内蒙古呼和浩特市城市轨道交通建设管理有限责任公司
摘要：浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工一种方法，在全国类似地层和各种地下工程中得到广泛应用。本文根据城市轨道交通施工特点，结合呼和浩特市轨道交通1号线一期工程后不塔气-什兰岱村区间暗挖隧道防排水施工实例，简明介绍城市轨道交通暗挖隧道防排水施工过程中一些具体做法。
关键词：暗挖隧道；防排水；防水层；抗渗混凝土
0引言
采用浅埋暗挖法隧道修建的隧道，特别是城市地下铁道，大部分地下水非常丰富，地下水位也很高，隧道通常位于地下水位以下。暗挖隧道工程的防排水施工质量取决于许多因素，其中遵循于设计方案施工、规范施工工艺、严格施工全过程卡控对延长暗挖隧道使用寿命、确保暗挖隧道正常运营和安全起着举足轻重的作用。本文结合在建的呼和浩特城市轨道交通1号线一期工程后不塔气-什兰岱村区间暗挖隧道防排水施工工艺进行总结，并对一些重点部分进行分析研究。
1工程概况
后不塔气-什兰岱村区间暗挖隧道为呼和浩特市城市轨道交通1、2号线唯一一座暗挖隧道，起终里程YDK23+734.382～YDK23+930.000（ZDK23+734.382～ZDK23+932.467），其中右线长195.618m，左线长198.085m。隧道除出口段m，位于R=350m的曲线上外，其余均为直线上，洞内纵坡为人字坡，进口段18.2m为2‰下坡，其余为2.903%的上坡。
后不塔气-什兰岱村区间暗挖隧道位于呼和浩特地铁1号线后不塔气站与什兰岱站之间，从后不塔气站出站后沿机场高速路路南侧绿化带由西向东敷设，下穿机场高速过街通道出入口及既有后不塔气站钢筋加工场，段址全部位于机场高速绿化带内，地形变化较小。
暗挖隧道地处大青山前冲洪积平原。暗挖隧道范围内岩土主要为粉质黏土、粉砂、粗砂和圆砾。土体自稳性差，易坍塌，暗挖隧道穿越此类围岩时，极易侧壁及拱顶失稳。根据呼和浩特区域水文地质资料及本暗挖隧道地下水的赋存条件，地下水主要有三种类型：一是赋存于层之黏土上的上层滞水，二是赋存于黏性土中的裂隙水。地下水的补给源主要为大气降水、地表水（河水）及管线渗漏补给。
在开挖揭示地层显示，土体含水量较大，开挖后破坏了原土体边界条件，且由于车站已经封顶，造成原有“水路”隔断，均向隧道内渗流，在初期支护表面出现了水流。这表明隧道防排水施工质量控制的严峻性。
2隧道防排水施工重点
后不塔气-什兰岱村区间暗挖隧道设计与施工遵循“以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则。充分利用初期支护喷射混凝土及二次衬砌混凝土自防水性能，结合HDPE防水卷材防水性能，重点卡控施工缝、变形缝，使所有地下水封闭在结构外侧，保证防水可靠性及耐久性。施工前，通过图纸会审充分熟悉设计图纸，掌握设计意图和设计目的，并结合类似隧道防排水施工经验及教训，严格按照设计图纸及施工规范要求工艺施工。
2.1设计防水理念
后不塔气-什兰岱村区间暗挖隧道断面设计为单线马蹄形型式，两侧设置排水沟，与区间及车站排水沟或集水坑连接。隧道内外共设置2道防水线，第1道防线：在初期支护通过监控量测数据分析，确认初期支护变形稳定后，再进行初期支护基面处理后，在初期支护表面铺设的土工布缓冲层及防水层；第2道防线：二次衬砌抗渗混凝土自防水及施工缝、变形缝防水处理。
