地铁暗挖隧道渗漏原因分析及抗裂防水混凝土的质量控制.doc

地铁暗挖隧道渗漏原因分析及抗裂防水混凝土的质量控制
[摘要] 结合北京地铁五号线暗挖隧道的防水混凝土施工控制措施, 分析了地下施工的防水混凝土质量控制措施,并针对混凝土施工中存在抗离析能力、坍落度等重点与难点问题提出了几点建议。[关键词] 地铁隧道暗挖抗裂防水混凝土质量控制建议
1 概述
随着城市基础建设的发展,地下工程建设项目在各大城市日趋增多,但混凝土结构的抗裂防水问题一直是困扰地下工程的难题之一。改革近10年来,随着城市化进程的飞速发展,城市地铁先后在北京、上海、广州、深圳等各大城市开始修建,地铁工程对防水的要求越来越高。虽然近年来我们在地下工程的建设中不断加大对混凝土结构抗裂防水的研究和投入,取得了许多宝贵的经验,但地下工程的渗漏水现象仍常有发生,尤其是在城市地铁的暗挖隧道方面尤为严重,防水问题还未得到根本的解决。本文作者结合自己在地铁方面的工作经历,在参考以往有关文献的基础上,经过分析认为地铁暗挖隧道由于混凝土工艺性能上客观存在的原因,提出了抗裂防水混凝土的质量控制措施,以保证混凝土结构达到抗裂防水要求。
2 以往工程二次衬砌结构渗漏情况、原因分析和经验
渗漏情况
深圳地铁当二次衬砌施工完成到150m左右时,其结构开始出现渗水现象,并随着施工长度的加长,尤其是接口的封闭,随着地下水位的增高,渗漏现象日趋严重。经统计发现:二次衬砌结构渗漏部位主要集中在三处:环向施工缝、边墙混凝土灌注窗口下方、混凝土间隙灌注时发生的间隙缝。
原因分析
2 .2 .1 对防水的关键认识不清
防水设计、防水材料和防水施工是地下工程防水紧密联系的三个环节,只有三个环节都做好,才能取得满意的防水效果。为什么在结构施工完成后,防水却很难满足设计的要求,根据以往的施工经验来看,主要与目前的防水施工工艺有关,对于采用喷锚构筑法施工的暗挖隧道,在现阶段条件下的防水施工工艺的前提下,如何克服工艺上存在的问题,提高施工质量是有效解决防水问题的关键。
全包防水层未起到防水作用
,铺设方式为无钉铺设,双焊缝焊接。但二次衬砌结构仍出现了渗漏现象,究其原因,主要有以下几个方面:(1)防水板施工过程中,对不能采用双焊缝焊接的部位(如拐角处、破损处等),采用的手工热融焊接,实际上这种焊缝的质量是满足不了防水焊缝的密封要求。而且对于采用手工热融焊接的防水板是不能够检测的,而该种焊接质量又往往难以保证。(2)防水层在施工过程中被损坏的几率很大:在钢筋绑扎焊接施工过程中,易被钢筋端头刺穿、易被焊碴烧穿;立模、拆模施工过程中,也易损坏防水板;混凝土灌注过程中,粗集料易刺穿防水板;基面的尖锐物、无纺布的射钉未处理平等均易损坏无纺布。(3)防水板在高水头的静水压作用下,只要防水板有一处破损,地下水就会通过破损处渗入到防水板与二次衬砌混凝土之间,使防水板失效,且对漏水处的混凝土造成一定的影响。另外,防水板在自身施工过程中破损之处较少能够修补;在钢筋施工过程中,发现的破损之处勉强能够修补;在立模、拆模施工过程中发现的破损之处就很难修补;在灌注混凝土施工过程中发现的破损之处根本就不能修补。
防水混凝土的密实度
防水混凝土是混凝土结构防水中最关键的一步。混凝土是一种非均质材料,其内部存在着许多大小不同的孔隙,水的渗透就是通过这些孔隙进行的。防水混凝土就是通过调整混凝土配合比及外加剂来提高自身密实度,从而达到抗渗性能,满足防水的要求。
防水混凝土的防水质量受配合比、施工工艺、养护条件等施工因素影响很大。

通过以上对采用喷锚构筑法施工的隧道防水的实际分析,结合深圳地铁隧道的漏水情况及治水效果,认为地下工程中防水的关键是如何提高混凝土的密实度,使混凝土结构达到自防水的目的。要达到这个目的,一方面,设计上应对砼板体进行合理分段、分块设置诱导缝,以使砼板体能通过诱导缝释放变形产生的附加应力;另一方面,采用补偿收缩防水混凝土代替普通防水混凝土,不但可以减少砼在各龄期的收缩值,更主要的是,它使砼在硬化过程中推迟了收缩的产生时间,提高了砼抵抗收缩应力的能力,从而减少了收缩裂缝的数量。补偿收缩混凝土还能提高混凝土的密实度、抗拉强度和耐久性。­
3 地铁五号线概况
工程概况
北京地铁5号线于2004年初全线开始修建,预计2006年建成通车。该线呈南北走向,区间隧道为双洞双线椭圆形结构,除大部分车站为明挖外,其余均采用喷锚构筑法暗挖施工。地铁五号线结构防水是根据工程地质和水文地质条件、车站结构特点、施工方法和使用要求等因素进行设计和施工的,遵循“以防为主、防排结合、刚柔相济、多道防线、因地制宜、综合