城市铁路双连拱隧道防排水综合施工方案.docx

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1、城市铁路双连拱隧道防排水综合施工方案L防排水系统的施工|300mm厚喷混凝七卜1嬴解闭孔边而曲末衬芈J.2加厚ECB防水板5%茶板嵌绒5%茶板嵌绒2 疝份火硫模皎*封音 20mmX20nci0哪人代橡胶1I冰带段华物代尼沙浆地实椁_婀 300nifn图4 隧道边墙、顶板变形缝防水示意1.1.结构基面的处理(1)基面堵漏由于防水板铺设前不允许结构初期支护内外表有漏水现象,因此, 首先根据结构的不同部位分别进行了堵漏处理。在中洞、侧洞拱部沿隧道纵向每5 m 一排、每排3根布置42 注浆管，注水泥2水玻璃双液浆，注浆压力为0. 6-1. 2 MPa，以填充拱 部初期支护背后空隙并止水，特别在中洞拱部

2、(天梁)位置，加大注浆压 力，增加注浆量，从而确保注浆范围高出侧洞拱顶，防止该部位日后形 成积水带。第1页共16页 出冷挤压连接可以大幅度提高工效。在钢筋被冷挤压前，均可用红漆先做上标记，如果标记在挤压后 仍然显露在外面,即说明挤压长度缺乏，而且钢筋挤压压力可以在气压 表上予以清楚显示，还可以通过挤压痕迹的深度进行尺量判断。而电 焊连接质量基本依赖于作业人员的操作水平和工作责任心，这说明钢 筋冷挤压在质量可靠度和便于检查验收方面均远胜一筹。钢筋冷挤压连接采用液压设备，不会产生任何空气污染,极大的 保护了职工的身体健康，对于提高职工劳动积极性极为有利。在经济效益方面，一个钢筋套筒为12元，而焊接

3、一个28钢筋 接头，所用电焊条和钢筋搭接的材料费约为9元,虽然冷挤压连接费用 稍高,但如果考虑到它有效保护了防水层，节省了通风费用，提高了工 效，再加上保护了职工的身体健康,钢筋挤压的总体费用肯定远低于电 焊连接费用。钢筋冷挤压连接工艺的操作困难及对策钢筋冷挤压设备重量约为80斤，在洞内移动使用不便,后来我 们利用防水板施工台架增设了一个钢管轨道，使其悬吊在上面,并可以 前后滑动,即较好的解决了这个问题。虽然仅在二次衬砌结构钢筋连接方面使用，但由于钢筋加工和 安装工艺落后，经常会发生钢筋或长或短而导致无法连接的现象，后来 通过钢筋加工安装质量的加强管理和职工操作水平的提高，还选购采 用了手持式

4、钢筋切割机,从而使这个困难得以克服。第10页共16页2.2. 防水砂浆由于本隧道需穿越护城河及盖板河，大局部地段地面又无降水条 件，造成地下水位较高，虽然经初期支护背后注浆处理,但仍有较多部 位出现渗水，使防水板焊接时达不到规定温度要求,导致粘结时效性差, 易出现假焊现象。因此，我单位主动投入,在渗水地段增加了涂抹防水 砂浆工序,使防水板焊接时岩面处于干燥状态，从而保证了防水板的防 水效果。2.3. 其它保护措施在衬砌结构钢筋的洞内运输和安装过程中，由于隧道狭窄,施工人 员经常无意中使钢筋头击穿或刮烂防水板，还不易发现，从而影响防水 板的整体防水效果。后来我们在市场上定购了一批易安易卸的小橡胶

5、 帽，安装在已加工好的钢筋两头再将钢筋运至洞内，在钢筋安装前，还 在防水板上纵向固定假设干根5 cm X5 cm的木条，使钢筋安装距防水 板有一定距离，从而得以妥善保护防水板不被破坏。6 施工体会由于地下隧道施工环境恶劣，防水板的整体封闭质量很难保 证，难免会由于防水板的破损而出现漏水点，而且在注浆堵水处理过程 中,经常出现这边堵水、那边漏水的现象，顾此失彼，无法找准出水点进 行集中治水。笔者认为，如果在地下工程的防水系统中增加分段封闭 的措施，虽然会增加一局部投资,但不会出现防水系统“一点破损、全 面失效”的后果，另外对以后的注浆堵漏也便于集中处理。第11页共16页在本工程防水专题研讨过程中

