北京城市铁路双连拱隧道防排水综合施工技术

北京城市铁路双连拱隧道防排水综合施工技术\""第一章前言\第二章工程概况\第三章防排水系统简介\第节防水系统\第节排水系统\第节变形缝、施工缝的防水\第四章防排水系统的施工\第节结构基面的处理\第节闭孔泡沫塑料衬垫的施工\第节高分子合成树脂防水板的施工\第节隧道排水系统的施工\第节变形缝、施工缝防水层的施工\第节二次衬砌防水混凝土的施工\第节二次衬砌背后回填注浆\第五章有关辅助施工措施\第节二次衬砌混凝土钢筋的冷挤压连接\第节防水砂浆\第节其它爱护措施\前言北京都市铁路为一条都市半环线,线路要紧采纳地上高架桥型式,而本工程为全线唯独的地下区间隧道。该区间隧道地质情形复杂,地下水位较高,且由于隧道为双连拱结构型式,施工工序繁多,施工缝、沉降缝及天梁等专门节点较多,因此,如何形成有效的防排水系统,就成为本工程施工的关键。工程概况北京都市铁路地下区间隧道位于北京市二环路的东北部,全长.,埋深～,局部地表有土丘地段的埋深达到。断面型式为双连拱隧道、钢筋混凝土结构,典型断面开挖宽度为.,开挖高度为.,采纳浅埋暗挖中洞法开挖、复合式衬砌。施工步序繁多,要紧为中洞分部开挖支护→施作中洞防水层、中隔墙衬砌→左、右侧洞分部开挖支护→破除中洞初支、施作侧洞防水层和二次衬砌,具体如图所示。本工程地层变化复杂,由地表向下依次为人工堆积层、杂填土层、素填土层、粘质粉土层、粉质粘土层、砂质粉土层、粉细砂层、细中砂层、圆砾层等。地下水状况:上层滞水水位埋深.～.,赋存于杂填土层,要紧补给来源为大气降水的垂直渗透与管道渗漏;潜水水位南低北高,水位埋深～.至.～.,高出隧道开挖拱顶,要紧补给来源为侧向径流;承压水水头埋深,隧道底板局部地段位于承压水位以下。图　隧道施工步序示意　　依照本工程的工程地质和水文地质条件,在开挖施工过程中受上层滞水和潜水阻碍严峻,基槽涌水量较大,极易发生流砂、塌方,因此须采取管井降水治理。井位布置在隧道及竖井外侧.～.处,井间距.左右,以不侵犯工程结构和躲开地面建筑和地下管线为准。就本工程防排水系统而言,最不利地段为长的穿越护城河段和长的斜穿盖板河段。防排水系统简介本工程防排水系统的施工遵循〝以防为主、防排结合、多道防线、刚柔相济、因地制宜、综合治理〞的原那么,设计防水等级为二级,即隧道衬砌不承诺漏水,能够有少量、偶见的湿渍。地下区间隧道防排水系统设置见图。图　隧道防排水系统示意防水系统地下区间隧道采纳复合式衬砌结构,防水采纳三道防线。第一道防线:初期支护加背后注浆。第二道防线:设置.厚高分子合成树脂防水卷材及厚闭孔泡沫塑料衬垫做为夹层防水层。第三道防线:二次模筑防水混凝土衬砌,采纳微膨胀补偿收缩防水混凝土,即掺适量单一型混凝土外加剂,抗渗等级不小于.。排水系统由于本工程为暗挖法施工,地下水较丰富,施工工况复杂,防水层的预留搭接较多,结构的施工缝也较多,在施工时期对防水卷材可能造成破坏,为确保区间在无渗漏的情形下营运,故在防水层和二次衬砌之间采纳隧道专用型塑料盲管作为排水系统。排水系统的具体设置为:在拱顶与边墙交界处、边墙与仰拱施工缝处、侧洞拱顶与中洞拱顶施工缝处设置三道纵向排水盲管;在边墙上每设一道环向排水盲管,与各纵向盲管相连,并将渗水引出漫流至道床上。变形缝、施工缝的防水()变形缝本隧道每隔～设置一道变形缝,缝宽30mm。在结构内部的中部设置埋入式橡胶止水带,结构内侧(背水面)预留×的凹槽,待变形缝两侧的混凝土浇注完并养护完毕,在缝内用双组份聚硫橡胶密封膏嵌缝,在凹槽内固定厚钢板做成〝〞型接水盒,然后用聚合物水泥砂浆把凹槽填实抹平。