貴州防水工程施工淺析人行隧道防水工程施工工法

貴州防水工程施工淺析人行隧道防水工程施工工法 

前言

廣州地鐵*號線火車站5 號出入口至省汽車站人行隧道工程位于廣州火車站西側(cè)鬧市區(qū)，隧道主要用于火車站、地鐵站、省汽車站、市汽車站及天馬服裝市場之間常年密集的人流通行。隧道覆土深度2.0~3.5 米，主要為粉質(zhì)砂粘土，地下水平均埋深1.5m。設(shè)計規(guī)定本隧道采用一級防水，即完全不允許有滲水現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)表面無濕漬， 防水堵漏一直是地下工程施工中很“頭疼”的問題，而且業(yè)主還要求：“只能設(shè)防、不作引排”，這給防水施工更增加了難度。本工法即是在施工過程中，采取主體防水與輔助防水相結(jié)合、剛性防水與柔性防水相結(jié)合、分區(qū)止水與局部止水相結(jié)合，取得了很好的效果。

工法特點

1、本工法的初支背后注漿、柔性防水板鋪設(shè)、防水鋼筋砼施工縫與變形縫處理及滲水點封堵所采用的設(shè)備均比較簡單，而且操作簡便。

2、本工法所用材料來源豐富，成本便宜?？炷唷⑺Ａ?、環(huán)氧樹脂、無紡布、PVC 防水板等均為常用的防水材料。

3、本工法所形成的多層防水帷幕能夠有效堵水，防止?jié)B漏。

適用范圍

本工法可適用于鐵路、公路、地鐵、市政及防空等地下工程的防水施工。

施工工藝與質(zhì)量控制

地下工程防水與堵漏的方法很多，一般都是根據(jù)不同情況采用截、堵、排相結(jié)合的方法進(jìn)行綜合治理。但本工程竣工后投入使用的排水設(shè)施主要考慮為排除各出入口敞開部分匯聚的雨水，而沒有充分考慮隧道結(jié)構(gòu)的滲漏水。本工法正是針對“只能防堵、不設(shè)引排”的特點，采取“多層設(shè)防、集中堵漏”的方法，達(dá)到完全止水的目的。

1、主要工序

主體防水：第一道為初期支護(hù)噴射砼防水；第二道為柔性防水板組成的防水層（土工布+PVC 板），內(nèi)側(cè)分區(qū)防水設(shè)外貼式止水帶；第三道為剛性防水，即C30S8 鋼筋砼結(jié)構(gòu)防水及其施工縫、變形縫處理。

輔助防水：初期支護(hù)背后回填注漿防水；二次初砌背后回填注漿防水。貴州防水工程施工集中堵漏：利用快凝水泥和水玻璃集中封堵滲漏點，再用改性環(huán)氧樹脂封閉臨時引水管。

2、初期支護(hù)噴射砼噴射砼不僅起著穩(wěn)定土體、初期支護(hù)的作用，同時也起著堵水抗?jié)B的作用。因此，噴射砼的質(zhì)量必須得到有效控制，以保證強(qiáng)度和抗?jié)B要求。要保證噴射砼的質(zhì)量，須特別注意以下幾個問題（噴射砼工藝是很常見的，這里不作贅述）： 

① 水泥強(qiáng)度等級必須控制在32.5R 以上；

②細(xì)骨料應(yīng)堅硬，最好用粗砂，細(xì)度模數(shù)要大于2.5； 

③粗骨料要級配良好，石質(zhì)堅硬，粒徑在10mm 以下的最好在80%左右，最大粒徑絕不能大于15mm； 

④ 速凝劑的初凝時間應(yīng)小于5min，終凝時間小于10min； 

⑤ 干法噴砼的混合料一定要隨拌隨噴，杜絕混合料長時間堆放（控制在15min 以內(nèi)）。當(dāng)氣溫高于+5°C 時，噴射砼2 小時后應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14 天，這對于控制裂紋、保證抗?jié)B性能非常重要；

⑥ 更應(yīng)該特別強(qiáng)調(diào)的是，要堅決防止噴射砼的操作工人為了減少回彈量（速度快、粉塵少）而加大速凝劑和水的用量，這對于噴射砼的強(qiáng)度和抗?jié)B性能的危害都是相當(dāng)大的。

