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【摘 要】目前,我国城市化处于高速发展时期,修建具有超强运力的轨道交通工程,已逐渐成为大城市的首选手段。地铁车站属人员密集场所,机电设备较多,在修建地铁车站时工程防水显得尤为重要。如不能有效地做好地铁工程的防水渗漏工作,将造成工程成本增加、工期延期,而且不能满足安全施工的要求,倘若出现涌水、人员伤亡和财产损失事故,将对社会造成很大的危害。文章就这一热点问题展开探讨。
【关键词】地铁施工;防水堵漏技术;应用
引言
城市地铁车站长期处在有压地下水的环境中。因此,防水工程设计与施工的质量,直接关系到防水工程的效果,关系到建设的成本、维修(堵渗漏)的难度与成败,更是影响工程本身的坚固性和耐久性的关键,是影响地铁工程能否正常运营的关键,可以说是关系到城市地铁工程投资建设成败的重要内容。
一、地铁施工中出现漏水原因以及防漏原则
1、原因
我国大部分城市地铁在雨季和汛期都会遇到渗漏问题,泄漏主要表现为负载蜂窝泄漏、变形泄露、新老混凝土之间的裂缝渗漏、应力裂纹渗漏、混凝土接头渗漏等。
造成这些问题的主要原因是工程附近连接沙河和旧河道的位置受到损坏,又因为许多城市的地下水位较高,往往在隧道和地铁站地下没有考虑排水的需要,没有专门预留管道,所以地铁渗水主要是地下水通过土壤渗入形成的。
存在其他的说法是,止水带附近由于振捣或漏捣不够充分,导致该处混凝土出现变形缝,进而导致漏水。此外,还有一些泄漏的原因在于用于消防用途的管道破损,或者是因为地面伸缩缝渗漏,车站位置出现渗漏的原因是地铁出入口和通道之间的衔接工作不够到位,缺乏密封性。
2、原则
地下防水工程的设计和建设原则概括起来就是预防为主,排堵结合,因地制宜,综合治理。地铁车站和隧道防水工作需要有计划系统性地开展,涉及到诸多方面的专业知识,包括选材、设计、技术以及管理等等。现在人们都倾向于使用混合防水的方法,设置多重防水设施,为的是防止隧道层出现漏水。但城市地铁地下防水系统还是应坚持将结构自防水措施作为主要的防水方式。
施工中使用最广泛的混凝体技术,其根本上就属于自防水技术的一种,因此对混凝土浇筑工作的控制尤为重要,防水混凝土应该用一定数量的粗骨料与砂浆混合并隔开,尽量减少和其他支线管路之间的连通,这样也能显著提高混凝土的抗渗性能。
二、地铁施工防水堵漏的设计
1、明挖地铁车站横向变形缝的防水设计
明挖地铁车站主体结构接缝主要是车站横向的变形缝,变形缝间设置衬垫板,可减少相邻结构间因地震撞击导致的结构损坏。在车站的橫向变形缝处,可采用外贴式的橡胶止水带与可注浆的中埋式钢边橡胶止水带复合防水。
顶板迎水面可嵌入低模量聚氨酯密封胶;在地铁隧道结构背水面的顶板、侧墙可设置嵌入式的接水盒,以引排变形缝的少量渗水;在结构底板、侧墙设置外贴式的橡胶止水带,并与顶板迎水面的嵌缝密封胶搭接形成封闭防水。设置中埋式钢边橡胶止水带注浆管的间距一般设计为3~5m。若发生渗漏水,可采用聚氨酯或环氧类化学浆液通过注浆管注浆。
2、明挖地铁车站施工缝防水设计
横向施工缝采用中埋式钢边橡胶止水带(可带注浆管,亦可不带注浆管)兜绕成环,并在接缝面涂刷水泥基渗透结晶型防水材料,地铁车站侧墙上设置一道纵向水平施工缝,该处设计一般采用200mm宽的钢边止水带和遇水膨胀止水胶组合,其接缝面再涂刷水泥基渗透结晶型防水材料。钢边止水带的连接应采用热硫化焊接连接后用钢片封口。
三、地铁施工中盾构法及矿山区间隧道防水法的应用
1、盾构技术
