重庆地铁富水段隧道三级防水及渗漏水治理技术

摘 要：地下工程由于深埋于地下，时刻受地下水的渗透作用，如防水问题处理不好，致使地下水渗漏到工程内部，将会带来一系列问题。地下工程防水及渗漏水治理，一直是地铁施工的重点与难点。初支渗漏水处理措施的合理与否，在很大程度上决定了地铁工程最终的整体质量。重庆轨道交通五号线和睦路站至人和站在施工过程中，通过三级防水施工控制及渗漏水处理相结合的治理措施取得了良好效果，在隧道治水方面获得了一些经验。

关键词：地铁区间；三级防水；渗漏水；注浆

1 工程概况

本区间隧道为重庆轨道交通五号线和睦路站～人和站大里程端区间，左线对应的右线里程YCK15+850.000～YCK16+320.801，总长490.657m，右线里程YCK15+850.000～YCK16+320.801，全长470.801m。

设计要求采用机械开挖（回填土石方及砂质泥岩）+控制爆破（砂岩）相结合的方式。左线、右线区间均为单洞单线隧道，隧道埋深为13.30m-18.43m。

2 工程地质水文情况

隧道埋深12.3—18m，穿越地层有：人工填土、粉质粘土、侏罗系中统沙溪庙组（J2S）的泥岩和砂岩组成，详见下表。

回填土富水段隧道埋深12—14m，洞身全部为回填土，土体松散，受重庆地区频繁的大气降水影响，地表雨水下渗，与地下水交汇形成了地下水补给通道。隧道开挖后，地下水渗流路径发生改变，隧道周边的地下水通过土体缝隙集中向隧道内排泄。

3 渗漏水原因分析、分类及治水必要性

3.1 渗漏水原因分析

二衬渗漏原因主要有两大方面：一个是水文地质条件不良，有水源；二是衬砌防治水害质量不良，有水路。前者是外因，自然存在，后者其内因，起主导作用。

3.1.1 外因

水源主要为大气降水。

3.1.2 内因

混凝土施工质量差，混凝土施工缝处凿毛未处理好，接缝处振捣不密实，混凝土存在微孔渗透；防水板塔接处粘结不牢或损坏；混凝土配合比及施工质量不良，存在灌通的孔洞；防水板施工质量不好或防板延伸性不够，而造成防水层拉裂；混凝土结构的冷缝明显且有渗漏水处理不妥当。

3.2 渗漏水分类

按渗漏水量的大小和渗漏状态分为：渗润、滴水、流水、喷水、淋喷，按渗漏部位及渗漏形式分为：集中涌水、点渗、面渗、缝渗。我标段存在的渗漏水状态形式主要为点渗、面渗和缝渗。

地下水对隧道施工的影响：

第一，渗水、涌水浸泡、冲刷掌子面的泥岩、回填土，导致围岩强度降低，影响掌子面的稳定性。

第二，影响喷射混凝土施工质量。

第三，导致上、中台阶基底泥泞化，使施工效率明显降低。

第四，易引起初期支护沉降。

第五，隧道衬砌结构渗漏水导致外观质量差，影响轨道线路运行。

因此，隧道治水势在必行，为施工及以后轨道线路运行创造一个良好的环境。

4 治水措施

总体思路：采取“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则分四个阶段进行处理：

4.1 引排地下水，给防水创造条件

由于该段地下水位于回填土中，无稳定地下水位，以排为主并加强过程中监测，具体措施为：第一，对隧道掌子面前方采用超前钢花管进行疏导、引排，左、右线隧道在掌子面土石分界流水线位置打设2根φ50mm的钢花管，长度为5-6m，管壁设4排φ15mm花孔，花孔纵向间距15cm，梅花型布置，钢花管随掌子面的推进跟进。第二，采取必要的措施对洞内排水沟进行封闭疏导，将洞内渗流水集中、有序地引入集水坑并及时抽排，避免渗水在洞内漫流浸泡拱脚、核心土等。第三，洞内的引流、排水要尽可能的采取自流排水，特别是避免雨水、排出去的水再回流倒灌，抽排水能力要满足实际需要。

