高水位明挖隧道全包式防水施工技術(shù)

曾光雪

（中鐵十七局集團(tuán)五公司，山西 太原 030032）

高水位明挖隧道全包式防水施工技術(shù)

曾光雪

（中鐵十七局集團(tuán)五公司，山西 太原 030032）

近幾年來(lái)，我國(guó)鐵路客運(yùn)專線有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，已相繼修建了石太、鄭西、武廣、海南東環(huán)等一些客運(yùn)專線，其中客運(yùn)專線隧道工程防水施工的質(zhì)量顯得尤為重要，但在高水位明挖隧道的全包式防水施工中，尚沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐。文章結(jié)合海南東環(huán)客運(yùn)專線隧道施工實(shí)例，介紹了隧道全包式防水的施工措施，通過(guò)多種防水措施的運(yùn)用，總結(jié)了明挖隧道全包式防水施工技術(shù)，可為以后類似隧道防水施工提供借鑒。

明挖隧道；高水位；全包式防水

美蘭機(jī)場(chǎng)隧道總長(zhǎng)4 600 m，位于海南東環(huán)鐵路?？诿捞m機(jī)場(chǎng)附近，區(qū)域地下水位較高（地表下2～3 m即見(jiàn)水），涌水量較大（最大涌水量Q=65 000 m3/d）。該隧道采用全包式防水設(shè)計(jì)，分為圍護(hù)結(jié)構(gòu)防水和主體結(jié)構(gòu)防水。在施工過(guò)程中，針對(duì)該隧道的防水特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)防水施工深入的研究，為高水位明挖隧道全封閉防水施工提供參考。

1 隧道防水設(shè)計(jì)

美蘭機(jī)場(chǎng)隧道采用明挖順作法施工，明挖段圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁+旋噴止水帷幕，鉆孔樁樁徑1.0～1.2m,樁間距1.2～1.4m，旋噴止水帷幕樁徑0.8m。采用全包式防水，防水卷材為3mm和4mm厚單面自粘式防水卷材。結(jié)構(gòu)自防水采用C45耐腐蝕混凝土，厚度0.9～2.2m不等，抗?jié)B等級(jí)P8。施工縫12 m一道，環(huán)向施工縫采用遇水膨脹橡膠止水條+中埋式橡膠止水帶+可維護(hù)注漿管的防水措施，縱向施工縫采用遇水膨脹橡膠止水條+中埋式鍍鋅鋼板止水帶+可維護(hù)注漿管的防水措施。

2 隧道結(jié)構(gòu)防水施工

隧道結(jié)構(gòu)防水分為圍護(hù)結(jié)構(gòu)防水和主體結(jié)構(gòu)防水。因該隧道地下水位高、水頭壓力大，加之地質(zhì)條件差（表現(xiàn)在地表至基底巖層變化較大），旋噴止水帷幕樁徑和垂直度難以保證，很難與鉆孔灌注樁嚴(yán)密咬合，造成止水帷幕施工后圍護(hù)結(jié)構(gòu)仍有滲漏水甚至涌水的現(xiàn)象（設(shè)計(jì)為全包，不排水），圍護(hù)結(jié)構(gòu)的好壞直接影響到后期整個(gè)防水效果。主體結(jié)構(gòu)防水主要采用了防水板、鍍鋅鋼板止水帶、橡膠止水帶、橡膠止水條、維護(hù)注漿管及結(jié)構(gòu)自防水，運(yùn)用“防、堵”的原則，對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行立體化防水。

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)防水

圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁施工完畢后，在鉆孔灌注樁間施工旋噴樁，旋噴樁與鉆孔灌注樁共同形成止水帷幕，見(jiàn)圖1。

