重庆轻轨大坪隧道综合防排水设计与施工

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，但防水问题一直是困扰地下工程的难题之一。由于防水问题解决不好，带来许多麻烦：一些渗漏水严重的地下工程（地铁隧道、车站）不得不多次治水、修补给企业、国家造成巨大的经济损失和社会影响。本文作者结合重庆轻轨大坪隧道的施工，在相关文献的基础上认为隧道的防水是完全能达到设计防水要求的。
　　重庆市轻轨较新线一期工程于2000年开始修建，已于2004年下半年建成通车。该线上的大坪隧道是全线的控制性工程之一。隧道埋深较浅，洞顶岩体厚4～15m，围岩节理发育，有较丰富的裂隙水，成洞条件差，属浅埋、超浅埋隧道。道岔段开挖跨度为27.2m。车站段开挖跨度26.3m，高为19.4m，断面面积430m3。设计为大拱脚，薄边墙结构。隧道内设站内结构，有照明、通风、通讯、消防、屏蔽门等设备，预留洞室，预埋管线种类数量繁多。站内设施完成后要进行精装修。故隧道对防排水质量要求很高，隧道设计为一级防水，为确保隧道衬砌表面、安装设备孔眼内及底板面不渗、不漏，采取了相应的防排水措施。
　　1、综合防排水设计
　　大坪隧道综合防排水系统按“以排为主、防、排、堵相结合”的原则进行设计如下图。

　　1.1排水设计
　　由于隧道埋深较浅，开挖跨度较大，地下水发育，隧道底板设四道排水沟，沟底拱坡为3%，汇流洞内流水。初期支护与防水板之间设Φ50环向弹簧软式透水管，设置间距为6m，局部水量大时可适当增加。
　　在隧道两侧墙脚初期支护与二次衬砌之间分别Φ80弹簧软式透水管作为纵向排水，环向透水管与纵向透水管相接处采用三通管相连接，在纵向排水管与水沟之间用Φ80硬塑管相连（如下图），使围岩的裂隙水经环向透水管、纵向排水管及横向引水管引至隧道边沟排出洞外。

　　1.2防水措施
　　在初期支护与二次衬砌之间设EVA高强度型合成树脂防水卷材，土工布设置在防水卷材与喷射混凝土层之间，其作用兼作衬砌背排水层及缓冲层。二次衬砌采用防水等级为P8的混凝土，工作缝设置BW-96型遇水膨胀橡胶止水条（20×15mm），沉降缝、变形缝处设置E5型桥式橡胶止水带（290×Φ25×R25×10mm）。
　　2、防排水施工技术
　　2.1排水系统
　　环向排水管设在喷射混凝土面与无纺布之间，一班地段每道设一根，遇水量较大地段设置2根，先将软式透水管用长5cm的Φ12膨胀螺钉及细格铁丝网锚固在喷射混凝土面上，锚固板条的间距为50cm。
　　施工技术要点：
　　（1）铺设前，先测量长度，修整基面。若砼喷面不光滑或有凸出的铁线、钢管架，应进行整修处理。
　　（2）安装时应保证环向排水管顺直且与岩面密贴、固定牢。
　　（3）拱部施工时将排水盲管预留至边墙下，端部用无纺布包裹，防止进水泥浆，便于边墙施工时接长。
　　（4）将环向排水管通过三通管接入纵向排水沟。
　　2.2防水系统
　　2.2.1防水板铺设
　　详细检查初期支护表面，清除钢筋头、网片、铁丝等凸出、尖锐物体，防止将防水板刺破或损坏。检查喷面是否平整，平整度应符合1/10经检查初期支护表面符合要求后先铺设无纺布，无纺布紧贴喷射混凝土面平铺，用射钉枪固定，固定钉与无纺布间设热熔衬垫；无纺布铺设好后在隧道内拱顶弹出中心线，将预先卷好的EVA防水卷材贴喷射混凝土面环向展开。纵向采用无钉连接，前后两圈EVA搭接及焊接宽度不小于10cm，采用手动热熔接器双道粘合，留加压孔道；环向将EVA树脂防水卷材，铺在无纺布外，并用手动热熔接器在热熔衬垫处将EVA与无纺布连接。
　　铺设技术要点：
　　（1）合理确定防水板的松紧程度，留出一定的富余量，尤其是拱顶的部位，防止在灌注混凝土时。
　　（2）合理确定防水板的松紧程度，留出一定的富余量，尤其是拱顶的部位，防止在灌注混凝土时拱顶的防水板绷紧，造成混凝土封顶厚度不够或由于泵送混凝土的压力破坏防水板；
　　（3）相临两幅防水板的吊挂松紧度要一致便于焊接；
　　（4）新铺的防水板与已铺的防水板对正、对齐，如有偏差采用裁纸刀切割。
　　2.2.2接缝焊接
　　防水板的搭接宽度≥10cm，用SYW-B型自动调温电热式双道塑料热焊机焊接，焊机采用上下双金属网花施压辊，由双链条、双链轮驱动，用螺丝弹簧杆调整工作压力，能够焊接不同厚度的防水卷材。焊接时由中央电热楔将两防水层加热熔化，然后由上下驱动施压辊压在一起。焊缝宽度不得小于10cm。对于不能适用热焊机焊接的边角及急需修补的地方可采用偏喷嘴热风焊枪焊接。焊枪通过焊嘴吹热风加热，使防水板达到熔融状态，然后用压辊加压，使两片防水板熔贴在一起。
　　焊接技术要点：
　　（1）焊接防水板前取样进行实验，以确定合适的焊接温度、速度。经实验1.5mm厚EVA高强度合成树脂防水卷材焊接温度为450～500℃，速度在1～2挡之间。
　　（2）焊接前用棉纱清理焊口，必要时进行抛光，做到无水、无尘、无油污，确保焊口干净。
　　（3）热焊机必须使用稳压器，确保工作电压恒定。
　　（4）一条焊缝一次完成。
　　（5）纵横向交接时应避免出现十字焊缝。相临两幅防水板应交错铺设，交错距离不得小于80mm，以保证防水板的所有接缝为三层搭接的T字形。焊接T字形的接头处，应先将一侧的两幅防水板焊接好，用裁纸刀将焊缝两侧小边裁去，用热风焊枪将错台熔平再与另一幅焊接。
　　（6）发现虚焊、漏焊时必须切开焊缝，用热焊枪对切开的损伤部位用大于破损直径一倍以上的母材补焊。修补材料的接触面必须用砂轮机磨光。
　　（7）设备使用后，应及时清除焊机焊头上的残留料，以备下次使用。
　　（8）由于焊机功率大、体积小，对长期搁置重新使用或在相对湿度85%以上空气中停止使用10h以上再使用时，要求放到100℃烘箱中干燥后方可使用，也可直接接通电源调温150℃预热50～120min以排除潮气。