3、初支背后回填注漿

①工藝流程

初期支護(hù)施作完畢后，為固結(jié)拱背松散巖體、填充可能存在的空隙，最大限度地減少地層松動、減少拱背積水滲漏，應(yīng)分區(qū)段在初支完成后2~5 天內(nèi)進(jìn)行初期支護(hù)背后回填注漿。這是控制初支表面是否大面積滲水的關(guān)鍵一環(huán)，也是整個防水體系是否取得成功的重要一關(guān)。為了盡量減少地下水滲入結(jié)構(gòu)，大量注漿可能會使得這一工序的工程成本加大，但這會大大降低后來堵漏的昂貴費用，并使得有效防水成為可能。

②技術(shù)措施

A． 初支背后回填注漿要在施作初期支護(hù)時預(yù)埋?42 無縫鋼管作為注漿管，長度以大于初支厚度15~20cm 為宜。在隧道長度方向，每隔2m 分別于拱頂及兩肩各設(shè)一根（即每環(huán)3 根），注漿管與初期支護(hù)格柵鋼架或鋼筋網(wǎng)焊接在一起，在圍巖與噴射砼交界處預(yù)留出漿孔2~4 個。噴砼時，外露端用棉紗封堵加以保護(hù)，入土端及出漿孔用稻草進(jìn)行包纏，防止噴射砼時堵住了管口。

B． 注漿材料采用強(qiáng)度等級為42.5R 的普通硅酸鹽水泥拌制水泥漿即可，水灰比為1：0.5~1:0.8。

C． 采用單液注漿泵進(jìn)行注漿，注漿壓力控制在0.5~0.8Mpa 為宜。注漿壓力過小達(dá)不到填充效果，過大容易造成漿液溢出地面。所以，注漿時要注意地面和臨近建筑物的觀測，必要時及時采取相應(yīng)措施。

D． 注漿結(jié)束后，應(yīng)及時封堵注漿管。為封堵注漿管方便、及時，最好注漿前在預(yù)埋的注漿管上焊接一個球形水閥，注漿完畢后關(guān)閉球形閥即可。

E． 若區(qū)段注漿或全部注漿結(jié)束后，個別位置仍有大面積濕漬或滴水成線的情況，應(yīng)在該位置重新打孔埋管注漿。直到噴射砼表面只有小面積分散濕漬，個別位置存在滴水現(xiàn)象即可（如果地下水比較豐富，初支噴射砼表面要完全沒有滲水現(xiàn)象是難以做到的）。

4、隧道防水層施工

防水層的施作流程根據(jù)其防水板和保護(hù)層的不同有所區(qū)別，這里要求采用一層土工布（≥400g/m2）保護(hù)層，加一層1.5mm 厚PVC 防水板，進(jìn)行無釘鋪設(shè)，并在內(nèi)側(cè)設(shè)外貼式PVC 止水帶，間距為20m，形成分區(qū)防水。

① 基面處理

鋪設(shè)防水層前應(yīng)對初期支護(hù)噴射砼的表面（稱作基面）找平，必要時應(yīng)用水泥砂漿“批擋”，其不平整度應(yīng)控制在矢高與弦長之比不大于1/6?；鶎颖砻娴年庩柦翘帒?yīng)做成圓弧形，半徑r=10~20mm。

② 防水板鋪設(shè)

這里需要強(qiáng)調(diào)的是PVC 防水板、PVC 止水帶和土工布必須經(jīng)過嚴(yán)格的原材料檢驗，其拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、抗?jié)B透性、低溫彎拆性等重要質(zhì)量指標(biāo)都應(yīng)滿足相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定（PVC 防水板、PVC 止水帶與土工布相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)分別為GB12952-1991、GB18173.2-2000、GB/T17638-1998）。

A、防水板的固定。鋪設(shè)時，首先用射釘連同襯墊將土工布保護(hù)層固定在已處理平整的基面上，再用熱風(fēng)槍把PVC 防水板通過熱合的方法粘貼在固定襯墊上，使防水板形成無釘鋪設(shè)。即先用?80 塑料墊圈和射釘將土工布固定于初期支護(hù)上（墊圈間距為1.0m×10m， 呈梅花型布置），再將防水板用手動焊接器熔于墊圈上。