其具体设置详见图、图。图　隧道底板变形缝防水示意()施工缝隧道施工缝分纵向和环向,就全双连拱结构而言,纵向施工缝有:天梁两侧各条,条形基础两侧各条,左、右侧洞的铺底与边墙交接处各条;环向施工缝在每组衬砌断面处。施工缝采纳在结构断面中部安放×遇水膨胀腻子条的方法进行止水。防排水系统的施工图　隧道边墙、顶板变形缝防水示意结构基面的处理()基面堵漏由于防水板铺设前不承诺结构初期支护内表面有漏水现象,因此,第一依照结构的不同部位分别进行了堵漏处理。①在中洞、侧洞拱部沿隧道纵向每一排、每排根布置<注浆管,注水泥水玻璃双液浆,注浆压力为.～.,以填充拱部初期支护背后间隙并止水,专门在中洞拱部(天梁)位置,加大注浆压力,增加注浆量,从而确保注浆范畴高出侧洞拱顶,幸免该部位日后形成积水带。②关于边墙漏水部位进行重点注浆止水处理。③关于基底出水部位依照出水量大小分别采纳注浆止水或临时引排的方法,以确保基面干燥。()基面找平①检查基面上有无钢筋、铁丝和钢管等尖锐突出物,假设有那么从根部予以割除,并在割除部位用水泥砂浆抹成圆曲面。②在中洞中线至左、右侧洞中线外的拱部范畴内,施作刚性防水兼找平层,要紧施工工序为:涂刷一道界面剂→抹防水砂浆～→搓毛→抹聚合物灰浆→二道抹平、压密、压实→洒水养护。界面剂配合比为:普硅水泥∶∶水∶防水剂∶.∶.∶.;防水砂浆配合比为:普硅水泥∶∶水∶防水剂∶中砂∶.∶.∶.;聚合物灰浆配合比为:普硅水泥∶∶水∶.∶.。③关于结构边墙依照不同情形分别处理,在渗水明显部位(如穿越护城河地段和斜穿盖板河地段)同上第②条所述施作刚性防水,在一样地段那么局部采纳∶.的水泥砂浆找平即可。④关于隧道底板基面,在有明显凸凹起伏处采纳∶.的水泥砂浆找平。⑤隧道断面变化或转弯时的阴阳角须采纳水泥砂浆抹成>的圆弧。闭孔泡沫塑料衬垫的施工隧道在初期支护和防水板之间采纳厚闭孔泡沫塑料衬垫做为防水板的缓冲层。泡沫衬垫采纳水泥钉和塑料圆垫片固定在喷射混凝土的基面上,固定点之间呈梅花形布设,固定点之间的间距为:拱部～;边墙～;底部～。衬垫之间的搭接宽度为,搭接部位采纳热风焊枪进行焊接。衬垫必须采纳环向铺设,不能拉得过紧,以免阻碍防水卷材的铺设,并在搭接部位预留许多于200mm的搭接余量。高分子合成树脂防水板的施工防水板接缝焊接是防水施工最重要的工艺,焊缝采纳双焊缝热合机将相邻两幅卷材进行热熔焊接,卷材之间的搭接宽度为,接缝为双焊缝,焊缝宽度不小于,中间留出空腔以便进行充气检查。焊接应平顺、无波浪、颜色平均、无焊焦、烧糊或夹层。进行充气检查时,充气压力为.～.,稳固时刻≮,承诺压力下降。当纵向焊缝与环向焊缝成十字相交时(十字形焊缝),事先须对纵向焊缝外的余外搭接部分齐根处削去,将台阶修理成斜面并熔平,削去的长度≥,以确保焊接质量和焊机通过顺利。铺设防水板前先在拱顶的衬垫上标出隧道纵向中心线,卷材由拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与圆垫片热溶焊接。防水层在下一时期施工前的连接部分注意加以爱护,幸免弄脏和破旧,并在搭接前将接头处擦拭洁净。分段铺设的卷材边缘部位预留至少的搭接余量。防水板采纳无钉孔铺设固定,即利用热风焊枪将裁剪好的卷材热熔粘贴在塑料圆垫片上,固定时要注意不得拉得过紧或显现大的鼓包。专门是阴阳角部位的卷材一定要与转角部位密贴,以免阻碍灌注混凝土的厚度或将卷材拉破。固定点呈梅花形布设,间距为:拱顶～;边墙～;底板～。隧道排水系统的施工本工程排水系统采纳隧道专用型塑料盲管,盲管之间的连接使用订书机状的钉勾嵌入,钉勾由<～<的不锈钢丝制成。