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北京地鐵復(fù)八線工程防水技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2014-08-09

北京地鐵復(fù)八線工程全長12.7km,在第四紀(jì)地層中修建,技術(shù)難度大,對(duì)防水要求標(biāo)準(zhǔn)高。本文根據(jù)近幾年地鐵復(fù)八線工程建設(shè)實(shí)踐,闡述了防水重要性及標(biāo)準(zhǔn)、防水原則、防水方法等。
  關(guān)鍵詞    地下鐵道防水技術(shù)施工方法北京地鐵復(fù)八線工程是北京地鐵一號(hào)線的中段,西起復(fù)興門,東至八王墳,全長12.7km.其中地下線10余km,地面線近2km.該工程地下線處在永定河沖、洪積扇脊部地帶,為第四紀(jì)地層,工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件很差,圍巖自穩(wěn)能力差,極易坍塌變形,屬I類圍巖。在第四紀(jì)地層中蘊(yùn)藏著3層地下水,即上層滯水、潛水和承壓水。大部分區(qū)間隧道及車站置于潛水和承壓水中,這不僅要求結(jié)構(gòu)永久防水做到滴水不漏,而且要解決好施工期間治水問題,做到無水施工,否則工程難以進(jìn)行。因此,研究解決好該工程的永久防水與施工治水是確保工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和運(yùn)營安全、及施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵。根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》,確定防水標(biāo)準(zhǔn)如下:車站及機(jī)電設(shè)備集中地段按1級(jí),不允許滲水,圍巖結(jié)構(gòu)無濕漬;區(qū)間隧道按2級(jí),不允許漏水,圍護(hù)結(jié)構(gòu)可有少量的濕漬。

  1北京地鐵復(fù)八線工程防治水原則

 。1)總原則是以防為主,多道設(shè)防、剛?cè)峤Y(jié)合、綜合整治。

 。2)對(duì)區(qū)間隧道及車站采用復(fù)合式襯砌,除做好防水層施工外,強(qiáng)調(diào)做好二次襯砌模注混凝土自防水,抗?jié)B等級(jí)不得小于S8.

 。3)對(duì)變形縫、施工縫、穿墻管等特殊部位要采取多種加強(qiáng)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(xù)整體密封性。

 。5)本著對(duì)“迷流”采用“防、排”結(jié)合的原則,做到防水與防“迷流”一體化設(shè)計(jì)和施工。

  (6)做到在無水條件下進(jìn)行開挖、支護(hù)和襯砌施工,本著簡便易行、效果顯著、造價(jià)低等因素選擇實(shí)踐應(yīng)用證明有效的治水方法。當(dāng)采用降水方案時(shí),應(yīng)考慮采取措施保護(hù)地下水資源。

  2北京地鐵復(fù)八線工程防治水方法

  該工程區(qū)間隧道采用淺埋暗挖修建,新建8座車站則根據(jù)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(duì)于防治水來說卻有許多共同點(diǎn):淺埋暗挖法修建的區(qū)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墻皆采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu),頂板采用外包防水層。復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)除采用噴射混凝土加格柵或樁加噴射混凝土墻、地下連續(xù)墻作為初期支護(hù)外,皆遵循剛?cè)峤Y(jié)合的原則,二次襯砌采用模注防水混凝土,抗?jié)B等級(jí)>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(jìn)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(jié)合的具體作法:沿隧道或車站結(jié)構(gòu)兩側(cè)施設(shè)抽水淺井和回灌深井,按比例將淺層地下水抽出,經(jīng)水質(zhì)化驗(yàn),如合格,則灌入40m以下的深部含水層中。這樣既可保護(hù)水資源,減少水資源浪費(fèi),還可保證隧道與車站無水施工、地面建筑物及地下管線的穩(wěn)定。例如,天安門東站采用了這種方法,雖然地下水位較高,但十幾個(gè)作業(yè)面均保證無水施工,效果顯著,為提前完工創(chuàng)造了有利條件。目前,這種方法已在地鐵復(fù)八線工程中全面推廣應(yīng)用。

  2.1.2地下連續(xù)墻阻截水方法

  地下連續(xù)墻作為開挖期間的止水、圍護(hù)結(jié)構(gòu),同時(shí)又可作為永久結(jié)構(gòu)的一部分,主要作用在于阻截上層滯水及潛水,基坑內(nèi)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(xù)墻,有效阻截廠地下水及流砂,給施工創(chuàng)造了較好的條件。

  2.1.3其他方法

  洞內(nèi)仆點(diǎn)與排水結(jié)合的方法,以及在洞底設(shè)無砂混凝土管引流水到集水坑明排水方法。也在該工程中予以應(yīng)用,取得了較好的效果。但這種方法對(duì)水資源會(huì)造成浪費(fèi)。

  2.2永久放水方法

  2.2.1復(fù)合式襯砌防水層材料的選擇

  區(qū)間隧道設(shè)汁力復(fù)合式襯砌,由初期支護(hù)、防水層、二次襯砌模注混凝土構(gòu)成。初期支護(hù)為鋼筋格柵加鋼筋網(wǎng)加噴射混凝土,厚O.25一o.30m.防水層由緩沖層和防水板(膜)組成。二次襯砌為模注防水混凝土,抗?jié)B等級(jí)S8.

