城市地铁矿山法隧道防水施工技术研究 郭超琦

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:郭超琦
[导读] 摘要:随着我国经济的快速发展和科技的突飞猛进中,地铁隧道的发展尤为快速。
        中铁三局集团桥隧工程有限公司  四川成都  610000
        摘要:随着我国经济的快速发展和科技的突飞猛进中,地铁隧道的发展尤为快速。隧道渗漏水的问题,将造成隧道整体结构受到一定程度的损害,所以加强修补处理十分重要。隧道防水施工技术可以确保整个地铁工程的施工质量,本文主要基于作者实际工作经验,隧道在地铁矿山法的防水施工,希望对相关从业人员有所帮助。
        关键词:防水技术;矿山法;区间隧道
        引言
        地铁矿山法施工区间内的防水问题受到行业广泛关注,该工法开挖断面灵活,占地面积小,可解决盾构法无法施工区间渡线、交叉渡线、折返线、停车线、联络线及区间范围内无法避让地下障碍物等问题,与明挖法相比,可避免城市房屋拆迁、交通改道、市政管线迁改等方面的问题。然而,从目前已完成的地铁区间隧道来看,矿山法施工的隧道结构渗漏水现象较其他两种工法更为严重。因此,在地铁矿山法施工区域内,要科学规划隧道施工项目,技术人员要合理制定工程施工方案,深入研究隧道工程防水问题,提升地铁矿山法施工区域的应用性能,从而避免施工过程中出现安全隐患问题,从而确保隧道运行的安全性。
        1 城市矿山法隧道的环境和特点
        由于矿山法施工的区间隧道所处环境复杂,深浅不一,较多部分处于各种沙土,岩石,风化程度较大而硬度较小的岩石层中。另外,地下的水位往往比较高,储水量较大,而恰巧地铁一般都建于繁华的都市之内,地面的道路错综复杂,相互交织,建筑物较为密集,地下管道的线路比较繁杂,所以对于地面及地下的要求都比较严格。如果隧道施工设计的不到位,就不能完全掌握其地质条件的情况,对于复杂地质就不能进行有效防治。例如,沿线隧道地层属于富含水地层,局部或者有断裂带,地表水大量渗入地表层或裂隙带区域。在原始地层中产生空隙,破坏原始地下水平衡,并改变地下地下水径流的方向,使得地下水向开挖后的隧道形成局部压力。
        2地铁矿山法施工区间隧道渗水原因分析
        2.1初期支护不够合理
        在地铁矿山法施工过程中,为了保证隧道结构的安全性、可靠性,需先进行初期支护。初期支护容易受地质条件、开挖质量、地下水等因素影响,造成初期支护不密实,初支与围岩间存在空腔。另外,初期支护喷射混凝土的配合比、喷射混凝土工人操作水平,都会对初期支护质量产生一定的影响,稍有不慎,就会造成隧道初期支护渗漏问题,影响结构稳定性。
        2.2防水板全封闭作用没有得到充分发挥
        (1)对防水板进行具体施工过程中,因为机械焊接的位置不合理,焊接过程中使用的材料熔点比较高,导致机械焊接位置质量不能满足密封需要,导致防水板使用过程中出现渗水现象,导致矿山法施工区间防水性能下降。(2)因为防水板的刚度较大,增加了操作难度,初期施工中不能进行有效密贴,采用不同类型的防水板,其存在的性能也存在一定不同之处,给防水功能也带来影响。(3)地铁矿山法具体施工过程中,区间隧道防水施工所使用的防水板会因为人为因素和自然因素等影响,这就在一定程度上降低了其性能,且还有可能会引发渗水现象。与此同时,因为地下水流入,若防水板破损,则出现渗水问题,这对隧道顺利安全的运行带来不利影响。此外,防水板使用过程中,若出现破损现象,修复不是十分容易,为后期防渗工作带来不利影响。
        2.3实践中的防水混凝土施工不当
        基于防水混凝土的地铁矿山法施工区间隧道,有利于优化隧道防水性能,使得其应用中的渗漏水问题发生率下降,从而保持隧道良好的应用效果及功能特性。但是,实践中因防水混凝土施工不当,则会对隧道防水性能造成不利的影响,可能会缩短其使用年限。具体表现为:(1)由于混凝土内部本身存在着一定数量的细微空隙,会使水通过这些空隙进入混凝土内部,可能会影响防水混凝土性能,使得其在地铁矿山法施工区间隧道防水应用中的实际作用发挥不充分;(2)在防水混凝土应用过程中,由于相关施工人员对其功能特性了解少,且在施工中未能充分考虑行业技术规范要求,使得防水混凝土的使用功能受到了影响,降低其防水性能的同时影响着地铁矿山法施工区间隧道防水效果,加大了这类隧道的应用风险;(3)地铁矿山法施工区间隧道防水混凝土应用过程中,因其施工过程控制不当,使得影响防水混凝土性能的因素处理不及时,致使其实践应用水平下降,从而引发了施工区间隧道防水问题。
        3地铁施工工程质量控制中防水技术的作用
        3.1防水技术的应用能有效预防地下水的渗透和侵蚀
        地铁站施工和投入使用的过程中,往往会受到地下水渗透和侵蚀的影响和危害,因为,地下水在发生渗透和侵蚀时,会造成工程的损耗和损伤较大。相较于其他,对地铁施工机器设备以及地铁行驶时的平稳和安全影响较小,如果损伤程度较为严重,可能会导致整体工程结构受到破坏,那么广大群体的安全也可能受到威胁,但是如果可以较好的运用防水技术,便可以极大地预防,阻止在地铁施工时地下水的大量产生,从而可以有效地预防地下水的渗透和侵蚀的危害。