排水盲管设在夹层防水卷材上,用盲管生产厂家提供的特制铁件固定,并采纳铁线将铁件与结构钢筋牢固捆扎。由于盲管为预埋,因此在衬砌前要做好标记,一旦衬砌台车脱模,赶忙将盲管管口掏出并清理洁净。变形缝、施工缝防水层的施工()变形缝变形缝是由于考虑结构不平均受力和混凝土结构胀缩而设置的承诺变形的结构缝隙,它是防水处理的难点,也是结构自防水中的关键环节。本区间共设置变形缝道,缝宽,防水材料选用中置橡胶止水带,聚苯板充填缝隙内部,而在变形缝口部采纳双组份聚硫橡胶密封膏封填,厚度不小于。橡胶止水带的施工要求:①按照设计要求确定止水带的准确位置及尺寸规格。②橡胶止水带安装必须用模板固定。先安装一端,浇筑混凝土,同时另一端应用厢型木板爱护,待混凝土达到一定强度后拆除模板和另一端止水带的厢型爱护。③在止水带中央圆孔的上下方混凝土基面上涂刷粘结剂并固定填缝用的聚苯板。④把另一端的止水带端头固定在钢筋上,支模浇筑混凝土。⑤施工中必须保证止水带的准确位置和混凝土的浇捣质量,保证混凝土与止水带的紧密贴合。⑥止水带的接头部位采纳现场硫化的方法,接头处选在结构应力较小的部位。()施工缝在施工过程中,水平施工缝与环向施工缝是结构自防水的薄弱环节,处理的好坏将会直截了当阻碍结构的防水质量,因此须认真做好该处的防水处理。本隧道施工缝采纳型遇水膨胀橡胶腻子条(×)进行止水。由于止水条钉设过紧容易折断,过松那么不能保证与混凝土密贴,容易造成灌注混凝土钻入止水条下部而失去止水成效,因此在施工中采纳了衬砌堵头板背面钉设适当厚度及宽度的木条,混凝土灌注后拆模时将木条一起取出,即形成一道凹槽,并配合加密了射钉的钉设间距,从而保证了施工缝的防水成效。二次衬砌防水混凝土的施工本工程二次衬砌混凝土为微膨胀补偿收缩防水混凝土,标号,采纳单一型外加剂,掺量为。在施工中我们针对混凝土的防水要求,不仅加强治理,严格施工工艺,选好商品混凝土供应商,对混凝土施工进行全过程操纵,而且专门注意了以下几点:()严格操纵水灰比水灰比是对抗渗性起决定作用的因素,增大水灰比,混凝土的密实度降低,相对渗透系数就显著增大,因此须严格操纵水灰比。本工程所采纳的水灰比不大于.。()防水混凝土的运输本工程由于地处二环主路,按照北京市规定必须采纳商品混凝土,因此我们优先选择了就近的搅拌站,并安排专人负责统一调度安排,以缩短运输距离和等待时刻,幸免显现混凝土离析;还依照不同气候、不同时刻运算出运输过程中坍落度的缺失,提早予以考虑,从而保证了混凝土浇注时有良好的和易性。()混凝土震捣本工程结构防水混凝土震捣采纳插入式震捣棒,震捣时,震捣棒等距离地插入、平均地捣实全部混凝土,插入点间距小于震捣半径的.倍,前后两次震捣棒的作用范畴应相互重叠,幸免漏捣和过捣。震捣时不得触及钢筋和模板,专门是严禁触及防水板。()混凝土的养护依照防水混凝土的特性,本工程规定混凝土的裂缝宽度不得大于.,而得当的养护措施能最大限度减少混凝土的开裂,因此在防水混凝土灌注完毕及终凝后及时采纳喷、洒水养护,待拆模后,对结构表面及时进行洒水养护,保持混凝土表面潮湿,养护期确保许多于天。二次衬砌背后回填注浆由于混凝土的凝固收缩特性,在二次衬砌混凝土与防水板之间一样会存在～的缝隙,再加上泵送混凝土、模板台车灌注的衬砌施工特点,在拱顶处无法震捣密实,如此缝隙确信会进一步加大,还可能在局部地段显现一定的空泛,容易造成地下水到处流窜腐蚀结构和腐蚀钢筋,因此,在二次衬砌终止后进行背后回填注浆是必不可少的一道工序。