复合式衬砌防水主要依靠全封闭的防水层和二次衬砌抗渗混凝土，两者相辅相成，缺一不可。二次衬砌防水混凝土在硬化过程中，内部存在着温度应力和收缩应力，这些应力的存在会使防水混凝土产生变形；而初支混凝土表面粗糙、凹凸不平，必然会对二次衬砌混凝土产生相当大的约束力，阻止其变形，于是就产生了拉应力。当拉应力大于二次衬砌混凝土抗拉强度时，混凝土即被拉裂，特别是在隧道起拱线应力集中区产生的裂缝最多。如果设法消除或减弱初期支护喷射混凝土对二次衬砌混凝土的约束，使其自由变形或约束力减小，产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，二次衬砌混凝土就不会产生裂缝。因此封闭的防水层多选用不透水、表面光滑的塑料片材，它不仅起到防水作用，而且还能隔离、润滑初支喷射混凝土和二次衬砌混凝土，减少二次衬砌混凝土的开裂。
2.2防水层材料选用
后不塔气-什兰岱村区间暗挖隧道采用HDPE预铺防水卷材作为防水层，防水卷材采用1.5m厚，幅宽2.0m；缓冲层采用400g/m2土工布，幅宽3.0m。
HDPE防水卷材性能
在仰拱部位在防水层与二次衬砌之间设置φ50软式透水盲管，纵向设置一根，在环向每间隔4.0m设置，引流至隧道轨道两侧排水沟，排除洞外。
洞身环向施工缝设置中埋式橡胶钢板止水带+膨胀式止水条两道防水措施，纵向施工缝设置钢板止水带+膨胀式止水条两道防水措施，变形缝设外贴式止水带+中埋式橡胶止水带以及防水嵌缝材料复合防水措施。
HDPE（高密度聚乙烯）是新型高分子防水卷材，其物理机械性能好，耐溶剂性，耐老化性，耐环境应力开裂性都好，是优良的高分子防水材料。
2.3防排水施工
2.3.1基面处理
在土工布缓冲层施作前，对初期支护表面进行处理，以满足防水层施工要求。对初期支护局部外露的钢筋网、锚杆及注浆管等尖锐进行切割，并用砂浆抹平；不能切除的金属构件，必须采用喷混凝土或砂浆将其覆盖，其圆弧半径R大于200mm；对初期支护喷射混凝土平整度进行检查，要求高跨比不大于1/6，局部不满足进行补喷混凝土或采用砂浆填补，以满足防水卷材铺设松弛度要求。基层面阴角采用1：2.5水泥砂浆做成5×5cm的钝角或半径不小于5cm的圆角；阳角采用1：2.5水泥砂浆做成2×2cm的钝角或半径不小于2cm的圆角。
2.3.2土工布缓冲层施工
仰拱部份土工布采取简易脚手架施作，拱墙部分土工布采用多功能施工台架（台架与隧道断面相适应）施作，使用射钉+垫片（与防水卷材同材质）固定，垫片仰拱间距为1.0～1.5m，边墙间距为0.8～1.0m，拱部间距为0.5～0.8m，梅花型布置。土工布从边墙一侧至另一侧环向铺设，搭接边用手动焊枪点焊连接或塑料垫片固定，防水土工布长短边搭接长度均不得小于50mm，搭接部位必须牢固、密实。
2.3.3防水层施工
土工布施工验收完成后再施做防水卷材，仰拱防水卷材采用空铺法，拱顶及边墙防水卷材必须采用无钉法施工，采用PVC垫片固定法。防水卷材仰拱部分沿隧道纵向铺设，拱墙部分沿环向顺序铺设在土工布上，即后铺防水卷材压与前一层之上，防水板搭接宽度为100mm。
铺设防水卷材时，根据基层的凹凸不平度来控制防水卷材的松弛度，每环防水卷材预留松弛度控制为10：8。并保证防水板的固定松紧适度，用以保证混凝土浇筑后防水板能够与初期支护表面密贴。
防水卷材施工工艺：
①预铺式卷材迎土侧的隔离膜不可撕掉，与现浇混凝土结构外表面密贴面的隔离膜应在钢筋绑扎前撕掉。
②防水层采用机械固定法固定于基层上，固定点距卷材边缘2.0cm处，钉距不大于5cm。且配合垫片将防水层牢固地固定在基层表面，垫片直径不小于2cm。避免浇筑混凝土时脱落。
③相邻两幅卷材有效搭接宽度为10cm（不包括钉孔）。要求上幅压下幅进行搭接。搭接时，搭接范围内隔离膜必须撕掉（双面粘卷材的两侧隔离膜均要求撕掉），短边搭接缝应错开1.0m以上。
④防水层铺设完成后，在所有施工缝、变形缝部位骑缝铺设加强层，施工缝加强层宽度50cm，变形缝加强层宽度100cm，其中施工缝加强层与防水层自粘满粘，变形缝两侧各10cm范围内防水层表面的隔离膜不应撕掉（即此范围内防水层与加强层不粘贴），其他部位满粘粘贴。