6、,曾有些人提出可以取消排水 系统，仅依靠防水系统完全实现堵水目的。但是根据长期一线施工实 践,由于目前从隧道施工工艺、防水材料可靠性、作业人员的实际操 作水平来说，均还处于较低水平，笔者认为在以后相当长的时间内，还 是要以“防排结合，多层设防、以防为主，适量排放”为原那么来指导地 下工程防排水系统的施工。双连拱隧道在中洞天梁位置为V型结构型式,使该处形成人 为积水区,是治水的极大隐患。虽然在施工过程中给予了高度重视，采 用中洞拱顶初期支护背后回填注浆的方法，使该位置注浆后实际高于 侧洞拱顶,目前效果尚好，但注浆量极为惊人，投入太大,而且由于加大 了注浆压力和注浆量，在中洞初期支护破除过程中发现

7、，大量浆液实际 窜入中洞边墙部位,造成极大浪费，还增加了破除施工难度，而且天梁 位置为结构最复杂、施工最困难、受力最薄弱位置，对于隧道各方面 施工均不利。笔者建议能否考虑取消这种双连拱结构型式(除车站超 宽断面以外)，这样虽然增加了一定的开挖方量，但可以一劳永逸，从而 彻底消除这个施工隐患。(4)本隧道初始设计时，认为排水盲管所排出的水量较少，考虑使 其漫流到道床，自然风干，因此本工程采用的是在道床中央设置中心排 水沟，主要排放消防用水或其它废水,但实际上目前在少量盲管出水后, 造成道床上水碱、水迹明显，个别部位还存在积水现象，极大影响了隧 道整体外观效果。我单位为顺利通过竣工验收，又重新组织

8、人力、物 力在已灌注完成的道床上凿槽埋入盲管,而如果在前期施工中即预留第12页共16页 足够长的盲管，待道床混凝土灌注时予以埋设，并引入中心排水沟，那么 将事半功倍。本工程在侧洞衬砌前需要先破除中洞初期支护，而此时中洞 顶部、底板防水板和中隔墙衬砌均已经施工完成，为保护该部位的防 水板,设计采用了在防水板上面预先设置一块厚1mm、宽800 mm的 铁皮,但由于中洞初期支护采用的是人工风镐破除和电焊割除钢筋的 方法，极容易击穿铁皮，继而损坏防水板,尤其是基底的铁皮和防水板 更是经常被拱部掉下的混凝土块砸烂，虽然在施工中制定了强硬的奖 罚措施，还是无法杜绝。笔者认为用铁皮保护防水板的思路是正确的,

9、 但铁皮过薄,而未起到有效的保护作用。3.防排水系统简介本工程防排水系统的施工遵循“以防为主、防排结合、多道防线、 刚柔相济、因地制宜、综合治理”的原那么，设计防水等级为二级，即隧 道衬砌不允许漏水，可以有少量、偶见的湿渍。地下区间隧道防排水系统设置见图2 o第13页共16页7迄萎S 0h 三一a亶一 一违我雪鸟EiHboxMOmm用：次衬硼混充上QT7混凝卜15保护 3cmI，.？ LCB含成柯玷尼分T卷材Jmrr厚1：衬他300皿I7啖混凝二图2隧道防排水系统示意3.1. 防水系统地下区间隧道采用复合式衬砌结构，防水采用三道防线。第一道防线:初期支护加背后注浆。第二道防线:设置1. 2 m

10、m厚ECB高分子合成树脂防水卷材及4 mm厚PE闭孔泡沫塑料衬垫做为夹层防水层。第三道防线:二次模筑防水混凝土衬砌，采用微膨胀补偿收缩防水 混凝土，即掺适量HEO单一型混凝土外加剂，抗渗等级不小于0. 8 MPa o3.2. 排水系统由于本工程为喑挖法施工,地下水较丰富，施工工况复杂,防水层第14页共16页 的预留搭接较多,结构的施工缝也较多，在施工阶段对防水卷材可能造 成破坏，为确保区间在无渗漏的情况下营运，故在防水层和二次衬砌之 间采用MF7隧道专用型塑料盲管作为排水系统。排水系统的具体设 置为:在拱顶与边墙交界处、边墙与仰拱施工缝处、侧洞拱顶与中洞 拱顶施工缝处设置三道纵向排水盲管;在边