地铁施工当中涉及的“盾构”,就是配备了隧道施工保护罩装置的专用掘进设备,它运行的原理是就是在其盾构的后方增加衬砌,将此作为支点为整个装置的推进提供支持,随后切割岩石和土壤,经过碎片处理后排出。“盾构技术”就是使用盾构机上的保护罩支持和保护隧道内壁,以防止水分的侵入和发生坍塌,将围岩和隧道内壁的土壤切割下来后,安装管片再进行注浆操作,以确保隧道质量。
2、盾构法内容
盾构施工的流程一般包括以下内容:一是明确盾构隧道的地质条件, 诸如岩石、地质构造、地下水分布、地层渗透率;二是测量隧道内部的尺寸,如隧道的直径和内壁曲率半径、隧道长度、开挖面形状、转向和纵坡等;三是了解隧道的外部条件,包括隧道上方的建筑布局、隧道埋深、当地环保法律法规;四是绘制地铁盾构施工总平面图,并做好施工安排,包括出渣系统布置、分段运输线路、通风供水系统等。
3、盾构机掘进措施
3.1对盾构机进行调试,当施工场地的地质剖面相似的时候,就有必要模拟隧道操作,盾构机靠近铁路之前,应根据隧道情况对盾构机的状态和参数作出合理的调整;
3.2在工作中时刻保证盾构机处于良好运行状态,尽量避免或减少盾构机出现故障的次数,以免延误施工时间,降低工作效率;
3.3选择了土压平衡盾构机,确保施工在安全的前提下按照既定进度进行,通过修正路线减少沉降;
3.4通过错缝安装的方法在隧道内衬砌,目的是加强纵向效果,减少分段吊环螺栓之间的相对活动,以加强衔接处等薄弱部位的强度,增加管片环刚度,从根本上控制砂床段变形,有效地解决了在地铁施工控制过程中出现的变形和渗漏问题。
管片接缝防水施工必须严格按照设计要求,确保接头的防水效果和安装质量,防止地下水的渗入;
3.5根据施工环境及地质条件,优先选用加工性能好,具有一定强度的浆液及时填补地层隧道之间的空隙,通过适当提高注浆量保护周边环境。在进行同步注浆的时候一旦出现浆液不足时,可以再次进行灌浆。
4、矿山法区间隧道防水措施
地铁矿山法区间隧道防水一般是通过设置三道防线来进行的。施工完毕的前期阶段支护是将喷射混凝土、钢拱架以及拱架连接筋和钢筋网当做头一道防线;该阶段到二次衬砌阶段前都是使用全封闭式的隔离层防水的;第三道防线通常使用的是模筑混凝土衬砌。
四、地铁施工中明挖隧道的防水技术应注意的要点
明挖地铁的基坑可分成放坡开挖和护壁施工两类。地铁线路大多穿越市区,且埋深较大,基坑以护壁施工为主。放坡开挖仅在场地开阔、埋深浅和环境允许时采用。明挖法施工可以简要地概括为开挖工序、构筑工序、回填工序这3个步骤。
我国大多数明挖地铁车站都是把地下连续墙和灌注桩等基坑支护作为主体结构的一部分加以利用,既可以节约工程投资,又减少了资源的消耗,符合可持续发展的要求。此时,主体结构的侧墙可有单一墙、叠合墙和复合墙等三种形式。
侧墙支模的传统方法是用对拉螺栓固定,但由于对拉螺最终留在混凝土中,在潮湿的环境中,随着时间的推移,对拉螺栓会发生一系列的化学变化,导致体积膨胀,对混凝土产生不利的影响,严重时甚至会致使混凝土“碎裂”,对结构的永久防水和耐久性都极其不利。
地铁车站侧墙支模采用传统方法,从理论上是经济可行的,但前提条件是防水对拉螺栓上的止水环片质量要有保障。如果止水环片焊接不好,混凝土振捣不密实,水就有可能顺着对拉螺栓渗入地铁隧道。而在工期紧张的情况下,要确保每根对拉螺栓不渗水几乎是不可能的。可改用钢大模加型钢支架撑的“内撑外顶”的方法进行支模,提高结构的防水效果。
结束语
地铁车站防水作为一项系统工程,要做好防水必须多道设防、层层把关,充分利用各道防线的防水功能,确保每道防线的防水效果。因此,要建造好地铁车站工程,须高度重视防水问题,且对防水问题要系统化解决,并切实系统地做好防水工程的研究工作。
参考文献:
[1]杨永飞.我国城市轨道交通存在的主要问题及发展对策[J].城市轨道交通研究,2012(23):66.
