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地铁暗挖衬砌施工缝和变形缝防水技术

文章出处:变形缝厂家 人气:发表时间:2014-10-13 21:02

 


 

 

地铁暗挖衬砌施工缝和变形缝防水技术

 

地铁暗挖衬砌施工缝和变形缝防水技术
摘要:针对暗挖隧道衬砌结构自防水的薄弱环节施工缝和变缝防水效果较 摘要 差,常常导致隧道渗漏病害。目前采用的防水方法存在很大的不足,而且防 水指导思想上就存在一定的缺陷。在此指导下,提出隧道施工缝和变形缝防 水采用多道设防,同时设置备用止水带和维护注浆管增强防水可靠性,提高 隧道运营后期的防水能力。该防水方法不但可以有效进行防水,而且可以减 小渗水对衬砌的压力和侵蚀。 关键词: 关键词:隧道衬砌; 施工缝; 变形缝; 防水 1.概述 隧道渗漏水是隧道病害中最主要的病害,而且隧道一旦发生渗漏水后, 常常引发其它病害,因此隧道防水越来越被隧道工程中所重视。隧道防水失 效的原因,除了隧道防水层破坏导致隧道衬砌发生渗漏外,隧道衬砌结构自 防水失效也会导致隧道的渗漏,而隧道衬砌施工缝和变形缝的防水失效是 造成隧道衬砌结构自防水失效的重要原因。目前隧道衬砌施工缝和变形缝 的防水工艺存在许多不足,导致隧道渗漏严重。因此,针对隧道施工缝、变 形缝防水的缺点,分析现用防水方法的不足,并提出防水措施。 2.隧道衬砌变形、缝施工缝采用的防水方法 隧道衬砌变形、 2.1现用防水方法 (1)变形缝的防水方法 隧道衬砌变形缝是为了满足隧道纵向发生不均匀变形的要求,隧道衬 砌受外界荷载、温度和应力的影响,隧道衬砌将发生变形,这种变形沿隧道 纵向是不均匀的,为适应隧道衬砌变形的要求, 区间变形缝间距一般为 60m,同时在结构型式变化较大处或地质条件变化较大的部位以及区间与车 站接口处,根据具体情况设置变形缝。变形缝宽度为20mm。变形缝处没有

混凝土填充,失去结构自防水的能力,因此,衬砌变形缝也是隧道防水的薄 弱环节。隧道衬砌变形缝防水设置三道各自成环的止水线: ①变形缝外侧设置外贴式中孔型止水带 ②变形缝中部设置带注浆管的中置式橡胶止水带(中心带气孔型) ,形 成一道封闭的防水线。 ③变形缝处拱部及边墙内侧设置不锈钢接水槽,将少量渗水有组织地 引入区间排水沟车站车沟并排入区间废水泵房,变形缝的内侧嵌填密封胶。 常用的设施有止水带、带注浆花管中置式止水带、低发泡闭孔聚乙烯 填缝板、PE泡沫板、聚硫建筑密封胶等,具体防水措施如图
初衬 外贴式止水带与防水板粘结

外贴式止水带 20 结构钢筋 自粘性防水卷材 带注浆花管的 中置式止水带

结构钢筋 牛皮纸

低发泡聚乙烯泡沫板 30

预留注浆嘴 M8膨胀螺栓@300 间隙用密封胶封闭

25

150

中置式止水带钢筋固定夹示意图

不锈钢接水槽 牛皮纸 密封胶 2mm厚优质单组份聚氨酯防水涂料

25

拱顶及边墙变形缝防水构造图

20mm厚砂浆保护层
2mm厚优质单组份聚氨酯防水涂料

中置式橡胶止水带 80 内侧 结构钢筋
低发泡聚乙烯泡沫板
>20

密封胶 牛皮纸 PE泡沫条 预留注浆嘴

>20 >20

350
20°

外侧 结构钢筋 箱形挡板 20
外贴式止水带 自粘性防水卷材 带注浆花管的 中置式止水带

中置式橡胶止水带在拱墙变形缝处安装方法
外贴式止水带与防水板粘结

初衬

仰拱变形缝防水构造图

说明:本图尺寸以毫米计.