11、墙上每6 m设一道环向排 水盲管，与各纵向盲管相连，并将渗水引出漫流至道床上。3.3. 变形缝、施工缝的防水(1)变形缝本隧道每隔5060 m设置一道变形缝，缝宽30mm。在结构内部 的中部设置埋入式橡胶止水带，结构内侧(背水面)预留300 mm X30 mm的凹槽，待变形缝两侧的混凝土浇注完并养护完毕,在缝内用双组 份聚硫橡胶密封膏嵌缝,在凹槽内固定1mm厚钢板做成“U”型接水 盒,然后用聚合物水泥砂浆把凹槽填实抹平。其具体设置详见图3、 图4 o第15页共16页55-!保护防小板1刖礼M网一太讨一胡和财况膜十.55-!保护防小板1刖礼M网一太讨一胡和财况膜十.双组馀聚H像收/对白20nir

12、iiX20nnii- I:+ r II r - 三三-5 一 一 =三-0工【 (百七金安C三00H图3 隧道底板变形缝防水示意施工缝隧道施工缝分纵向和环向,就全双连拱结构而言，纵向施工缝有: 天梁两侧各1条，条形基础两侧各1条，左、右侧洞的铺底与边墙交接 处各1条;环向施工缝在每组衬砌断面处。施工缝采用在结构断面中 部安放20 mm X30 mm遇水膨胀腻子条的方法进行止水。第16页共16页对于边墙漏水部位进行重点注浆止水处理。对于基底出水部位根据出水量大小分别采用注浆止水或暂时 引排的方法，以确保基面干燥。基面找平检查基面上有无钢筋、铁丝和钢管等尖锐突出物，假设有那么从根 部予以割除，并在

13、割除部位用水泥砂浆抹成圆曲面。在中洞中线至左、右侧洞中线外300 mm的拱部范围内，施作 刚性防水兼找平层，主要施工工序为:涂刷一道界面剂一抹EVA防水 砂浆1015 mm一搓毛一抹EVA聚合物灰浆2 mm 一二道抹平、压 密、压实一洒水养护。界面剂配合比为：普硅水泥：EVA :水：FS2P防水剂二1 ： 0. 13 ： 0.37 ： 0. 08 ;EVA防水砂浆配合比为：普硅水泥：EVA :水：FS2P防水剂：中砂二1 : 0.12 ： 0. 5 ： 0. 08;EVA聚合物灰浆配合比为：普硅水泥：EVA :水=1 ： 0. 13 ： 0. 37 o对于结构边墙根据不同情况分别处理，在渗水明

14、显部位（如穿越 护城河地段和斜穿盖板河地段）同上第条所述施作刚性防水,在一般 地段那么局部采用1 ： 2.5的水泥砂浆找平即可。对于隧道底板基面，在有明显凸凹起伏处采用1 ： 2. 5的水泥第2页共16页砂浆找平。隧道断面变化或转弯时的阴阳角须采用水泥砂浆抹成R 50 mm的圆弧。1.2. PE闭孔泡沫塑料衬垫的施工隧道在初期支护和防水板之间采用4 mm厚PE闭孔泡沫塑料衬 垫做为防水板的缓冲层。泡沫衬垫采用水泥钉和塑料圆垫片固定在喷射混凝土的基面上, 固定点之间呈梅花形布设,固定点之间的间距为:拱部500-800 mm; 边墙 8001000 mm;底部 1 5002 000 mm。衬垫之间

15、的搭接宽度为50 mm，搭接部位采用热风焊枪进行焊 接。衬垫必须采用环向铺设，不能拉得过紧,以免影响防水卷材的铺设, 并在搭接部位预留不少于200mm的搭接余量。1.3. ECB高分子合成树脂防水板的施工防水板接缝焊接是防水施工最重要的工艺，焊缝采用双焊缝热合 机将相邻两幅卷材进行热熔焊接，卷材之间的搭接宽度为100 mm，接 缝为双焊缝，焊缝宽度不小于2 mm，中间留出空腔以便进行充气检 查。焊接应平顺、无波纹、颜色均匀、无焊焦、烧糊或夹层。进行充 气检查时，充气压力为0. 120. 15MPa，稳定时间45 min，允许压力下第3页共16页 降20 %。当纵向焊缝与环向焊缝成十字相交时（十