　　2.2.3焊缝质量检查
　　（1）目测检查焊缝，焊迹应透明，无杂质，无气泡。
　　（2）对焊缝抽检进行室内实验抗拉强度大于母材强度。
　　（3）对焊缝间的空腔作充气检查，将5#注射针与压力表相连，用打气筒打气，当压力表达到0.3MPa停止充气，保持15min，压力下降10%以内为合格。
　　2.2.4防水混凝土
　　防水混凝土等级C30P8，二次衬砌采用整体衬砌台车施工，长度为6m，边墙混凝土的坍落度12～16cm，拱部混凝土的坍落度16～19cm，越到拱部其坍落度越大，边墙混凝土的厚度为60cm，拱部的混凝土设计为大拱脚，拱顶至拱脚的厚度变化60～150cm。混凝土的震捣采用内外震捣，保证混凝土的模内流动，对混凝土的密实有利。
　　防水混凝土施工要点：
　　（1）混凝土灌注过程中要注意混凝土的下落高度，若是下落高度太高，将造成灌注窗口部位的下方混凝土粗骨料的配合比发生变化，满足不了防水混凝土的抗渗要求。故要求混凝土的下落高度控制在2m以下。
　　（2）混凝土的震捣采用内外震捣，在台车每隔2m高度开设一排震捣窗，加强混凝土的震捣，保证混凝土的密实度。
　　（3）在砼中掺外加剂以提高砼的抗渗性、和易性、密实性，以补偿砼的收缩性能。
　　（4）混凝土从台车中部灌注入模，向两端移动过程中，其配合比会发生较大的变化，故衬砌台车不宜太长。
　　2.2.4止水条及橡胶止水带
　　为确保二次衬砌的防水效果，在施工缝处设置BW-96型遇水膨胀橡胶止水条（20×15mm），止水条采用水泥钉固定在端部混凝土居中位置。在沉降缝、伸缩缝处设置E5型桥式橡胶止水带（290×Φ25×R25×10mm）。在台车的端部设置铰接挡头板，用于固定橡胶止水带，使其到二次衬砌的表面距离20cm，以满足止水带的设置要求。止水条及止水带的敷设如下图。

　　施工技术要点：
　　（1）止水条的敷设应牢固、严密饱满有序：横平竖直、弧线圆顺、表面平齐、无扭曲。
　　（2）橡胶止水带不得被钉子、钢筋及石子等刺破。发现破损应及时修补或更换。
　　（3）在固定止水带和灌注混凝土过程中应防止止水带偏移。
　　（4）加强混凝土的震捣，排除止水带两侧气泡和空隙，使止水带和混凝土紧密结合。
　　（5）根据每一环止水带长度，向厂商定制适宜的长度，尽量减少接头。如需搭接，其搭接长度≥10cm。
　　3、拱脚处防水板的保护
　　二次衬砌采用先拱后墙法施工，为防拱脚处的压力、衬砌钢筋的安装、边墙爆破炸坏防水板，在拱墙结合部防水卷材要作特殊保护措施，在拱墙结合部位施作双层防水卷材（如下图），在拱脚砼底部挖槽（配合拱墙钢筋连接用），将EVA卷入槽内，槽用砂回填，回填后用水泥砂浆抹平，防止灌砼时，砼浆液流入槽内，待边墙开挖时，再撬掉砂浆层，将防水板从小槽内拉出，与边墙防水板焊接，小槽宽100×100cm，沿隧道通长布置，防水板卷入小槽长度为30～50cm。同时，为使拱部二衬钢筋与拱脚处防水板间的点接触变为面接触，以防钢筋刺穿防水板，对二衬环向主钢筋增加两块10cm宽厚10mm的钢垫板。

　　4、结语
　　大坪车站隧道采用综合防排水技术，大大提高了隧道的防水能力，确保了工程质量。现衬砌工程完工已二年余，衬砌表面未发现有渗漏现象。