本隧道在施作二次衬砌防水混凝土时,沿隧道纵向每间距即预埋一组注浆管,每组两根,注浆管垂直于结构表面设置,一根指向侧洞拱顶,另一根指向中洞拱顶。依照结构渗漏水情形,本工程采取了先全面注浆后重点注浆的 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。在全面注浆时期,采纳掺加外加剂的一般水泥浆液,施工水灰比为∶外加剂掺量按水泥用量的操纵,该浆液具有流速快、流淌性好、抗渗指标高的特点,最大优点是浆液凝固后差不多无收缩。注浆顺序为由低处向高处、由无水段向有水段、跳跃间隔式注浆。在重点注浆时期,针对仍旧存在渗水的地段进行再次注浆,并在个别较严峻的出水点周围增补注浆管和采纳掺加外加剂的超细水泥浆液进行注浆。有关辅助施工措施由于本工程结构型式复杂、技术难度大、防水要求高,因此我单位多次邀请设计单位和有关专家进行专题探讨,还选派技术人员去兄弟单位学习取经,并在施工过程中不断总结发扬,从而在防水板的质量保证和爱护方面形成一些值得推广的辅助施工措施。二次衬砌混凝土钢筋的冷挤压连接钢筋连接采纳钢套筒冷挤压的技术,仅是在房建施工中个别采纳,这是因为该工艺对钢筋加工安装尺寸要求较高,钢套筒长,钢筋对接时假设过长那么需现场截断,假设过短那么不能保证连接强度,甚至无法对接;另外钢筋挤压连接设备重达多斤,移动不便,因此从未在隧道工程中得以使用。在本隧道尚处于中洞开挖期间,由于开挖分部较多,钢格栅连接部位专门多,造成电焊时刻过长,导致洞内空气污浊、环境恶劣,而且违抗了浅埋暗挖法〝快封闭〞的施工原那么,因此,为了爱护职工的躯体健康和形成隧道快速支护能力,我单位就尝试使用了钢筋冷挤压连接工艺。众所周知,钢格栅需要尽量紧贴围岩轮廓,而由于开挖断面的不确定性,造成钢筋差不多上无法实现顺利对接,该项新技术当时未获成功。然而,我们也意识到在衬砌施工中,由于二次衬砌钢筋加工安装尺寸比较精确,完全能够采纳这种方法来幸免电焊火工操作,从而有效的爱护防水板可不能损坏,因此及时进行了摸索总结,并最终在衬砌中获得成功。现将两种方法的优劣予以比较。()钢筋冷挤压连接与电焊连接相比较的优势①钢筋采纳冷挤压连接,从全然上幸免了电焊火工操作方式,可不能显现防水板、排水盲管等塑料、橡胶制品被电焊火花烧坏的现象,是对隧道防排水系统的极大爱护。②钢筋冷挤压连接速度较快,熟练情形下可保证平均.完成一个接头,而以本隧道二次衬砌结构主筋(<钢筋)为例,单面搭接满焊的长度为,差不多上一个接头需耗时,明显能够看出冷挤压连接能够大幅度提高工效。③在钢筋被冷挤压前,均可用红漆先做上标记,假如标记在挤压后仍旧显露在别处,即说明挤压长度不足,而且钢筋挤压压力能够在气压表上予以清晰显示,还能够通过挤压痕迹的深度进行尺量判定。而电焊连接质量差不多依靠于作业人员的操作水平和工作责任心,这说明钢筋冷挤压在质量可靠度和便于检查验收方面均远胜一筹。④钢筋冷挤压连接采纳液压设备,可不能产生任何空气污染,极大的爱护了职工的躯体健康,关于提高职工劳动积极性极为有利。⑤在经济效益方面,一个钢筋套筒为元,而焊接一个<钢筋接头,所用电焊条和钢筋搭接的材料费约为元,尽管冷挤压连接费用稍高,但假如考虑到它有效爱护了防水层,节约了通风费用,提高了工效,再加上爱护了职工的躯体健康,钢筋挤压的总体费用确信远低于电焊连接费用。()钢筋冷挤压连接工艺的操作困难及计策①钢筋冷挤压设备重量约为斤,在洞内移动使用不便,后来我们利用防水板施工台架增设了一个钢管轨道,使其悬吊在上面,并能够前后滑动,即较好的解决了那个问题。