4.2 初期支护阶段注浆堵水

首先，通过对超前小导管、锁脚锚管进行注水泥浆，出水量较大时采用水泥-水玻璃双液浆，从而封堵掌子流出的水。注浆压力0.5—1MPa，水灰比0.8：1—1：1。

其次，及时施做初支背后回填注浆，填充初支背后空隙，形成一道防水薄膜。滞后掌子面2.5m。沿隧道中线方向每隔2.5m设置一排，每排3根，单孔注浆量3.3m3，注浆压力0.5—1MPa，水灰比1：1。

最后，针对初支面渗漏水处（一般成线流状）进行注双液浆封堵。

注浆参数详见下表：

4.3 衬砌阶段防水控制

4.3.1 防水板铺设

防水层采用无钉铺设法施工。先进行基面处理，检查合格后再铺设土工布缓冲层，通过塑料垫圈和初支固定；最后铺ECB防水层。防水板搭接10cm，接缝采用双缝热熔焊接。焊接完成后进行气密性试验。

4.3.2 止水带安装

施工缝处设置中埋式钢边橡胶止水带，安装必须居中布置，且固定牢固、顺直。固定时，水平施工缝处止水带采用预制U型卡进行固定，与结构钢筋焊接；环向施工缝采用方木镶嵌的方式固定。

止水带搭接采用冷粘法处理。先把止水带对接的端头打磨平整，搭接范围橡胶部分进行搓平处理；然后涂抹特种橡胶粘合剂；最后安装“一字型”接头，钢边部分用铆钉固定牢固。

4.3.3 施工缝处理

对施工缝处进行凿毛处理，凿除浮浆，露出新鲜的混凝土粗骨料。模板台车定位前，用高压水冲洗干净。

4.3.4 混凝土浇筑

通过地表打设的投料孔将混凝土输送到洞内罐车内，经搅拌均匀后（不少于3min），运至地泵处，卸入料斗。避免混凝土多次辗转导致离析而堵管。

底板及边基施工自中间向两侧对称浇筑；拱墙利用台车上、中、下各三层窗口自下而上分层对称浇注混凝土。插入式振捣器与附着式振捣器内外结合进行振捣。endprint

为了保证空气能够顺利排除，确保封顶时不出现空洞，在堵头的最上端预留两个圆孔安装排气管，同时按照要求预留注浆管。此外，要合理安排浇筑时间，在浇筑时应与商混搅拌站做好协调与沟通，做好应急预案，防止间隔时间长或断供现象发生，出现冷缝，影响砼浇筑质量。

4.4 衬砌结构渗漏水处理

在地下工程渗漏水中细部构造部位占主要部分，根据现场排查，区间隧道渗漏水分为：施工缝渗水、结构表面渗滴水、结构表面湿渍。堵漏处理顺序应先治理混凝土面渗滴水、湿渍，再处理施工缝渗漏水。

4.4.1 结构面渗水

首先，在渗漏水部位，沿缝两侧切槽，开槽宽度30～60mm，深度30～50mm，开槽向裂缝两端各延伸200～300mm。其次，清洗槽底和槽帮，确保干净。然后安装注浆管、注浆嘴，进行试压注浆，浆液以聚丙烯纤维为主。最后用改性环氧树脂和水泥聚合物填满，进行封堵凹槽，确保新旧结合面紧密结合。

4.4.2 施工缝处渗水处理

对于施工缝处的渗漏水，先在施工缝周边施做注浆孔，沿施工缝每隔300～500mm钻孔，以不破坏防水板为准；然后安设φ32mm的注浆钢管，管长40～50cm，并采用双快水泥或超细水泥填充料固定注浆管，待水泥达到强度后，连接好管路和注浆泵。压注水泥浆、环氧树脂，注浆压力为1～1.5MPa。

通过采取以上措施，同时加强施工过程控制，使得和人区间隧道初支及衬砌渗漏水得到有效控制。

经过实际的检验，堵水效果明显，这在一定程度上保证了二衬施工防水的质量，从而决定了隧道整体的质量，实践证明隧道三级防水思路是切实可行的，通过三级防水及渗漏水处置相结合的技术对于其他隧道施工防水施工有很好的借鉴作用，具有广泛的应用价值。

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作者简介：熊海涛（1981- ），男，本科，中铁第四勘察设计院集团有限公司，工程师，研究方向：土木工程。endprint