無釘孔鋪設(shè)示意圖鋪設(shè)拱部和邊墻防水板時，從拱頂向兩側(cè)依次鋪貼，貴州防水工程施工固定點與固定點之間需留足夠的空余量，固定點成梅花形布設(shè)，拱部間距0.5~0.7m， 邊墻間距1.0~1.2m。

B、防水板的焊接。防水板沿隧道環(huán)向鋪貼，搭接寬度短邊不得小于150mm，長邊不小于100mm，環(huán)與環(huán)之間連接采用雙焊縫焊接，且熱合機(jī)自動雙焊縫形式，焊縫寬度不小于10mm，且要均勻連續(xù)，不得有假焊、漏焊、焊焦、焊穿等現(xiàn)象。相鄰的兩幅接縫需要錯開，并且接縫還應(yīng)與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處錯開不小于600mm 。

C、十字形焊縫。施焊時，其接頭處應(yīng)擦拭干凈。當(dāng)縱向焊縫與環(huán)向焊縫相交形成十字形焊縫時，事先須對縱向焊縫外的多余搭接部分齊根處削去，將臺階修理成斜面并熔平，削去的長度不小于130mm， 以確保焊接質(zhì)量和焊機(jī)順利通過。

D、防水層的保護(hù)。防水層縱橫向一次鋪設(shè)長度可根據(jù)隧道斷面大小、二次襯砌砼循環(huán)灌筑長度等因素確定，鋪設(shè)前，宜進(jìn)行試鋪，并加以調(diào)整。鋪設(shè)好的防水層，應(yīng)特別注意加以保護(hù)，連接部分不能破損并不得弄臟，尤其是二襯鋼筋的運輸、綁扎很容易造成防水板的損傷，對局部鋼筋接頭進(jìn)行焊接時采用石棉隔擋等施工措施對防水板進(jìn)行保護(hù)。若發(fā)現(xiàn)防水板已被損傷時，應(yīng)及時采用熱合焊接的方法進(jìn)行修補(bǔ)。

E、分區(qū)止水帶的安設(shè)。為便于對已經(jīng)滲入防水板內(nèi)側(cè)（靠二襯砼一側(cè)）的地下水進(jìn)行分區(qū)集中治理，在防水板內(nèi)側(cè)每間隔20m 設(shè)置一環(huán)分區(qū)PVC 止水帶，止水帶與防水板之間以及止水帶環(huán)向接頭同樣采用熱熔的方法進(jìn)行粘貼，要求粘貼完全密閉、牢固，使已滲入的地下水不致于相互串流，方便冶理。

F、防水板的檢查。防水板的檢查是防水層施工過程中的一道非常重要的工序。它包括防水板的板面檢查、防水板的焊縫檢查、止水帶與防水板貼合面及止水帶環(huán)向接頭的檢查。板面檢查和止水帶的檢查主要是肉眼觀察，看是否存在損傷的現(xiàn)象，是否止水帶與防水板粘合密貼，否則進(jìn)行補(bǔ)焊處理。最為重要的是防水板之間焊縫的檢查，這關(guān)系到是否能把滲入初支噴砼面的地下水阻止在防水板外。防水板的焊接已要求進(jìn)行雙焊縫處理，兩焊縫之間已預(yù)留“焊縫檢查溝”（見前面《防水板搭接雙焊縫示意圖》）。要利用裝有壓力表的檢測針與打氣筒連接對檢查溝逐條進(jìn)行充氣檢查，充氣壓力應(yīng)達(dá)到0.25Mpa，保持15 分鐘以上壓力下降不超過10%方可。防水板的檢查要認(rèn)真、仔細(xì)，先由操作工班自檢合格后報質(zhì)檢工程師檢查確認(rèn)，最后請監(jiān)理檢查把關(guān)，真正做到“三檢”制。

5、二次襯砌與施工縫變形縫處理

①防水砼施工

本隧道二次襯砌鋼筋砼采用C30S8 砼，即要求強(qiáng)度等級為C30、抗?jié)B等級不小于S8。防水砼應(yīng)通過試驗調(diào)整配合比，摻加外加劑（減水劑、防水劑、密實劑、引氣劑等）配制而成。有關(guān)防水砼的原材料要求及配合比設(shè)計請參見《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108--2002），在此不作詳述。這里只介紹防水砼施工過程中對防水性能影響較大的幾個問題。