圖1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕

針對(duì)本工程鉆孔樁與旋噴樁咬合形成止水帷幕的特點(diǎn)，考慮到鉆孔樁施工產(chǎn)生樁位的偏差，在旋噴樁定孔位時(shí)，要在清理鉆孔樁樁頭的基礎(chǔ)上，采用觀察法，以確保旋噴樁樁位位于鉆孔樁中間，使鉆孔樁與旋噴樁咬合達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

因該隧道地質(zhì)情況較為復(fù)雜，從地表至基底隧道施工范圍內(nèi)地下水常水位較高，含水層厚度平均約8 m左右。由于含水層由粗砂和砂灘巖、黏土、粉質(zhì)黏土、貝殼碎屑巖組成，旋噴止水帷幕在不同地質(zhì)條件下成樁效果不同，造成部分地段旋噴樁縮徑現(xiàn)象較為嚴(yán)重，樁間出現(xiàn)漏水涌砂現(xiàn)象，影響基坑安全。

漏水涌砂是深基坑施工過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題，一旦處理不及時(shí)或處理不當(dāng)，將會(huì)引發(fā)基坑坍塌、地表下沉等重大事故。經(jīng)分析，基坑開(kāi)挖漏水涌砂的主要原因是：①由于砂層局部密度大，孔隙小，漿液難擴(kuò)散，水下混凝土難膠結(jié)，使旋噴樁直徑縮小,連接密封不好；②旋噴樁與鉆孔灌注樁施工時(shí)垂直精度偏差，使旋噴樁與鉆孔灌注樁間咬合不緊密，出現(xiàn)空隙；③流砂發(fā)生的條件是實(shí)際水力坡降大于發(fā)生漏砂的臨界水力坡降。當(dāng)垂直向上的滲透力等于砂粒的浮容重時(shí)，砂粒處于懸浮狀態(tài)，極易發(fā)生局部涌砂現(xiàn)象。

旋噴樁止水帷幕漏水采取的主要處理措施有：①發(fā)現(xiàn)止水帷幕出現(xiàn)漏水涌砂時(shí)，應(yīng)立即停止坑內(nèi)作業(yè)，并于基坑內(nèi)以砂袋封堵漏水涌砂點(diǎn)。②立即進(jìn)行HDI注漿，即樁間間隙注漿，其方法是在漏水涌砂點(diǎn)附近的旋噴樁與鉆孔灌注樁間隙打孔注漿，注漿孔距漏水點(diǎn)1～2 m，注漿孔徑為110 mm，注漿終壓0.2～0.5 MPa，注漿范圍在出水點(diǎn)上下各1～2 m范圍，漿液凝固時(shí)間控制在5～15 s。注漿時(shí)采用上拔式一次性足量連續(xù)快速灌注漿液進(jìn)行堵漏。③為保證漿液能快速凝固，提高砂土的強(qiáng)度和防滲性能，及時(shí)封堵漏水點(diǎn)，漿液一般采用水泥-水玻璃雙液漿。④涌砂情況得以控制后，在漏水點(diǎn)鉆孔灌注樁背后補(bǔ)旋噴止水樁，以確保后續(xù)開(kāi)挖時(shí)此處樁間不再涌砂。⑤加強(qiáng)周邊地下水位、地表沉降的觀測(cè)及樁的位移監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接近警戒值時(shí)，應(yīng)立即采取加固、回灌等措施，確保周邊建筑物及基坑的安全。

2.2 主體結(jié)構(gòu)防水

2.2.1 襯砌外側(cè)防水層施工

襯砌外側(cè)防水層采用雙面自粘式防水板（底板及邊墻采用）及單面自粘式防水板（拱部采用），兩種防水板在拱角處搭接，按照襯砌施工順序進(jìn)行鋪設(shè)。為減少防水板搭接數(shù)量，底板及邊墻采用雙面自粘式整體防水板（只需環(huán)向搭接），即先鋪設(shè)襯砌底板防水板，將剩余邊墻防水板卷起，掛至底板上方1 m處，避免鋼筋刺破。待邊墻及拱部施工時(shí)，再進(jìn)行鋪設(shè)，單面防水板鋪設(shè)待襯砌施工完畢后進(jìn)行。

