且數(shù)量較多時(shí), :="" 0.2mm="">1.0mm 時(shí), 可用微膨脹水泥漿液灌注, 灌注前應(yīng)在裂縫表面涂刷一層水泥界面劑。
5 總結(jié)與建議
5.1 施工體會(huì)
對(duì)于地鐵區(qū)間隧道的滲漏處理, 要從工程設(shè)計(jì)入手, 施工方面足夠重視, 重點(diǎn)做好混凝土結(jié)構(gòu)自防水, 最大限度地控制開裂和減少混凝土滲漏。由于其特殊的地下工程性, 材料應(yīng)優(yōu)選粘結(jié)力和綜合力學(xué)性能好的補(bǔ)強(qiáng)材料, 修補(bǔ)缺陷部位的混凝土, 達(dá)到止水目的, 滿足結(jié)構(gòu)和使用功能。
采用以上治理方案, 本地鐵區(qū)間隧道滲漏得到了很好的治理效果, 通過對(duì)滲漏治理方案的總結(jié), 不但明確了滲漏的原因, 還為今后地鐵工程施工提供經(jīng)驗(yàn)和參考。
5.2 一點(diǎn)建議
滲漏是地下工程的常見病和多發(fā)病, 長期滲漏會(huì)影響正常使用, 縮短結(jié)構(gòu)物的使用壽命, 且水土流失和地下水位變化會(huì)造成地表建筑的不均勻沉降,滲漏的危害性對(duì)城市地鐵來說尤為突出, 可造成災(zāi)難性的事故。
地鐵工程防水不是某種材料或某種方法就能解決的, 應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定有針對(duì)性的防水體系, 如考慮全封閉防水的同時(shí), 預(yù)留防水層背后縱橫向引水盲管, 綜合考慮“防、堵、排、引”措施。
滲漏的治理要標(biāo)本兼治, 補(bǔ)強(qiáng)與堵漏相結(jié)合, 堵漏材料選用滲透性好、物理力學(xué)性能高、粘結(jié)力強(qiáng)、耐久性好的材料。對(duì)于裂縫和滲漏的治理方法很多,并不局限于某一范圍內(nèi), 有待同行們進(jìn)一步深入研究和共同探討, 找出更合理有效的處理方法。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 王建宇, 嚴(yán)金秀. 隧道和地下工程( 第一版) [M]. 成都:西南交通大學(xué)出版社, 2000
[2] 沈春林, 詹福民. 防水工程實(shí)例( 第一版) [M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2000
[3] GB 50299- 1999 地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S]
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