A、水灰比的變化不僅對砼的強(qiáng)度影響較大，面且對砼的抗?jié)B性能影響也非常大，所以在施工過程中要嚴(yán)格控制水灰比（水灰比不得大于0.55）。普通防水砼的坍落度應(yīng)控制在50mm 內(nèi)；采用預(yù)拌砼時，入泵時的坍落度應(yīng)控制在120mm±20mm，其緩凝時間控制在6~8h。

B、防水砼必須采用高頻機(jī)械振搗密實，振搗時間宜為10~30s 以砼泛漿而不冒氣泡為宜，應(yīng)特別避免漏振和超振。根據(jù)振搗位置的操作方便與否，盡量采取附著式與插入式振搗器并用。

C、施工縫是砼防水的“軟肋”。砼應(yīng)盡量連續(xù)澆筑，少留施工縫，留設(shè)施工縫時，應(yīng)盡量避開地下水和裂隙水較多的地段，并盡量與變形縫結(jié)合；拱墻結(jié)合的水平施工縫，應(yīng)留在拱墻接縫線以下150~300mm 處。

D、要使砼結(jié)構(gòu)有效防水，還應(yīng)充分控制砼的裂紋，所以，砼的養(yǎng)護(hù)尤為重要。防水砼在終凝后應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，盡量采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不得少于14 天。

②施工縫的處理

施工中必須留設(shè)的施工縫應(yīng)進(jìn)行特別處理，在施工縫位置安設(shè)遇水膨脹止水條或者中埋式鋼板止水帶。如《施工縫防水構(gòu)造圖》所示。施工縫后澆砼前，還應(yīng)將其表面浮漿和雜物清除干凈、涂刷水泥凈漿，并及時澆灌砼。

A、采用的遇水膨脹止水條應(yīng)具有較好的緩脹性能，其7 天的膨脹率不應(yīng)大于最終膨脹率的60% ，其余質(zhì)量指標(biāo)也應(yīng)滿足GB18173.3-2002 標(biāo)準(zhǔn)的要求；在先澆砼留設(shè)施工縫時，應(yīng)在施工縫砼表面預(yù)留止水條一半大小的凹槽（ 在堵頭模板上釘木條，并刷脫模劑，拆模時將木條一并拆下），預(yù)留槽應(yīng)順直，設(shè)于襯砌砼厚度中部位置，并在后澆砼施工前將止水條牢固地安設(shè)在預(yù)留槽內(nèi)（一般采用水泥釘固定）。

B、中埋式鋼板止水帶采用厚度δ=1mm 的鍍鋅鋼板即可，總寬度不小于200mm，并將兩邊各20mm 彎折適當(dāng)角度。在先澆砼時將止水帶的一半寬度埋入砼中，埋設(shè)時應(yīng)將彎折的一側(cè)朝向迎水面（初支砼側(cè)），并確保位置準(zhǔn)確、固定牢靠。

C、在施工中，我們的體會是鋼板止水帶的止水效果好于膨脹止水條。所以，留設(shè)水平施工縫時盡量采用鋼板止水帶，而垂直施工縫時，為方便堵頭模板的安裝而采用膨脹止水條。

③、變形縫的處理

為防止砼結(jié)構(gòu)因工程伸縮、不均勻沉降造成結(jié)構(gòu)開裂，在進(jìn)行砼施工時，一般要分段預(yù)設(shè)一定數(shù)量的變形縫（尤其是在結(jié)構(gòu)形式變化點附近）。但為了防止變形縫漏水，必須對變形縫進(jìn)行特別處理。處理方法是采用中埋式橡膠止水帶。即在先澆砼時，將?形橡膠止水帶的一半預(yù)先埋入砼結(jié)構(gòu)，（操作時，常用鐵線平順地固定在內(nèi)外側(cè)二襯鋼筋上，以防砼澆注進(jìn)程中止水帶偏位或翹曲），而后澆砼時也將另一半埋入砼結(jié)構(gòu)。