2.2.2 施工縫防水施工

根據(jù)隧道主體結(jié)構(gòu)施工的分布，結(jié)構(gòu)縱向留兩道施工縫（大跨段留4道），環(huán)向每12 m留1道施工縫。施工縫縱向設(shè)置鍍鋅鋼板式止水帶、橡膠止水條、可維護(hù)注漿管，環(huán)向設(shè)置橡膠止水帶、橡膠止水條、可維護(hù)注漿管。施工縫處必須鑿去表面浮漿，露出石子，澆筑前灑水濕潤(rùn)后，用與結(jié)構(gòu)相同級(jí)配的水泥砂漿進(jìn)行接縫處理。若在澆筑過(guò)程中因故無(wú)法連續(xù)澆筑時(shí)，必須按規(guī)范要求留置施工縫。用于施工縫的遇水膨脹橡膠條應(yīng)直接粘貼在施工縫界面，使之與混凝土緊密接觸。

施工中出現(xiàn)的主要問(wèn)題及處理措施：①環(huán)向中埋式橡膠止水帶預(yù)埋位置要準(zhǔn)確，必要時(shí)加以固定，防止混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)偏移的情況，影響施工縫防水效果。布設(shè)中埋式橡膠止水帶時(shí)，要求止水帶不得斷開(kāi)，要連續(xù)布置。②橡膠止水條在安放的時(shí)候不容易固定，可在混凝土施工前按橡膠止水條所在位置預(yù)埋一條與橡膠止水條等寬，深1 cm的木條，待混凝土凝固后拆掉木條，將橡膠止水條安放進(jìn)去。③縱向鍍鋅鋼板止水帶預(yù)埋位置要準(zhǔn)確，防止出現(xiàn)一邊多一邊少的情況，影響縱向施工縫防水效果。鍍鋅鋼板止水帶之間連接采用搭接，搭接長(zhǎng)度不小于5 cm，搭接縫要求滿焊，搭接縫要與施工縫錯(cuò)開(kāi)1 m。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)明挖隧道地下水位線均位于襯砌主體結(jié)構(gòu)以上，水頭壓力較大，襯砌混凝土受圍護(hù)結(jié)構(gòu)約束及溫度應(yīng)力影響較為嚴(yán)重，極易產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致滲水后極難長(zhǎng)久有效處理的施工難題進(jìn)行攻關(guān)。

高水位明挖隧道全封閉防水技術(shù)的研究成功，對(duì)今后類似大型深基坑、地鐵車站、明挖隧道襯砌防水施工提供參考。該技術(shù)的成功實(shí)施可有效減少高水位全封閉明挖隧道襯砌后出現(xiàn)的滲漏水現(xiàn)象，為鐵路的正常運(yùn)營(yíng)提供了保障。

The All-inclusive Waterproofing Construction Technology of High Water Level Cut and Cover Tunnel

Zeng Guangxue

In recent years，China’s railway passenger line has a rapid development，and has been built some passenger lines one after another including Shijiazhuang-Taiyuan，Zhengzhou-Xi’an，Wuhan-Guangzhou，Eastern Loop Line of Hainan，etc.Among these projects，the waterproofing construction quality of passenger line tunnel is particularly important.However，in the all-inclusive waterproofing construction of high water level cut and cover tunnel，there is no mature experience and engineering practice.Combining with the tunnel construction instance of Hainan Eastern Loop Line Passenger，the article introduces the all-inclusive waterproofing tunnel construction measures，through the use of various waterproofing measures，summarizes the all-inclusive waterproofing construction technology of cut and cover tunnel，to provide a reference for a similar tunnel waterproofingin future.

cut and cover tunnel；high water level；all-inclusive waterproofing

U458.1

A

1000-8136(2011)05-0075-02