16、字形焊缝），事先须 对纵向焊缝外的多余搭接局部齐根处削去，将台阶修理成斜面并熔平, 削去的长度2130 mm ,以确保焊接质量和焊机通过顺利。铺设防水板前先在拱顶的衬垫上标出隧道纵向中心线，卷材由拱 顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与圆垫片热溶焊接。防水层在下一阶段施工前的连接局部注意加以保护，防止弄脏和 破损，并在搭接前将接头处擦拭干净。分段铺设的卷材边缘部位预留至少500 mm的搭接余量。防水板采用无钉孔铺设固定，即利用热风焊枪将裁剪好的卷材热 熔粘贴在塑料圆垫片上,固定时要注意不得拉得过紧或出现大的鼓 包。尤其是阴阳角部位的卷材一定要与转角部位密贴,以免影响灌注 混凝土的厚度或将卷材拉破。固

17、定点呈梅花形布设，间距为:拱顶500800 mm;边墙 8001 000 mm ;底板 1 5002 000 mm。1.4. 隧道排水系统的施工本工程排水系统采用MF7隧道专用型塑料盲管，盲管之间的连 接使用订书机状的钉勾嵌入，钉勾由35的不锈钢丝制成。排水盲管设在夹层防水卷材上，用盲管生产厂家提供的特制铁件 固定,并采用8#铁线将铁件与结构钢筋牢固捆扎。由于盲管为预埋，因此在衬砌前要做好标记，一旦衬砌台车脱模, 立即将盲管管口掏出并清理干净。第4页共16页15变形缝、施工缝防水层的施工变形缝变形缝是由于考虑结构不均匀受力和混凝土结构胀缩而设置的 允许变形的结构缝隙，它是防水处理的难点，也是结

18、构自防水中的关键 环节。本区间共设置变形缝12道，缝宽30 mm，防水材料选用中置橡胶 止水带，聚苯板充填缝隙内部，而在变形缝口部采用双组份聚硫橡胶密 封膏封填，厚度不小于20 mm。橡胶止水带的施工要求：按照设计要求确定止水带的准确位置及尺寸规格。橡胶止水带安装必须用模板固定。先安装一端，浇筑混凝土，同 时另一端应用厢型木板保护，待混凝土到达一定强度后撤除模板和另 一端止水带的厢型保护。在止水带中央圆孔的上下方混凝土基面上涂刷粘结剂并固定 填缝用的聚苯板。把另一端的止水带端头固定在钢筋上，支模浇筑混凝土。施工中必须保证止水带的准确位置和混凝土的浇捣质量，保证 混凝土与止水带的紧密贴合。止水带

19、的接头部位采用现场硫化的方法，接头处选在结构应力 较小的部位。(2)施工缝第5页共16页在施工过程中，水平施工缝与环向施工缝是结构自防水的薄弱环 节,处理的好坏将会直接影响结构的防水质量，因此须认真做好该处的 防水处理。本隧道施工缝采用U - 2型遇水膨胀橡胶腻子条(20 mm X30 mm)进行止水。由于止水条钉设过紧容易折断，过松那么不能保证与混凝土密贴，容 易造成灌注混凝土钻入止水条下部而失去止水效果，因此在施工中采 用了衬砌堵头板反面钉设适当厚度及宽度的木条，混凝土灌注后拆模 时将木条一起取出，即形成一道凹槽，并配合加密了射钉的钉设间距, 从而保证了施工缝的防水效果。1.6.二次衬砌防

20、水混凝土的施工本工程二次衬砌混凝土为微膨胀补偿收缩防水混凝土，标号 C30P8,采用HEO单一型外加剂，掺量为10%。在施工中我们针对混凝土的防水要求,不仅加强管理，严格施工工 艺，选好商品混凝土供应商，对混凝土施工进行全过程控制，而且特别 注意了以下几点：(1)严格控制水灰比水灰比是对抗渗性起决定作用的因素，增大水灰比，混凝土的密实 度降低，相对渗透系数就显著增大，因此须严格控制水灰比。本工程所 采用的水灰比不大于0.6 o(2)防水混凝土的运输第6页共16页本工程由于地处二环主路，按照北京市规定必须采用商品混凝土, 因此我们优先选择了就近的搅拌站，并安排专人负责统一调度安排，以 缩短运输距