A、變形縫寬度為20mm，在后澆砼進(jìn)行模板安裝時塞入聚苯板，并且還應(yīng)在拱墻砼施工時預(yù)留出安裝接水槽的位置。

B、變形縫采用的?形橡膠止水帶，其拉伸強(qiáng)度、抗?jié)B透性等質(zhì)量指標(biāo)必須要滿足GB18173.2-2000 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。在砼完全達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，采用聚氨酯密封膠封堵變形縫，最后在拱部與邊墻變形縫安裝不銹鋼板接水槽。

6、二襯背后回填注漿

二次襯砌背后回填注漿與初期支護(hù)背后回填注漿相類似，目的是為填補(bǔ)二襯與防水層之間的空隙，也是通過在鋼筋砼襯砌施工時每隔3~5m 于拱頂及仰拱兩側(cè)預(yù)埋注漿管，待襯砌砼強(qiáng)度達(dá)到80%以后再注漿。二襯背后注漿要注意以下幾個問題：

①要采用隔孔循環(huán)注漿，這樣可使各孔注漿達(dá)到互補(bǔ)作用，提高注漿效果?？蓪⒆{孔編號，先注漿奇數(shù)孔，待3~5 天后再注偶數(shù)孔。

注漿時，由低處向高處、由無水處向有水處依次注漿，以利充填密實，避免漿液被水稀釋離析。當(dāng)拱頂有滲漏時，分段留排水孔，以免水壓過高抵消部分注漿壓力，最后再處理排水孔。

②注漿漿液仍采用42.5R 普通硅酸鹽水泥，水灰比1:0.7 左右，也可以采用1:0.4:0.3 的水泥水玻璃漿液。但注漿壓力不宜過高，只要能克服管道阻力和二襯與防水板之間空隙阻力即可。壓力過高，易造成結(jié)構(gòu)變形，所以注漿壓力應(yīng)控制在0.3~0.5Mpa。

③當(dāng)注漿壓力穩(wěn)定上升，達(dá)到0.5Mpa 并持續(xù)穩(wěn)定后，不再進(jìn)漿時，即可停止注漿，進(jìn)行封孔作業(yè)。

② 封閉引管如果從引管流出的水仍然較大，存在噴水狀態(tài)時，應(yīng)再次通過預(yù)埋的?42 無縫鋼管壓注水泥水玻璃漿液進(jìn)一步止水。

③ 為了確實地獲取注入漿液的質(zhì)量和數(shù)量，也為重復(fù)注漿或變換注漿參數(shù)提供分析依據(jù)，必須認(rèn)真做好壓漿記錄，以備查用。

7、集中堵漏

① 臨時引水

在經(jīng)過反復(fù)壓注水泥漿或水泥水玻璃漿液仍不能完全止水，仍存在滴漏現(xiàn)象時，可將滲水點二襯砼鑿除；鑿除的范圍不宜過大，以鑿出窟窿，堵水時手工操作方便為宜；鑿除砼時，盡量采用手工操作，在接近防水板時要特別謹(jǐn)慎操作，不能損傷防水板；在鑿除砼露出防水板后，通過在砼上鑿小槽將滲水集中于一個匯水點，再通過埋設(shè) 10mm 的鐵管將水引出襯砌外；小鐵管要牢靠地固定在砼上（可用水泥釘固定），并將進(jìn)水端用棕皮或其它小孔網(wǎng)狀材料包纏，以保證在補(bǔ)灌砼時不至于堵管，能將滲水排出即可。

在固定好臨時引水管后，將砼毛面上的松散砼碴子清除掉，沖洗干凈，并涂刷水泥凈漿。在能確保將滲水引出的條件下，用水、速凝水泥和水玻璃拌制的稠漿迅速封堵砼窟窿，并將表面處理平整即可。

當(dāng)臨時引水管引出的水較小，可利用輕便手動式注漿泵通過鐵管壓注改性環(huán)氧樹脂液體，其壓力控制在0.15~0.3Mpa， 直到不進(jìn)漿為止。改性環(huán)氧樹脂的配制比例為：甲組（樹脂）：乙組（固化劑）=10：1。 

貴州防水工程施工在拆去注漿泵后，仍會有水滴漏，同時帶動環(huán)氧樹脂外流。在這個過程中，環(huán)氧樹脂逐漸凝固并自動封閉臨時引管，直到完全止水。