(2)施工缝的防水方法 隧道衬砌施工缝包括环向施工缝和纵向施工缝,主要是由于衬砌施工 过程中混凝土不能一次性连续浇筑过长或必须分部施工而设置的施工接缝, 这种接缝是结构自防水的薄弱环节,施工缝处理的好坏将会直接影响隧道 的防水质量和使用寿命。因此,必须认真做好施工缝的防水处理。目前,隧 道衬砌施工缝防水环向和纵向施工缝在混凝土初凝后,应用钢丝刷将其表 面浮浆和杂物清除,浇注混凝土前,先铺净浆,再涂刷优质水泥基渗透结 晶型涂料,用量为1.5㎏/m2。 常用的设施有钢边橡胶止水带和水泥基渗透结晶材料等,具体防水措施 如图所示。钢边橡胶止水带的放置方式一般分为埋入式,采用铁丝固定在钢 筋结构上,间距40cm。要求牢固可靠,避免砼浇筑过程中脱落导致止水带 扭曲影响防水效果。预埋在衬砌混凝土中可以阻止渗水透过衬砌进入隧道; 水泥基渗透结晶可以很好的将混凝土之间的缝隙粘结,阻止外界水侵入。
能倒置粘贴于主体结构的预铺式 自 粘 防 水 材 料 ( 改 性 沥 青 类 ≥ 4mm)

加 强 防 水 层 ( 宽 度 不 小 于 500mm)

水泥基渗透结晶材料

施工缝 初支喷射混凝土 钢边橡胶止水带

先浇砼
防水混凝土二衬

纵向施工缝防水示意图

能倒置粘贴于主体结构的预铺式 自粘防水材料(改性沥青类≥4mm)

初支喷射混凝土

加强防水层(宽度不小于500mm) 施工缝

钢边橡胶止水带

水泥基渗透结晶材料

第一段橡胶混凝土

第二段现浇混凝土

环向施工缝防水示意图
2.2隧道施工缝、变形缝防水失效原因 隧道衬砌施工缝和变形缝的工作环境十分复杂,在隧道运营过程中,受 到围岩应力、水压力和隧道变形的影响,因此造成隧道施工缝、变形缝发生 渗漏的原因也非常复杂。已有研究和资料显示,隧道发生渗漏的主要条件: 一是有压地下水的渗流;二是衬砌中水流通路的存在,只有两个条件同时具 备时, 才能使隧道形成渗漏病害。 (1)有压地下水 通常地下隧道修建于地下水中,而地下水受重力作用在围岩中渗流,对隧

D/2

D/2

道衬砌和防水层产生一定的水压力。施工过程中若对地下水没有采取有效 的治理措施,地下水会对隧道衬砌和防水层造成巨大的压力。如果防水层由 于某种原因产生破损,地下水在压力作用下,在防水层和二次衬砌之间窜流, 逐渐汇集到衬砌施工缝和变形缝处,随着汇水量增加,衬砌施工缝和变形缝 处的水压力逐渐增大。 (2)水流通路 隧道衬砌施工缝和变形缝的水流通路,主要是由于施工方法和防水措 施的不足,形成的防水缺陷造成的。这些缺陷主要是指衬砌施工缝新旧混凝 土粘接能力差、止水带和止水橡胶条等高分子材料与混凝土的粘接能力差 以及施工缝和变形缝处防水设施的破损。这些缺陷在水压力作用下,很容易 形成水流通路,导致隧道发生渗漏水病害。 3.衬砌变形缝防水方法的具体措施 3.衬砌变形缝防水方法的具体措施 隧道衬砌变形缝处防水应该在原防水设施的基础上增加一些排水设施 或采用排水型止水带,并设置隧道施工缝防水的多次性注浆防水设施。在防 排结合和可维护性的指导思想下,对变形缝防水采用外贴式止水带、可注浆 中埋式止水带、不锈钢接水盒等设施。 (1)采用外贴式止水带,并设置注浆管,变形缝施工结束后,对注浆管进 行注浆堵塞背贴式止水带的缝隙,对渗入的地下水进行初防水。 (2)衬砌中部设置可注浆中埋式止水带,作为第二道防水层,可通过多次 注浆进行渗水堵漏。 (3)安设外贴式止水带,作为施工缝的预备防水措施,一旦防水失效,止 水带与水接触保护材料自然降解,可注浆的中埋式止水带开始工作,这样可 以延长防水设施的工作时间。同时,这个止水带具有可维护性的防水设施, 将注浆管有序地固定在隧道衬砌边界,如果发生渗漏,可以进行注浆堵漏。 在变形缝处的衬砌表面安装接水盒,如果以上的防水设施都失效,接水盒可

