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湿陷性黄土地区、浅埋暗挖隧道临时中隔壁拆除及节点防水处理方法
摘要:在关中城市群中设计和施工城市轨道交通工程,要特别注意湿陷性黄土的危害,其受地面降水、地下管线渗漏的影响快速失去自稳能力,对工程施工带来较大风险,特别是大断面浅埋暗挖隧道施工,必须严格控制隧道的变形及沉降。笔者结西安城市轨道交通工程某线路大断面CRD工法、双侧壁导坑工法浅埋暗挖隧道施工,在保证地表管线安全、减少地面沉降、降低隧道二衬施工临时支撑拆除风险的同时,如何保证隧道的防水的质量进行探讨,对特殊地质浅埋暗挖隧道施工具有一定的借鉴意义。
关键词:大断面、暗挖隧道、防水处理
引言:大断面浅埋暗挖隧道施工本身风险较大,加之城市轨道交通工程通常位于繁华地段,地下管线复杂,周边建(构)筑物较多,隧道上穿、下跨工况屡见不鲜,西安位于秦岭腹地,湿陷性黄土发育,对地铁隧道施工构成较大的风险。采用CRD工法、双侧壁导坑工法施工的浅埋暗挖隧道,临时支撑拆除施工是关键风险环节,必须周密确定施工方案,施工中大多采用分段破除中隔壁、保留中隔壁工字钢的做法。西安某地铁线路大断面浅埋暗挖隧道开挖断面跨度达到14.5m,高度10.285m,覆土深度为1倍洞距,隧道下穿φ2400mm,φ1200mm市政主雨、污水管线,地面交通流量较大。针对暗挖隧道跨度大、上方路面车流量大、地下管线多的特点.施工中采用了破除中隔壁保留工字钢的做法来控制地表沉降和管线安全,但工字钢节点处防水板存在漏点,节点处防水施工成为难点。
1. 暗挖隧道防水现状
国内修建的地铁暗挖隧道结构一般采用复合式衬砌,在初期支护和二次衬砌间设置防水层。防水层一般采用土工布+EVA防水板+背后注浆系统,防水板是隧道防水的核心,防水板一旦出现漏点.在初期支护、防水层和二次衬砌间又不能有效密贴的情况下,漏水将很快充满防水板和二次衬砌问的空隙,防水板构成的防水体系将完全失效。在CDR工法、双侧壁导坑工法大断面暗挖中,通常采用分段破除中隔墙跳段施工.这种方式能有效减少防水板漏点、保证防水板的整体有效性,但是由于隧道上方路面车流量较大且分区段破除时各区段间的结构稳定性降低,地表沉降的可控性将降低。
2. 临时支撑拆除方案比选
方案1:整环拆撑。施工中将CRD或者双侧壁导坑工法临时支撑全部拆除。采用该方案,隧道防水施工不受临时支撑影响,EVA防水板能够完全闭合,防水质量最优,但对地面沉降影响较大。整环拆除可能产生隧道沉降、管线破坏,甚至隧道坍塌风险,对于大断面浅埋暗挖隧道要尽量避免整环拆除施工,特殊情况下,在保证安全的同时,尽量缩短拆撑的长度。
方案2:换撑施工。施工中将对CRD或者双侧壁导坑工法临时支撑进行换撑施工。其施工工艺为:拆除临时支撑工字钢1→铺设防水层→恢复临时支撑1→拆除临时支撑工字钢1→铺设防水层→恢复临时支撑2…依次完成换撑施工及工字钢节点防水施工。采用该方案,EVA防水板能够完全闭合,防水质量优,但换撑后工字钢支撑在防水板上,工字钢与初支结构表面存在间隙。采用该方案可以有效预防隧道大量沉降风险,但对于隧道少量的沉降依然无法控制。
方案3:部分拆撑。施工中将CRD或者双侧壁导坑工法临时支撑采用隔一拆一,隔一拆二,隔一拆三的方式,预留部分工字钢进行临时支撑。工字钢埋置在二衬结构中。采用该方案,隧道沉降及变形得到很好的控制,施工时进行严格的监控量测,根据监测结果确定临时支撑保留数量,灵活性较大但对防水施工极为不利。若不拆除工字钢脚部采用EVA防水板施工,防水节点处理成为难题,该薄弱环节防水处理不当,将使隧道防水系统失效。若不拆除工字钢脚部采用柔性防水涂料+EVA防水板施工,则能很好保证节点防水质量。
综上,采用方案3,部分拆撑,且节点防水处理采用EVA防水板+柔性防水涂料进行处理,提高了对地表沉降和结构稳定性的可控性,又不影响防水效果,还可节约部分施工工期。
3 .临时支撑部分拆除及节点防水处理施工工艺
3.1中隔壁临时支撑拆除施工
仰拱二衬临时支撑混凝土破除前进行监控量测,取得拆破除前的初始数据。在整个破除程,对隧道采取不间断的观测,记录变形量及变形速率,以保证隧道的安全。隧道仰拱二衬施工前,采用风镐凿除临时中隔壁喷射混凝土,凿除高度为1.8m,每工作段凿除36m;混凝土凿除后,采用电气焊切断中隔壁工字钢,切割断口距喷射砼0.3m,每次割除2个支撑留1个支撑;工字钢割除后,采用细石混凝土对防水基面进行处理。具体施工顺序为:
1用水准仪纵向每隔30m测量出仰拱回填设计标高,在中隔墙上用红油漆标记出破除范围线,保证破除面在一条直线上。2采用风镐凿除初支仰拱以上的1.8m范围内中隔壁混凝土;3清理凿除的初支混凝土渣、钢筋、钢筋网片;3隔榀跳槽对中隔壁临时型钢进行割除,割除面距离喷射砼0.3m,同时对割除部位的初支基面进行处理。
3.2预留工字钢节点防水施工
施工工艺流程为:
1工字钢架与初支相交处基层进行处理,清理浮灰;2涂刷橡化沥青防水涂料。大面防水层采用刮涂或喷涂方式施做,刮涂采用齿状刮板,涂刷完后基层表面不得出现空鼓。涂刷顶、立面涂料时需注意调节涂料粘度不得出现流淌现象。3施做塑料防水板及保护层;4防水板与橡化沥青过渡部位,顶、立面部位采用固定件收口,固定件包括1.5mm厚钢板压条及间距200mm水泥钉。
4.效果及需解决的问题
实践证明,针对部分破除临时支撑不割除工字钢方案中工字钢与防水板过渡结构节点处采用柔性防水材料+EVA防水板防水效果良好,大断面仰拱无一处漏水,既很好地控制了拱部沉降,又对隧道上方管线起到了良好的保护作用。该防水施工工艺对防水施工队伍的专业性要求较高,对于工字钢节点基面处理,涂料涂刷质量必须严格控制。
5.结论及展望
暗挖隧道沉降变形及防水施工质量是一个系统工程,其中设计是前提,材料是基础,施工是关键。临时支撑部分拆除,柔性防水涂料+EVA防水板作为大断面暗挖隧道控制沉降及提高防水施工质量是一个创新,对提高我国地铁隧道施工技术及质量保证具有重要意义。



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