21、离和等待时间，防止出现混凝土离析;还根据不同气候、不 同时间计算出运输过程中坍落度的损失，提前予以考虑,从而保证了混 凝土浇注时有良好的和易性。混凝土震捣本工程结构防水混凝土震捣采用插入式震捣棒,震捣时，震捣棒等 距离地插入、均匀地捣实全部混凝土,插入点间距小于震捣半径的1. 5 倍，前后两次震捣棒的作用范围应相互重叠，防止漏捣和过捣。震捣时 不得触及钢筋和模板，尤其是严禁触及防水板。混凝土的养护根据防水混凝土的特性，本工程规定混凝土的裂缝宽度不得大于 0. 2 mm，而得当的养护措施能最大限度减少混凝土的开裂，因此在防 水混凝土灌注完毕及终凝后及时采用喷、泗水养护，待拆模后,对结构 外表及时

22、进行洒水养护,保持混凝土外表湿润，养护期确保不少于14 天。17二次衬砌背后回填注浆由于混凝土的凝固收缩特性，在二次衬砌混凝土与防水板之间一 般会存在510 mm的缝隙，再加上泵送混凝土、模板台车灌注的衬 砌施工特点，在拱顶处无法震捣密实,这样缝隙肯定会进一步加大，还 可能在局部地段出现一定的空洞,容易造成地下水到处流窜侵蚀结构第7页共16页 和腐蚀钢筋，因此，在二次衬砌结束后进行背后回填注浆是必不可少的 一道工序。本隧道在施作二次衬砌防水混凝土时，沿隧道纵向每间距10 m 即预埋一组注浆管，每组两根,注浆管垂直于结构外表设置，一根指向 侧洞拱顶,另一根指向中洞拱顶。根据结构渗漏水情况，本工程

23、采取了先全面注浆后重点注浆的施 工方案。在全面注浆阶段，采用掺加XPM外加剂的普通水泥浆液，施工 水灰比为1 ： 1.5 ,XPM外加剂掺量按水泥用量的10 %控制，该浆液具 有流速快、流动性好、抗渗指标高的特点，最大优点是浆液凝固后基 本无收缩。注浆顺序为由低处向高处、由无水段向有水段、跳跃间隔 式注浆。在重点注浆阶段，针对仍然存在渗水的地段进行再次注浆，并 在个别较严重的出水点周围增补注浆管和采用掺加XPM外加剂的超 细水泥浆液进行注浆。2.有关辅助施工措施由于本工程结构型式复杂、技术难度大、防水要求高，因此我单 位屡次邀请设计单位和有关专家进行专题探讨,还选派技术人员去兄 弟单位学习取经

24、，并在施工过程中不断总结发扬，从而在防水板的质量 保证和保护方面形成一些值得推广的辅助施工措施。第8页共16页2.1. 二次衬砌混凝土钢筋的冷挤压连接钢筋连接采用钢套筒冷挤压的技术，仅是在房建施工中个别采用, 这是因为该工艺对钢筋加工安装尺寸要求较高，钢套筒长180 mm，钢 筋对接时假设过长那么需现场截断,假设过短那么不能保证连接强度，甚至无法 对接;另外钢筋挤压连接设备重达80多斤，移动不便，所以从未在隧道 工程中得以使用。在本隧道尚处于中洞开挖期间,由于开挖分部较多, 钢格栅连接部位很多，造成电焊时间过长，导致洞内空气污浊、环境恶 劣，而且违背了浅埋暗挖法“快封闭”的施工原那么，因此，为

25、了保护职工 的身体健康和形成隧道快速支护能力，我单位就尝试使用了钢筋冷挤 压连接工艺。众所周知，钢格栅需要尽量紧贴围岩轮廓,而由于开挖断 面的不确定性，造成钢筋基本上无法实现顺利对接，该项新技术当时未 获成功。但是，我们也意识到在衬砌施工中，由于二次衬砌钢筋加工安 装尺寸比拟精确，完全可以采用这种方法来防止电焊火工操作,从而有 效的保护防水板不会损坏，因此及时进行了摸索总结，并最终在衬砌中 获得成功。现将两种方法的优劣予以比拟。 钢筋冷挤压连接与电焊连接相比拟的优势钢筋采用冷挤压连接,从根本上防止了电焊火工操作方式，不会 出现防水板、排水盲管等塑料、橡胶制品被电焊火花烧坏的现象，是 对隧道防排水系统的极大保护。钢筋冷挤压连接速度较快，熟练情况下可保证平均1. 5 min完 成一个接头，而以本隧道二次衬砌结构主筋（28钢筋）为例,单面搭 接满焊的长度为280 mm，基本上一个接头需耗时5 min，明显可以看第9页共16页