以防止渗水流入隧道影响隧道的正常运营。 4.衬砌施工缝防水的具体措施 4.衬砌施工缝防水的具体措施 隧道衬砌施工缝防水与变形缝防水存在一定的区别,主要是因为隧道 施工缝的宽度非常小,有时甚至人眼很难观察到,但是此处是隧道结构自防 水的薄弱环节。主要采用钢边橡胶止水带、和水泥基结晶材料等对施工缝 进行防水。 (1)隧道衬砌施工缝和变形缝有所不同,目前常用的钢边橡胶止水带进 行止水。在钢边橡胶止水带和防水层接触处涂刷水泥基渗透结晶材料。 (2)水泥基渗透结晶防水材料可根据不同部位的施工缝采用干撒法、涂 刷法和喷涂法施工,施工时应分两到均匀涂刷,两道之间涂刷方向垂直。 每道涂刷后选用材料的要求进行养护。 (3)在衬砌混凝土内设置钢边橡胶止水带,止水带作为第一道防水措施, 主要是针对通过第一道防水层的渗水,无地下水渗入其附近时,止水带处于 不工作状态,也可以使止水带避免微生物的腐蚀。但有渗水接触该止水带时 保护材料自然降解便开始工作,这样可以增长防水设施的工作时间。 (4)在衬砌施工缝内部一定深度背水面一侧,设置多次性注浆管。如果 隧道运营期间内,前面几道防水措施失效,可通过多次性注浆管对隧道衬砌 施工缝进行注浆,对施工缝进行堵漏。 5.施工缝、 5.施工缝、变形缝新防水方法的优点 施工缝 (1)施工缝防水采用多道设防,提高施工缝和变形缝处防水的可靠性。 (2)在二次衬砌迎水面增加排水设施,将渗入防水层与二次衬砌之间 的地下水有规律地引排到隧道排水系统中,可以降低施工缝的工作水压力, 减小在施工缝处发生渗漏的可能性。而且排水设施在二次衬砌的迎水面,这 种排水方法可以有效降低地下水渗流时,对施工缝和变形缝附近二次衬砌 混凝土的侵蚀。

(3)使用备用止水带提高隧道运营后期的防水可靠性,隧道运营后期由 于地下水侵蚀和微生物的作用,前面几道防水设施可能失效,此时备用止水 带进入工作状态,提高隧道施工缝和变形缝的防水能力。 (4)设置多次性注浆导管,为隧道施工缝和变形缝处发生渗漏后,提供 了有效、快捷的整治方法。 (5)变形缝处接水盒的设置,可以避免隧道施工缝发生渗漏后对隧道运 营的影响。 6.结语 6.结语 隧道衬砌的施工缝和变形缝是隧道防水的核心部位,是防水的重点部 位。目前采用的防水方法和指导思想存在许多不足,常常造成防水失效, 故 防水设计遵循“以防为主,以堵为辅,多道设防,因地制宜,综合治理” 的原则,防排结合不但可以降低渗透水对防水设施和二次衬砌的水压力,而 且可以将渗水有规律地排离隧道,提高防水设施的可靠性,降低地下水渗流 对混凝土的侵蚀。以上的防水措施依然存在很大的不足和缺陷,隧道防水 措施还需一步改进。 参考文献: 1. 地铁区间隧道施工缝、变形缝施工防水设计图。 (中铁第一勘察设计院) 2.《地下工程防水技术规范》《地下防水质量验收规范》《地铁设计规范》 、 、 3. 关宝树 隧道工程防水施工要点集 2004.156-159

4. 张 胜 / 黄 玲 珂 隧 道 衬 砌 施 工 缝 防 水 技 术 在 隧 道 施 工 中 的 应 用 2002.28 (12).68269 5. 兰州铁道报 衬砌施工缝、变形缝防水技术现状 2003.22 101-103
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