[2]张斌.浅析城市地铁盾构施工技术研究[J].科技致富向导,2013(02):132-134.
[3]陈广盛.城市地铁车站的防水施工技术管理[J].科技致富向导,2014(16):91.
【关键词】地铁施工;防水堵漏技术;应用
引言
城市地铁车站长期处在有压地下水的环境中。因此,防水工程设计与施工的质量,直接关系到防水工程的效果,关系到建设的成本、维修(堵渗漏)的难度与成败,更是影响工程本身的坚固性和耐久性的关键,是影响地铁工程能否正常运营的关键,可以说是关系到城市地铁工程投资建设成败的重要内容。
一、地铁施工中出现漏水原因以及防漏原则
1、原因
我国大部分城市地铁在雨季和汛期都会遇到渗漏问题,泄漏主要表现为负载蜂窝泄漏、变形泄露、新老混凝土之间的裂缝渗漏、应力裂纹渗漏、混凝土接头渗漏等。
造成这些问题的主要原因是工程附近连接沙河和旧河道的位置受到损坏,又因为许多城市的地下水位较高,往往在隧道和地铁站地下没有考虑排水的需要,没有专门预留管道,所以地铁渗水主要是地下水通过土壤渗入形成的。
存在其他的说法是,止水带附近由于振捣或漏捣不够充分,导致该处混凝土出现变形缝,进而导致漏水。此外,还有一些泄漏的原因在于用于消防用途的管道破损,或者是因为地面伸缩缝渗漏,车站位置出现渗漏的原因是地铁出入口和通道之间的衔接工作不够到位,缺乏密封性。
2、原则
地下防水工程的设计和建设原则概括起来就是预防为主,排堵结合,因地制宜,综合治理。地铁车站和隧道防水工作需要有计划系统性地开展,涉及到诸多方面的专业知识,包括选材、设计、技术以及管理等等。现在人们都倾向于使用混合防水的方法,设置多重防水设施,为的是防止隧道层出现漏水。但城市地铁地下防水系统还是应坚持将结构自防水措施作为主要的防水方式。
施工中使用最广泛的混凝体技术,其根本上就属于自防水技术的一种,因此对混凝土浇筑工作的控制尤为重要,防水混凝土应该用一定数量的粗骨料与砂浆混合并隔开,尽量减少和其他支线管路之间的连通,这样也能显著提高混凝土的抗渗性能。
二、地铁施工防水堵漏的设计
1、明挖地铁车站横向变形缝的防水设计
明挖地铁车站主体结构接缝主要是车站横向的变形缝,变形缝间设置衬垫板,可减少相邻结构间因地震撞击导致的结构损坏。在车站的橫向变形缝处,可采用外贴式的橡胶止水带与可注浆的中埋式钢边橡胶止水带复合防水。
顶板迎水面可嵌入低模量聚氨酯密封胶;在地铁隧道结构背水面的顶板、侧墙可设置嵌入式的接水盒,以引排变形缝的少量渗水;在结构底板、侧墙设置外贴式的橡胶止水带,并与顶板迎水面的嵌缝密封胶搭接形成封闭防水。设置中埋式钢边橡胶止水带注浆管的间距一般设计为3~5m。若发生渗漏水,可采用聚氨酯或环氧类化学浆液通过注浆管注浆。
2、明挖地铁车站施工缝防水设计
横向施工缝采用中埋式钢边橡胶止水带(可带注浆管,亦可不带注浆管)兜绕成环,并在接缝面涂刷水泥基渗透结晶型防水材料,地铁车站侧墙上设置一道纵向水平施工缝,该处设计一般采用200mm宽的钢边止水带和遇水膨胀止水胶组合,其接缝面再涂刷水泥基渗透结晶型防水材料。钢边止水带的连接应采用热硫化焊接连接后用钢片封口。
三、地铁施工中盾构法及矿山区间隧道防水法的应用
1、盾构技术
地铁施工当中涉及的“盾构”,就是配备了隧道施工保护罩装置的专用掘进设备,它运行的原理是就是在其盾构的后方增加衬砌,将此作为支点为整个装置的推进提供支持,随后切割岩石和土壤,经过碎片处理后排出。“盾构技术”就是使用盾构机上的保护罩支持和保护隧道内壁,以防止水分的侵入和发生坍塌,将围岩和隧道内壁的土壤切割下来后,安装管片再进行注浆操作,以确保隧道质量。
2、盾构法内容
