北京地鐵複八線工程全長12.7km,在第四紀地層中修建,技術難度大,對防水要求標準高。本文根據近幾年地鐵複八線工程建設實踐,闡述了防水重要性及標準、防水原則、防水方法等。
關鍵詞 地下鐵道防水技術施工方法北京地鐵複八線工程是北京地鐵一號線的中段,西起複興門,東至八王墳,全長12.7km.其中地下線10餘km,地麵線近2km.該工程地下線處在永定河衝、洪積扇脊部地帶,為第四紀地層,工程地質與水文地質條件很差,圍岩自穩能力差,極易坍塌變形,屬I類圍岩。在第四紀地層中蘊藏著3層地下水,即上層滯水、qianshuihechengyashui。dabufenqujiansuidaojichezhanzhiyuqianshuihechengyashuizhong,zhebujinyaoqiujiegouyongjiufangshuizuodaodishuibulou,erqieyaojiejuehaoshigongqijianzhishuiwenti,zuodaowushuishigong,fouzegongchengnanyijinxing。yinci,yanjiujiejuehaogaigongchengdeyongjiufangshuiyushigongzhishuishiquebaogongchengjiegouwendingheyunyinganquan、及施工順利進行的關鍵。根據《地下工程防水技術規範》,確定防水標準如下:車站及機電設備集中地段按1級,不允許滲水,圍岩結構無濕漬;區間隧道按2級,不允許漏水,圍護結構可有少量的濕漬。
1北京地鐵複八線工程防治水原則
(1)總原則是以防為主,多道設防、剛柔結合、綜合整治。
(2)對區間隧道及車站采用複合式襯砌,除做好防水層施工外,強調做好二次襯砌模注混凝土自防水,抗滲等級不得小於S8.
(3)對變形縫、施工縫、穿牆管等特殊部位要采取多種加強措施。
(4)選用的防水材料及措施,要具有良好的物理性能及耐酸堿特性,要使防水層具有連續整體密封性。
(5)本著對“迷流”采用“防、排”結合的原則,做到防水與防“迷流”一體化設計和施工。
(6)做到在無水條件下進行開挖、支護和襯砌施工,本著簡便易行、效果顯著、造價低等因素選擇實踐應用證明有效的治水方法。當采用降水方案時,應考慮采取措施保護地下水資源。
2北京地鐵複八線工程防治水方法
該工程區間隧道采用淺埋暗挖修建,新建8座車站則根據所處地理位置分別采用了暗挖、蓋挖、明挖等不同的方法,但對於防治水來說卻有許多共同點:淺埋暗挖法修建的區間隧道及車站與蓋挖逆作法、明挖順作法修建的車站底板與邊牆皆采用複合式襯砌結構,頂板采用外包防水層。複合式襯砌結構除采用噴射混凝土加格柵或樁加噴射混凝土牆、地下連續牆作為初期支護外,皆遵循剛柔結合的原則,二次襯砌采用模注防水混凝土,抗滲等級>S8.在隧道與車站施工全過程中都要采取治水措施,才能保證施工順利進行。
2.1施工期間治水措施
2.1.1降排水與回灌方法
降水與回灌結合的具體作法:沿隧道或車站結構兩側施設抽水淺井和回灌深井,按比例將淺層地下水抽出,經水質化驗,如合格,則灌入40m以下的深部含水層中。這樣既可保護水資源,減少水資源浪費,還可保證隧道與車站無水施工、dimianjianzhuwujidixiaguanxiandewending。liru,tiananmendongzhancaiyonglezhezhongfangfa,suirandixiashuiweijiaogao,danshijigezuoyemianjunbaozhengwushuishigong,xiaoguoxianzhu,weitiqianwangongchuangzaoleyoulitiaojian。muqian,zhezhongfangfayizaiditiefubaxiangongchengzhongquanmiantuiguangyingyong。
2.1.2地下連續牆阻截水方法
地下連續牆作為開挖期間的止水、圍護結構,同時又可作為永久結構的一部分,主要作用在於阻截上層滯水及潛水,基坑內積水用水泵抽排。在大北窯車站、熱電廠站施工中采用厚O.6m、深約22m、C30鋼筋混凝土地下連續牆,有效阻截廠地下水及流砂,給施工創造了較好的條件。
2.1.3其他方法
洞(dong)內(nei)仆(pu)點(dian)與(yu)排(pai)水(shui)結(jie)合(he)的(de)方(fang)法(fa),以(yi)及(ji)在(zai)洞(dong)底(di)設(she)無(wu)砂(sha)混(hun)凝(ning)土(tu)管(guan)引(yin)流(liu)水(shui)到(dao)集(ji)水(shui)坑(keng)明(ming)排(pai)水(shui)方(fang)法(fa)。也(ye)在(zai)該(gai)工(gong)程(cheng)中(zhong)予(yu)以(yi)應(ying)用(yong),取(qu)得(de)了(le)較(jiao)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。但(dan)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)對(dui)水(shui)資(zi)源(yuan)會(hui)造(zao)成(cheng)浪(lang)費(fei)。
2.2永久放水方法
2.2.1複合式襯砌防水層材料的選擇
區間隧道設汁力複合式襯砌,由初期支護、防水層、二次襯砌模注混凝土構成。初期支護為鋼筋格柵加鋼筋網加噴射混凝土,厚O.25一o.30m.防水層由緩衝層和防水板(膜)組成。二次襯砌為模注防水混凝土,抗滲等級S8.