②尽管仅在二次衬砌结构钢筋连接方面使用,但由于钢筋加工和安装工艺落后,经常会发生钢筋或长或短而导致无法连接的现象,后来通过钢筋加工安装质量的加强治理和职工操作水平的提高,还选购采纳了手持式钢筋切割机,从而使那个困难得以克服。防水砂浆由于本隧道需穿越护城河及盖板河,大部分地段地面又无降水条件,造成地下水位较高,尽管经初期支护背后注浆处理,但仍有较多部位显现渗水,使防水板焊接时达不到规定温度要求,导致粘结时效性差,易显现假焊现象。因此,我单位主动投入,在渗水地段增加了涂抹防水砂浆工序,使防水板焊接时岩面处于干燥状态,从而保证了防水板的防水成效。其它爱护措施在衬砌结构钢筋的洞内运输和安装过程中,由于隧道狭窄,施工人员经常无意中使钢筋头击穿或刮烂防水板,还不易发觉,从而阻碍防水板的整体防水成效。后来我们在市场上定购了一批易安易卸的小橡胶帽,安装在已加工好的钢筋两头再将钢筋运至洞内,在钢筋安装前,还在防水板上纵向固定假设干根×的木条,使钢筋安装距防水板有一定距离,从而得以妥善爱护防水板不被破坏。　施工体会()由于地下隧道施工环境恶劣,防水板的整体封闭质量专门难保证,难免会由于防水板的破旧而显现漏水点,而且在注浆堵水处理过程中,经常显现这边堵水、那边漏水的现象,顾此失彼,无法找准出水点进行集中治水。笔者认为,假如在地下工程的防水系统中增加分段封闭的措施,尽管会增加一部分投资,但可不能显现防水系统〝一点破旧、全面失效〞的后果,另外对以后的注浆堵漏也便于集中处理。()在本工程防水专题研讨过程中,曾有些人提出能够取消排水系统,仅依靠防水系统完全实现堵水目的。然而依照长期一线施工实践,由于目前从隧道施工工艺、防水材料可靠性、作业人员的实际操作水平来说,均还处于较低水平,笔者认为在以后相当长的时刻内,依旧要以〝防排结合,多层设防、以防为主,适量排放〞为原那么来指导地下工程防排水系统的施工。()双连拱隧道在中洞天梁位置为型结构型式,使该处形成人为积水区,是治水的极大隐患。尽管在施工过程中给予了高度重视,采纳中洞拱顶初期支护背后回填注浆的方法,使该位置注浆后实际高于侧洞拱顶,目前成效尚好,但注浆量极为惊人,投入太大,而且由于加大了注浆压力和注浆量,在中洞初期支护破除过程中发觉,大量浆液实际窜入中洞边墙部位,造成极大白费,还增加了破除施工难度,而且天梁位置为结构最复杂、施工最困难、受力最薄弱位置,关于隧道各方面施工均不利。笔者建议能否考虑取消这种双连拱结构型式(除车站超宽断面以外),如此尽管增加了一定的开挖方量,但能够一劳永逸,从而完全排除那个施工隐患。()本隧道初始设计时,认为排水盲管所排出的水量较少,考虑使其漫流到道床,自然风干,因此本工程采纳的是在道床中央设置中心排水沟,要紧排放消防用水或其它废水,但实际上目前在少量盲管出水后,造成道床上水碱、水迹明显,个别部位还存在积水现象,极大阻碍了隧道整体外观成效。我单位为顺利通过竣工验收,又重新组织人力、物力在已灌注完成的道床上凿槽埋入盲管,而假如在前期施工中即预留足够长的盲管,待道床混凝土灌注时予以埋设,并引入中心排水沟,那么将事半功倍。()本工程在侧洞衬砌前需要先破除中洞初期支护,而现在中洞顶部、底板防水板和中隔墙衬砌均差不多施工完成,为爱护该部位的防水板,设计采纳了在防水板上面预先设置一块厚、宽的铁皮,但由于中洞初期支护采纳的是人工风镐破除和电焊割除钢筋的方法,极容易击穿铁皮,继而损坏防水板,专门是基底的铁皮和防水板更是经常被拱部掉下的混凝土块砸烂,尽管在施工中制定了强硬的奖罚措施,依旧无法杜绝。笔者认为用铁皮爱护防水板的思路是正确的,但铁皮过薄,而未起到有效的爱护作用。 说  明　 图库网址""""联系：：