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1、挂网喷锚砼施工队Www.gdgcd.ComZXCV上海地铁6号线区间防水技术1工程概述上海地铁6号线北起港城路站南至主题公园站,全长31.6km,共设28个站台、27个区间,建成后将成为上海浦东地区重要的轨道交通线路。6号线区间分为高架段和地下段两部分,地下区间分别采用了明挖、双圆盾构和单圆盾构等不同的施工工艺。单圆盾构区间采用了单层装配式预制钢筋混凝土衬砌(旁通道部位为钢管片),外径6.2m,内径5.5m,厚350mm,通缝拼装。隧道管片在全环分成一块大封底D(84)、两块标准块B(65)、两块邻接块L(65)和一块封顶块K(16),见图1。结构设计采用1.2m环宽,有效减少了环缝和漏水环节
2、,提高了施工进度。本文就单圆盾构区间防水设计进行论述。2防水技术要求盾构区间防水贯彻以防为主,突出重点防线,综合治理挂网喷锚砼施工队Www.gdgcd.ComZXCV的原则,采用高精度钢模制作高精度管片,以管片结构自防水为根本、接缝防水为重点,确保隧道整体防水。所谓的综合治理,是指不但要从防水设计、施工着手,还要从衬砌的结构设计、管片拼装质量、控制隧道后期不均匀沉降等多方面进行综合治理,主要包括:1)管片结构自防水、管片外防水;2)衬砌接缝防水;3)注浆孔、螺栓孔防水;4)隧道与车站端头井、旁通道防水;5)管片制作的强度、精度,盾构施工拼装质量及其他现场管理等方面的综合治理。6号线区间隧道及旁
3、通道采用高于二级的防水标准,即每昼夜渗水量不大于0.06L/m2,每昼夜任意100m2渗水量隧道顶部不允许滴水,侧墙表面允许有少量、偶见湿渍,隧道内表面的潮湿面积4/1000的总内表面积,任意100m2湿渍不超过4点,任一湿渍面积0.15m2;衬砌接头不允许漏泥沙和滴漏,拱底块在嵌缝作业后不允许有渗水。3管片结构自防水和制作精度3.1管片结构自防水结构自防水是首选的防水措施,主要方法为管片材料采用防水混凝土。6号线区间管片采用了耐久性较好的高性能自防水混凝土,通过外掺剂改性提高混凝土的抗渗性。混凝土管片抗渗等级S10,同时还要求检测管片混凝土的渗透系数或氯离子扩散系数,使管片混凝土抗渗系数51
4、0-13m/s,氯离子扩散系数810-9cm2/s。在有腐蚀性介质或隧道埋深较深的地层中,需在管片外弧面涂刷外防水涂层,以保证管片混凝土渗透系数510-14m/s,氯离子扩散系数210-9cm2/s(涂刷后检测)。混凝土管片衬砌每两环需取一块管片进行检漏试验,即在0.8MPa水压维持3h条件下,渗水进入管片外背高度5cm。3.2挂网喷锚砼施工队Www.gdgcd.ComZXCV采用高精度管片根据国内外隧道施工实践,采用高精度钢模、提高管片精度是装配式钢筋混凝土管片防水中很重要的环节。因为如果衬砌管片制作精度差,加上衬砌拼装的累计误差,将导致衬砌接缝不密贴而出现较大的初始缝隙,此时如果接缝防水材
5、料的弹性变形量不能适应缝隙要求就会出现漏水。另外,当衬砌制作精度不够时,衬砌容易在盾构推进时被顶碎和崩落,从而导致漏水。因此6号线对管片制作精度提出了要求:单块检验允差:宽度0.5mm,弧弦长1.0mm,管片外半径0～2mm,内半径1mm,螺栓孔直径与孔位1mm;整环拼装检验:相邻环环面间隙不得大于1.0mm,纵缝相邻块块间隙不得大于0～2mm(纵缝内需垫压缩至2mm厚的传力衬垫),对应的环向螺栓孔不同轴度小于1mm。4管片接缝防水管片接缝防水包括管片间的弹性密封垫防水、隧道内侧相邻管片间的嵌缝密封防水以及必要时向接缝内注浆等,弹性密封垫防水最重要也最可靠,是接缝防水的重点[1]。4.1挂网喷
6、锚砼施工队Www.gdgcd.ComZXCV弹性密封垫防水国际上常用的弹性密封垫主要有两大类型[2]:一种是以欧洲为代表的谢斯菲尔德型非膨胀合成橡胶,靠弹性压密,以接触面压应力来止水,以耐久性见长;另一种是以日本为代表的遇水膨胀橡胶,靠其遇水膨胀后的膨胀压来止水,其特点是密封材料较薄、施工方便,但耐久性尚待验证。上海地铁经过长期实践,在接缝防水上主要采用将两者相结合的复合型弹性密封垫型式。与地铁一、二号线采用的氯丁橡胶和遇水膨胀橡胶的复合型弹性密封垫不同,6号线防水设计中,采用了多孔特殊断面三元乙丙橡胶(其技术指标见表1)与遇水膨胀橡胶(其技术指标见表2)复合的框形弹性密封垫(见图2)。采用三
7、元乙丙胶作为接缝弹性密封垫的主材料,其优点有[3]:1)应力松弛较氯丁、丁苯、天然胶都低。根据阿累尼乌斯公式热老化试验,其100a的松弛值为12%,比氯丁橡胶小。2)低温不发生晶格变密、材料发硬、压缩应力剧增的现象。而氯丁橡胶结晶温度为5℃挂网喷锚砼施工队Www.gdgcd.ComZXCV,上述现象明显,致使冬季施工时送下井的管片若马上拼装,橡胶密封垫难以还暖转软,压应力剧升,密封垫沟槽外沿混凝土