緩衝層選用較柔軟且具有相當強度的片材,以克服噴射混凝土粗糙凹凸不平的基麵對防水板(膜)的損傷。防水板(膜)除具有不透水性外,還應具有在二次襯砌灌注混凝土時承受機械作用下不致損傷的性能,具有耐久性良好、接縫處嚴密且操作簡便的特點。根據以上要求,選用防水層材料如下:
緩衝層選用聚乙烯(PE)泡沫塑料墊襯,厚度4±0.5mm;幅寬l 200±50mm;表觀密度45±5kg;拉伸強度>0.4MPa;斷裂延伸率>100%。
防水板(膜)選用以下三種材料:①LDPE膜即低密度聚乙烯膜,俗稱高壓聚乙烯)。其特點是拉伸強度、延伸率較大,比較柔軟,易於施工,在所應用塑料防水片材中價格最低,且電絕緣性好,耐酸堿,燃燒速度比EVA快,不耐陽光照射,故在地下工程中較廣使用。區間隧道防水選用其厚度為0.8mm.②EVA膜(即乙烯―醋酸乙烯共聚物膜)。其特點是拉伸強度、延伸率大,比重小;柔軟性突出,易於鋪設;電絕緣性及耐酸堿性能良好,適宜用於複合式襯砌防水層。③ECB板,係乙烯―醋酸乙烯與瀝青共聚物合成,厚度一般為1.0一2.0mm.其特點是拉伸強度、延伸率大,耐氣候性好,使用溫度範圍為一30一十12O℃,耐久性好,不易老化,不僅“可用於地下建築,也可用於屋麵。由於具有一定的抗穿刺能力,因而用於二次襯砌模注混凝土時效果更好。
目前,北京地鐵所有的LDPE膜(厚0.8mm)、EVA膜(厚0.8mm)、ECB板(厚1.2mm)
區間隧道采用鋼筋格柵加鋼筋網加噴射混凝土作初期支護。噴射混凝土厚0.3m,然後作防水層,最後施作二次襯砌模注C20防水混凝土厚0.25m.