盾构施工的流程一般包括以下内容:一是明确盾构隧道的地质条件, 诸如岩石、地质构造、地下水分布、地层渗透率;二是测量隧道内部的尺寸,如隧道的直径和内壁曲率半径、隧道长度、开挖面形状、转向和纵坡等;三是了解隧道的外部条件,包括隧道上方的建筑布局、隧道埋深、当地环保法律法规;四是绘制地铁盾构施工总平面图,并做好施工安排,包括出渣系统布置、分段运输线路、通风供水系统等。
3、盾构机掘进措施
3.1对盾构机进行调试,当施工场地的地质剖面相似的时候,就有必要模拟隧道操作,盾构机靠近铁路之前,应根据隧道情况对盾构机的状态和参数作出合理的调整;
3.2在工作中时刻保证盾构机处于良好运行状态,尽量避免或减少盾构机出现故障的次数,以免延误施工时间,降低工作效率;
3.3选择了土压平衡盾构机,确保施工在安全的前提下按照既定进度进行,通过修正路线减少沉降;
3.4通过错缝安装的方法在隧道内衬砌,目的是加强纵向效果,减少分段吊环螺栓之间的相对活动,以加强衔接处等薄弱部位的强度,增加管片环刚度,从根本上控制砂床段变形,有效地解决了在地铁施工控制过程中出现的变形和渗漏问题。
管片接缝防水施工必须严格按照设计要求,确保接头的防水效果和安装质量,防止地下水的渗入;
3.5根据施工环境及地质条件,优先选用加工性能好,具有一定强度的浆液及时填补地层隧道之间的空隙,通过适当提高注浆量保护周边环境。在进行同步注浆的时候一旦出现浆液不足时,可以再次进行灌浆。
4、矿山法区间隧道防水措施
地铁矿山法区间隧道防水一般是通过设置三道防线来进行的。施工完毕的前期阶段支护是将喷射混凝土、钢拱架以及拱架连接筋和钢筋网当做头一道防线;该阶段到二次衬砌阶段前都是使用全封闭式的隔离层防水的;第三道防线通常使用的是模筑混凝土衬砌。
四、地铁施工中明挖隧道的防水技术应注意的要点
明挖地铁的基坑可分成放坡开挖和护壁施工两类。地铁线路大多穿越市区,且埋深较大,基坑以护壁施工为主。放坡开挖仅在场地开阔、埋深浅和环境允许时采用。明挖法施工可以简要地概括为开挖工序、构筑工序、回填工序这3个步骤。
我国大多数明挖地铁车站都是把地下连续墙和灌注桩等基坑支护作为主体结构的一部分加以利用,既可以节约工程投资,又减少了资源的消耗,符合可持续发展的要求。此时,主体结构的侧墙可有单一墙、叠合墙和复合墙等三种形式。
侧墙支模的传统方法是用对拉螺栓固定,但由于对拉螺最终留在混凝土中,在潮湿的环境中,随着时间的推移,对拉螺栓会发生一系列的化学变化,导致体积膨胀,对混凝土产生不利的影响,严重时甚至会致使混凝土“碎裂”,对结构的永久防水和耐久性都极其不利。
地铁车站侧墙支模采用传统方法,从理论上是经济可行的,但前提条件是防水对拉螺栓上的止水环片质量要有保障。如果止水环片焊接不好,混凝土振捣不密实,水就有可能顺着对拉螺栓渗入地铁隧道。而在工期紧张的情况下,要确保每根对拉螺栓不渗水几乎是不可能的。可改用钢大模加型钢支架撑的“内撑外顶”的方法进行支模,提高结构的防水效果。
结束语
地铁车站防水作为一项系统工程,要做好防水必须多道设防、层层把关,充分利用各道防线的防水功能,确保每道防线的防水效果。因此,要建造好地铁车站工程,须高度重视防水问题,且对防水问题要系统化解决,并切实系统地做好防水工程的研究工作。
参考文献:
[1]杨永飞.我国城市轨道交通存在的主要问题及发展对策[J].城市轨道交通研究,2012(23):66.
[2]张斌.浅析城市地铁盾构施工技术研究[J].科技致富向导,2013(02):132-134.
[3]陈广盛.城市地铁车站的防水施工技术管理[J].科技致富向导,2014(16):91.