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1、地铁新型分区防水技术探讨摘要:分析了目前地铁分区防水技术存在的隐患,阐述了新型分区防水技术的设计和施工要点,并提出了三点探讨意见。关键词:地铁;分区防水;注浆;动态排水系统;止水1目前地铁分区防水技术分析地铁隧道矿山法施工中的“全包防水”是指在混凝土初期支护与二次衬砌之间用防水板全部封闭,将通过隧道初期支护的渗水阻隔于防水板之外[1]。由于目前衬砌工艺方面的原因,隧道衬砌结构的拱部混凝土往往不能灌满,容易在拱部形成一道纵向积水通道,在此情况下,只要防水层有一个地方破损,最终将导致地下水在隧道二次衬砌与防水层之间连通,使防水
2、层不能真正发挥全部作用,防水总体效果并不如人意。目前地铁分区防水设计是基于上述前提,在防水层与二次衬砌之间进行了分区,其目的是希望防水层某一点出现破损的情况下,不让渗入的地下水窜到隧道的其他区段,而是将其限制在某个较小的区域里面,其防水设计见图1所示。但防水层的损坏不会是在隧道全长范围内只有一点,很多情况下是存在多处破损。而初期支护喷射混凝土表面的渗漏也是不固定的,有的地段渗漏严重,有的地段可能滴水不漏,这不但与初期支护质量有关,更与该段的水文地质条件有很大关系。同时,防水板背后的土工缓冲材料又具有排水的功能,地下水可在防
3、水层背后自由流窜。因此,隧道初期支护喷射混凝土层一点的渗漏,可能导致所有防水层破损处渗漏,进而使相应地段衬砌处于水害威胁之下;当渗漏发生在隧道纵坡坡顶时,渗漏会影响隧道全长。2新型分区防水技术探讨基于上述考虑,笔者认为目前地铁设计中的分区防水是有一定局限性的,是不全面、不彻底的分区;而应在初期支护与防水层之间、防水层与二次衬砌之间都进行分区,从源头上杜绝渗漏源对其他衬砌段的侵害,本文暂且将此分区防水做法叫做“新型分区防水”。通常防水做法、目前地铁分区防水做法和新型分区防水做法的对比见图2所示。2.1新型分区防水的设计1)分
4、区方法为增强防水效果和使其背后的排水系统易于维修,新型分区长度以20～30m为宜,也就是以每2～3个模筑衬砌为一个分区,分区部位设在环向施工缝位置,设置方式如图3所示。在区段中间的施工缝部位只进行防水层与二次衬砌间的分区,设置方式可参考图1。为便于施工和保证质量,也可将分区部位设于衬砌环的中间位置,这样在新型分区边缘环向施工缝部位,外贴止水带将防水板内外侧相邻区段彻底隔开;分区内部的环、纵向施工缝部位,外贴止水带将防水板内侧分隔成一个个小的“分区”。区间隧道防水分区纵剖面如图4所示。在暗挖法施工的地铁车站及其他重要区段,由
5、于防水等级高,分区可进一步细化,达到方格网状分区,来进一步提高分区防水效果。具体做法是:在车站纵断面方向每10m左右(一次模筑衬砌段的长度),进行一次分区;在每个分区内部,在防水板与二次衬砌之间再进行方格网状分区,如图5所示。根据工程部位、防水的重要程度及具体工程要求,确定每个分区方格的面积,一般可控制在2～10m2之间。这样,防水板某点的渗漏反映到衬砌上也只能是其所在分区方格内衬砌的渗水,从而更有效控制了衬砌背后渗水的乱窜,同时也使注浆堵水、查找渗漏源更具有针对性。2)止水带设计新型分区部位的止水带应进行特殊设计,首先要
6、保证此种情况下二次衬砌自由变形或二次衬砌与初期支护间的内力不致使止水带破损;其次要保证止水带边缘与防水板的焊接长度。3)预埋注浆设施设计在每个分区内埋设注浆嘴和注浆软管,在背贴式止水带齿槽内埋设注浆软管,如图4所示。根据“重点加强、系统布置”的原则,对外贴止水带沿全长预埋注浆软管,对拱顶衬砌灌不满区域要重点加强,其他部位进行系统布设注浆设施;并对注浆管就近集中引出,逐根编号。二衬完毕后,若局部地段渗漏,则可通过对预埋在相应部位的注浆管进行注浆堵水,达到有目的主动防水。4)动态排水系统设计对可限量排水的区间隧道而言,每个彻底
7、分区是一个独立的防水单元,防水层后的排水系统也是独立的,其环、纵、横向排水盲管连成排水网络系统,与邻区互不连接,这样有利于排水系统的检查与维修。具体设计时,根据对透过初支混凝土水量大小的预测,确定环向盲管的间距,在隧道底部设纵向盲管与环向盲管连接,再用横向盲管穿过防水层、二衬与洞内侧沟或中央排水沟相连。其排水的动态性可通过设在横向盲管出露口的闸阀来实现,闸阀可采用水压控制式,当结构外水位升高对衬砌不利时闸阀自动开启泄压,当水位回落到设定位置时则自动关闭以便允许衬背存水。当某个分区发生渗漏时,可人工开启该分区的闸阀,排干衬背
8、积水再行处理,这样既减少了水资源浪费,又对衬砌渗漏的处理有利。2.2新型分区防水的施工1)初期支护后注浆初期支护施作完毕后,难免有不密实区域或支护钢筋阴影区的存在,很容易形成水囊,必须及时对支护进行后注浆,填充支护空隙,提高支护混凝土的密实性,增强其抗渗能力,消除地下水在支护后及内部空隙的乱窜现象。目前