2.2.3地鐵車站防水
(1)西單站為複合式襯砌結構。拱頂及邊牆初期支護完成後施作l道防水砂漿(摻加BR防水劑),再在其上施作焦油聚氨酯塗膜膠,底部鋪設氯化聚乙烯橡膠防水卷材。二次襯砌為模注防水鋼筋混凝土,抗滲等級S8,混凝土中摻加了具有複合膨脹性能的外加劑。
(2)天安門西站亦為複合式襯砌結構。初期支護完成後,鋪設緩衝層一―PE泡沫塑料墊襯(厚4mm),然後來用熱合工藝鋪設EVA膜(厚0.8mm),待防水層作完後,立即澆注防水鋼筋混凝土,混凝土中摻加FS―I型多功能防水劑。
(3)王府井車站、東單站的防水基本同於天安門西站的作法。
(4)天安門東站、水安裏站及大北窯站均用蓋挖逆作法修建。頂板覆土層厚<2m,乃受地表水及上層滯水影響。為使防水可靠,頂板防水鋼筋混凝土灌築完畢後,在其上塗聚合物水泥漿2道,然後用20mm厚防水水泥砂漿作為找平層,再在其上鋪設防水卷材和細石混凝土保護層。防水卷材用兩種:天安門東站、大北窯站選用1.2mm厚丁基橡膠防水卷材,施作2層;水安裏站采用了2層各4mm厚的SBS改性瀝青防水卷材。
(5)redianchangzhanweidixialianxuqiangzhihumingwashunzuofaxiujian,caiyongfuheshichenqijiegou,danlianxuqiangyuneichenmozhuhunningtujianbuyongrouxingfangshuipiancai,ercaiyongshuinifangshuijiang;頂板施作丁基橡膠防水卷材;底板鋪設2層各3mm厚SBS改性瀝青防水卷材。
2.2.4加強對結構變形縫、施工縫的處理
根據地鐵工程特點,為使變形縫滿足密封防水、適應變形、施(shi)工(gong)方(fang)便(bian)等(deng)要(yao)求(qiu),采(cai)用(yong)複(fu)合(he)型(xing)橡(xiang)膠(jiao)止(zhi)水(shui)帶(dai),即(ji)在(zai)變(bian)形(xing)縫(feng)部(bu)位(wei),現(xian)澆(jiao)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)間(jian)埋(mai)入(ru)橡(xiang)膠(jiao)止(zhi)水(shui)帶(dai),然(ran)後(hou)在(zai)縫(feng)內(nei)側(ce)用(yong)雙(shuang)組(zu)分(fen)聚(ju)硫(liu)橡(xiang)膠(jiao)嵌(qian)縫(feng),最(zui)後(hou)在(zai)預(yu)留(liu)槽(cao)內(nei)嵌(qian)入(ru)聚(ju)氨(an)酪(lao)塗(tu)膜(mo)膠(jiao)和(he)遇(yu)水(shui)膨(peng)脹(zhang)橡(xiang)膠(jiao)複(fu)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)止(zhi)水(shui)條(tiao),即(ji)氯(lv)丁(ding)橡(xiang)膠(jiao)和(he)遇(yu)水(shui)膨(peng)脹(zhang)橡(xiang)膠(jiao)複(fu)合(he)形(xing)成(cheng)止(zhi)水(shui)條(tiao),寬(kuan)30mm,厚l0mm.
2.2.5防水效果初析
該工程目前正在緊張施工。西單站東折返線工程於l 992年lO月完工並交付使用,熱電廠站及水安裏車站主體土建結構分別於1994年底和1995年3月相繼完成。天安門東站主體土建結構於l 995年底完成。已完工車站及區間隧道的防水效果初析如下:
①複合式襯砌結構防水層不宜采用塗料類材料。由於隧道內初期支護(即使塗了找平防水砂漿)基麵不平整,並且有浮灰及潮濕,塗料防水層fuzhelicha,xingchengliangcengpi。zaishiyongjixiehuorengongtushuaricundouyoubobujunxianxiang,zhiliangnanyibaozheng。ruxidanzhancaiyongjiaoyoujuanlao,bufenweizhifangshuixiaoguobulixiang。
②複(fu)合(he)式(shi)襯(chen)砌(qi)結(jie)構(gou)防(fang)水(shui),采(cai)用(yong)塑(su)料(liao)防(fang)水(shui)片(pian)材(cai)效(xiao)果(guo)較(jiao)好(hao),其(qi)光(guang)滑(hua)的(de)表(biao)麵(mian)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)減(jian)少(shao)初(chu)期(qi)支(zhi)護(hu)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)凹(ao)凸(tu)不(bu)平(ping)對(dui)二(er)次(ci)襯(chen)砌(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)約(yue)束(shu)力(li),避(bi)免(mian)二(er)次(ci)襯(chen)砌(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)產(chan)生(sheng)裂(lie)縫(feng)。如(ru)西(xi)單(dan)站(zhan)東(dong)折(zhe)返(fan)線(xian)隧(sui)道(dao)采(cai)用(yong)LDPE膜(厚0.65mm)作為防水層,效果甚好,未發生滲漏。
③地下連續牆支護明挖順作法修建車站,連續牆與內襯混凝土的防水作法值得深入研究
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