        3.2防水技术的应用能有效确保地铁结构的不渗不漏
        防水技术是地铁施工建筑的一项重要环节和主要措施,所以要想达到较为良好的防水效果,首先必须保持地铁施工环境的良好,因为,地铁的运行工作时间比较长,所以往往在这种情况下,一旦发生渗水漏水等情况,就会给正在运行的列车带来极大的安全隐患和损伤,其稳定性也会受到影响,所以在地铁施工结构工程中应用防水技术是必要的,可以极大地确保地铁结构的安全稳定,减少渗水漏水的情况发生。
        3.3防水技术的应用能有效降低工程的施工成本
        作为地铁施工建筑中最为重要的环节,防水技术应用之后会在很大程度上保证地铁施工工程的安全稳定性,以及经久耐用,还可以最大程度地确保地铁施工的工程质量,所以在施工过程中运用防水技术是必要的。因为防水技术在目前是较为科学的方法,在地铁施工过程中采用此方法,可以达到节约经济资源,保证工程质量,保证群众生命安全等目的,并且还能尽可能的节约,降低施工成本。
        4地铁矿山法施工区间隧道防水措施
        4.1 合理设置初期的支护结构
        由于隧道初期支护应用喷射防水混凝土和金属锚杆或网构钢架、钢筋网,可有效提升地铁矿山法施工区域隧道基础结构的稳定性,为防止隧道初期支护结构中出现渗水情况,要对其进行科学合理的设置,首先,根据隧道施工过程中初期支护结构基本性能,在采用喷射防水混凝土支护方式时,要严格根据相关行业标准进行科学设置,同时要依据地铁矿山法施工区间隧道防水性能具体要求,科学设置施工过程中需要的初期支护结构,从而尽可能降低渗水问题出现概率;其次,二次衬砌混凝土施工过程中,要采取科学引排措施,防止初期支护出现渗漏水问题,从而将渗漏水对初期支护结构的影响降到最低,从而提高地铁矿山法施工区间隧道防水性能。与此同时,在处理隧道防水问题时,要充分分析防水问题,通过借鉴相关经验,保证隧道防水施工顺利开展。
        4.2 重视防水板合理使用,设置好隔离层
        在提升地铁矿山法施工区域隧道防水性能时,为确保防水板应用效果,要重视防水板应用,同时科学设置防水层,首先,根据地铁矿山法施工区间隧道防水施工具体状况,要尽可能选用抗压强度大,延展性、柔韧性较大,结实耐用的防水材料,选用性价比高的防水板,同时在相关施工方案和技术标准指导下,做好防水板渗漏水问题处理,以满足隧道防水施工标准;其次,设置地铁矿山法施工区间隧道隔离层,确保二次衬砌混凝土在初凝期间充分发挥防水作用,同时要严格控制隔离层厚度,保证二次衬砌和初期支护在隧道工程施工中达到预期效果。
        4.3 注重防水混凝土施工过程控制
        首先,通过充分掌握防水混凝土性能,将施工过程控制严格落实到实处,同时要重视施工细节处理,确保在地铁矿山法施工区间隧道中运用防水混凝土能充分发挥防水效果;其次,当二次衬砌混凝土达到一定强度后,根据水泥砂浆和注浆管等标准,合理开展注浆作业,保证防水混凝土性能达到相关标准要求,进而确保隧道防水性能。
        5结合地铁隧道矿山法施工与地面沉降控制的建议
        地铁隧道采用矿山法施工时,为控制地表和管线沉降,在地下隧道内采取措施应技术可靠、确保工程安全、成本经济。但同时必须采取多项措施综合治理,如超短进尺、小断面开挖、超前注浆、控制爆破,有条件时提前施工二次衬砌等,综合使用方可达到控制效果。如果在隧道通过的地层有砂层存在,则砂层地段与非砂层地段相比,前者的地表沉降值比后者要大,而且前者地表沉降的持续时间比后者要长。对跨度/埋深<2的浅埋地铁隧道,建议:①砂层地段,距离开挖面20m时就应提前进行初始地表沉降的数据采集,而且监测持续时间应不少于6个月。②非砂层地段,距离开挖面10m时就应提前进行初始地表沉降的数据采集,而且监测持续时间应不少于3个月。
        结束语
        总之,地铁隧道工程的防水过程是地铁隧道施工过程中的一项尤为重要的内容,特别当在地铁隧道的施工时所设立的变形缝、施工缝、诱导缝常常出现渗漏水的现象时,我们就更应该特别的重视地铁隧道项目施工过程中的防水方法,只有这样,才能更有效的避免地铁隧道出现渗水现象,从而保地铁隧道施工在变形缝处理与施工缝处理之后,能够顺利的进行。
        参考文献:
        [1]吴倩.地铁隧道矿山法施工技术的应用.住宅与房地产,2019(23).
        [2]何靖.地铁矿山法施工区间隧道防水问题的探讨[J].智能城市,2018,4(08):123-124.
        [3]向志华.地铁矿山法施工隧道坍塌原因分析及预防处理对策.低碳世界,2019(32).
        [4]曹国旭,沈奇.地铁矿山法区间隧道下穿大型市政排水箱涵影响分析.施工技术,2019(21).
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