⑤仰拱防水层铺设完毕，在帮扎钢筋前，除掉卷材的隔离膜，并立即浇筑70cm厚C20细石混凝土。
⑥防水层破损部位应采用同材质材料进行修补，补丁满粘在破损部位，补丁四周距破损边缘的最小距离不小于10cm。补丁胶粘应面向现浇混凝土。
⑦多层防水板搭接时，搭接部位焊接接缝必须错开，不得有大于三层的情况发生。
在防水卷材施工完成后，必须加强防水卷材保护，防止后续钢筋、混凝土作业，出现防水卷材破损现象出现，确保整个隧道防水卷材的整体性能。
2.3.4防水保护层施工
仰拱处防水板铺设完成并验收合格后立即进行仰拱保护层施工，仰拱防水保护层采用C20细石混凝土，厚度为7.0cm；浇筑保护层时设置浇筑砼弧度标识，以免保护层浇筑过厚侵入二衬结构。
2.3.5隧道排水管施工
在隧道仰拱范围的内防水卷材和二衬之间增设衬砌排水系统。排水系统主要由纵向排水盲管和横向排水管两部分组成，主要解决防水卷材渗漏进入防水卷材与二衬之间的地下水。纵、横向排水盲管均采用?50优质排水盲管。纵向排水埋设于防水分区系统之间的仰拱底部防水卷材与上层土工布之间。横向盲管埋设于仰拱底部防水卷材与上层土工布之间、从边墙位置距离仰拱内底650mm位置引出，埋设间距4.0m，交错布置。纵向排水盲管和横向排水盲管之间采用三通连接。施工期间需做好排水盲管的保护工作，防治泥浆堵塞。道床施工时，排水管位置道床混凝土面增设横向弧形排水沟，以便将排水管渗漏水引至道床水沟。
2.3.6二次衬砌抗渗混凝土施作
后不塔气-什兰岱村区间暗挖隧道采用C35P8抗渗混凝土。采用仰拱超前、拱墙紧跟的原则组织施工，采用9.0m整体二次衬砌液压模板台车浇筑。边墙部分混凝土采用在台车上开窗分层浇筑，插入式振捣棒振捣；拱部混凝土采用在台车拱部设置灌注孔浇筑，附着式振捣器振捣；拆模后，采用洒水养护，控制混凝土裂缝，提高混凝土密实。
2.3.7施工缝、变形缝处理
在环向施工缝处安装中埋式钢边橡胶止水带+膨胀止水条，在纵向施工缝安装钢板止水带+膨胀止水条；环向中埋式止水带按照轮廓尺寸并加上一定预留长度裁剪。环向中埋式止水带固定在台车端部挡头板内，防止在混凝土浇筑过程偏移，扭曲，并保证在止水带埋置于断面混凝土中部。模板拆除后，若检查发现在混凝土施工过程中，导致止水带过分偏离中心，则需适当凿除或填补部分混凝土，对止水带进行纠偏。
2.4施工要点及注意事项
2.4.1混凝土拌和时要严格按照理论配合比计算施工配合比，严禁随意调整水胶比，控制混凝土拌和时间。
2.4.2抗渗混凝土施工时，严格控制混凝土浇筑间断时间，不可超过混凝土初凝时间，避免形成冷缝，造成混凝土渗水通道。
2.4.3施工中预留的施工缝必须进行凿毛处理，清理杂质，并高压水（风）清理干净，在下一部分混凝土浇筑前保持湿润，并预铺一定厚度同配比水泥砂浆。
2.4.4在二次衬砌钢筋施工过程中，严格保护已铺设完成防水卷材，尤其在进行焊接作业时，采用石棉瓦等进行遮挡。若出现破损，必须进行补丁修补。
2.4.5在二次衬砌混凝土浇筑时，严禁振捣棒触碰防水卷材，防止防水卷材破损。
3结束语
暗挖隧道防排水是目前隧道施工设计和施工质量控制的关键问题之一，以防为主的设计理念要通过合理的施工组织及规范的施工工艺来实现。必须严控施工过程中每一道工序做起，初期支护基面处理、土工布缓冲层铺设、防水卷材铺设、二次衬砌抗渗混凝土浇筑及施工缝、变形缝防水措施等每道工序都对防水效果造成较大的影响，施工过程中一点疏忽都有可能造成渗漏水的隐患，故每道工序必须严格过程卡控，确保达到设计要求，才能使隧道防排水工程质量有保证。
参考文献
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