 


  緩沖層選用較柔軟且具有相當(dāng)強(qiáng)度的片材,以克服噴射混凝土粗糙凹凸不平的基面對(duì)防水板(膜)的損傷。防水板(膜)除具有不透水性外,還應(yīng)具有在二次襯砌灌注混凝土?xí)r承受機(jī)械作用下不致?lián)p傷的性能,具有耐久性良好、接縫處嚴(yán)密且操作簡便的特點(diǎn)。根據(jù)以上要求,選用防水層材料如下:

  緩沖層選用聚乙烯(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(qiáng)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(diǎn)是拉伸強(qiáng)度、延伸率較大,比較柔軟,易于施工,在所應(yīng)用塑料防水片材中價(jià)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(qū)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(diǎn)是拉伸強(qiáng)度、延伸率大,比重;柔軟性突出,易于鋪設(shè);電絕緣性及耐酸堿性能良好,適宜用于復(fù)合式襯砌防水層。③ECB板,系乙烯—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(diǎn)是拉伸強(qiáng)度、延伸率大,耐氣候性好,使用溫度范圍為一30一十12O℃,耐久性好,不易老化,不僅“可用于地下建筑,也可用于屋面。由于具有一定的抗穿刺能力,因而用于二次襯砌模注混凝土?xí)r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(qū)間隧道采用鋼筋格柵加鋼筋網(wǎng)加噴射混凝土作初期支護(hù)。噴射混凝土厚0.3m,然后作防水層,最后施作二次襯砌模注C20防水混凝土厚0.25m.

  2.2.3地鐵車站防水

  (1)西單站為復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。拱頂及邊墻初期支護(hù)完成后施作l道防水砂漿(摻加BR防水劑),再在其上施作焦油聚氨酯涂膜膠,底部鋪設(shè)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?jié)B等級(jí)S8,混凝土中摻加了具有復(fù)合膨脹性能的外加劑。

  (2)天安門西站亦為復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。初期支護(hù)完成后,鋪設(shè)緩沖層一—PE泡沫塑料墊襯(厚4mm),然后來用熱合工藝鋪設(shè)EVA膜(厚0.8mm),待防水層作完后,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于天安門西站的作法。

  (4)天安門東站、水安里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筑完畢后,在其上涂聚合物水泥漿2道,然后用20mm厚防水水泥砂漿作為找平層,再在其上鋪設(shè)防水卷材和細(xì)石混凝土保護(hù)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;水安里站采用了2層各4mm厚的SBS改性瀝青防水卷材。

  (5)熱電廠站為地下連續(xù)墻支護(hù)明挖順作法修建,采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu),但連續(xù)墻與內(nèi)襯模注混凝土間不用柔性防水片材,而采用水泥防水漿;頂板施作丁基橡膠防水卷材;底板鋪設(shè)2層各3mm厚SBS改性瀝青防水卷材。

  2.2.4加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)變形縫、施工縫的處理

  根據(jù)地鐵工程特點(diǎn),為使變形縫滿足密封防水、適應(yīng)變形、施工方便等要求,采用復(fù)合型橡膠止水帶,即在變形縫部位,現(xiàn)澆混凝土中間埋入橡膠止水帶,然后在縫內(nèi)側(cè)用雙組分聚硫橡膠嵌縫,最后在預(yù)留槽內(nèi)嵌入聚氨酪涂膜膠和遇水膨脹橡膠復(fù)合在一起的止水條,即氯丁橡膠和遇水膨脹橡膠復(fù)合形成止水條,寬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于l 992年lO月完工并交付使用,熱電廠站及水安里車站主體土建結(jié)構(gòu)分別于1994年底和1995年3月相繼完成。天安門東站主體土建結(jié)構(gòu)于l 995年底完成。已完工車站及區(qū)間隧道的防水效果初析如下:

 、購(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)防水層不宜采用涂料類材料。由于隧道內(nèi)初期支護(hù)(即使涂了找平防水砂漿)基面不平整,并且有浮灰及潮濕,涂料防水層附著力差,形成兩層皮。在使用機(jī)械或人工涂刷日寸都有薄不均現(xiàn)象,質(zhì)量難以保證。如西單站采用焦油聚氨酪,部分位置防水效果不理想。

 、趶(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)防水,采用塑料防水片材效果較好,其光滑的表面能有效地減少初期支護(hù)的混凝土表面凹凸不平對(duì)二次襯砌混凝土的約束力,避免二次襯砌混凝土產(chǎn)生裂縫。如西單站東折返線隧道采用LDPE膜(厚0.65mm)作為防水層,效果甚好,未發(fā)生滲漏。

  ③地下連續(xù)墻支護(hù)明挖順作法修建車站,連續(xù)墻與內(nèi)襯混凝土的防水作法值得深入研究


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