上海地鐵6號(hào)線區(qū)間防水技術(shù)淺析1 工程概述 上海地鐵6號(hào)線北起港城路站南至主題公園站,全長(zhǎng)31.6km,共設(shè)28個(gè)站臺(tái)、27個(gè)區(qū)間,建成后將成為上海浦東地區(qū)重要的軌道交通線路。6號(hào)線區(qū)間分為高架段和地下段兩部分,地下區(qū)間分別采用了明挖、雙圓盾構(gòu)和單圓盾構(gòu)等不同的施工工藝。 單圓盾構(gòu)區(qū)間采用了單層裝配式預(yù)制鋼筋混凝土襯砌(旁通道部位為鋼管片),外徑6.2m,內(nèi)徑5.5m,厚350mm,通縫拼裝。隧道管片在全環(huán)分成一塊大封底D(84°)、兩塊標(biāo)準(zhǔn)塊B(65°)、兩塊鄰接塊L(65°)和一塊封頂塊K(16°),見(jiàn)圖1。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用1.2m環(huán)寬,有效減少了環(huán)縫和漏水環(huán)節(jié),提高了施工進(jìn)度。本文就單圓盾構(gòu)區(qū)間防水設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。
2 防水技術(shù)要求 盾構(gòu)區(qū)間防水貫徹“以防為主,突出重點(diǎn)防線,綜合治理”的原則,采用高精度鋼模制作高精度管片,以管片結(jié)構(gòu)自防水為根本、接縫防水為重點(diǎn),確保隧道整體防水。所謂的綜合治理,是指不但要從防水設(shè)計(jì)、施工著手,還要從襯砌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、管片拼裝質(zhì)量、控制隧道后期不均勻沉降等多方面進(jìn)行綜合治理,主要包括:1)管片結(jié)構(gòu)自防水、管片外防水;2)襯砌接縫防水;3)注漿孔、螺栓孔防水;4)隧道與車(chē)站端頭井、旁通道防水;5)管片制作的強(qiáng)度、精度,盾構(gòu)施工拼裝質(zhì)量及其他現(xiàn)場(chǎng)管理等方面的綜合治理。 6號(hào)線區(qū)間隧道及旁通道采用高于二級(jí)的防水標(biāo)準(zhǔn),即每晝夜?jié)B水量不大于0.06L/m2,每晝夜任意100m2滲水量≤10L;隧道頂部不允許滴水,側(cè)墻表面允許有少量、偶見(jiàn)濕漬,隧道內(nèi)表面的潮濕面積≤4/1000的總內(nèi)表面積,任意100m2濕漬不超過(guò)4點(diǎn),任一濕漬面積≤0.15m2;襯砌接頭不允許漏泥沙和滴漏,拱底塊在嵌縫作業(yè)后不允許有滲水。3 管片結(jié)構(gòu)自防水和制作精度3.1 管片結(jié)構(gòu)自防水 結(jié)構(gòu)自防水是首選的防水措施,主要方法為管片材料采用防水混凝土。6號(hào)線區(qū)間管片采用了耐久性較好的高性能自防水混凝土,通過(guò)外摻劑改性提高混凝土的抗?jié)B性。混凝土管片抗?jié)B等級(jí)≥S10,同時(shí)還要求檢測(cè)管片混凝土的滲透系數(shù)或氯離子擴(kuò)散系數(shù),使管片混凝土抗?jié)B系數(shù)≤5×10-13 m/s,氯離子擴(kuò)散系數(shù)≤8×10-9cm2/s。 在有腐蝕性介質(zhì)或隧道埋深較深的地層中,需在管片外弧面涂刷外防水涂層,以保證管片混凝土滲透系數(shù)≤5×10-14m/s,氯離子擴(kuò)散系數(shù)≤2×10-9 cm2/s(涂刷后檢測(cè))?；炷凉芷r砌每?jī)森h(huán)需取一塊管片進(jìn)行檢漏試驗(yàn),即在0.8MPa水壓維持3h條件下,滲水進(jìn)入管片外背高度≤5cm。3.2 采用高精度管片 根據(jù)國(guó)內(nèi)外隧道施工實(shí)踐,采用高精度鋼模、提高管片精度是裝配式鋼筋混凝土管片防水中很重要的環(huán)節(jié)。因?yàn)槿绻r砌管片制作精度差,加上襯砌拼裝的累計(jì)誤差,將導(dǎo)致襯砌接縫不密貼而出現(xiàn)較大的初始縫隙,此時(shí)如果接縫防水材料的彈性變形量不能適應(yīng)縫隙要求就會(huì)出現(xiàn)漏水。另外,當(dāng)襯砌制作精度不夠時(shí),襯砌容易在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)被頂碎和崩落,從而導(dǎo)致漏水。因此6號(hào)線對(duì)管片制作精度提出了要求:單塊檢驗(yàn)允差:寬度±0.5mm, 弧弦長(zhǎng)±1.0mm,管片外半徑0～2mm,內(nèi)半徑±1mm,螺栓孔直徑與孔位±1mm;整環(huán)拼裝檢驗(yàn):相鄰環(huán)環(huán)面間隙不得大于1.0mm,縱縫相鄰塊塊間隙不得大于0～2mm(縱縫內(nèi)需墊壓縮至2mm厚的傳力襯墊),對(duì)應(yīng)的環(huán)向螺栓孔不同軸度小于1mm。4 管片接縫防水 管片接縫防水包括管片間的彈性密封墊防水、隧道內(nèi)側(cè)相鄰管片間的嵌縫密封防水以及必要時(shí)向接縫內(nèi)注漿等,彈性密封墊防水最重要也最可靠,是接縫防水的重點(diǎn)[1]。4.1 彈性密封墊防水 國(guó)際上常用的彈性密封墊主要有兩大類(lèi)型[2]:一種是以歐洲為代表的謝斯菲爾德型非膨脹合成橡膠,靠彈性壓密,以接觸面壓應(yīng)力來(lái)止水,以耐久性見(jiàn)長(zhǎng);另一種是以日本為代表的遇水膨脹橡膠,靠其遇水膨脹后的膨脹壓來(lái)止水,其特點(diǎn)是密封材料較薄、施工方便,但耐久性尚待驗(yàn)證。上海地鐵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐,在接縫防水上主要采用將兩者相結(jié)合的復(fù)合型彈性密封墊型式。 與地鐵一、二號(hào)線采用的氯丁橡膠和遇水膨脹橡膠的復(fù)合型彈性密封墊不同,6號(hào)線防水設(shè)計(jì)中,采用了多孔特殊斷面三元乙丙橡膠(其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1)與遇水膨脹橡膠(其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2)復(fù)合的框形彈性密封墊(見(jiàn)圖2)。 采用三元乙丙膠作為接縫彈性密封墊的主材料,其優(yōu)點(diǎn)有[3]: 1)應(yīng)力松弛較氯丁、丁苯、天然膠都低。根據(jù)阿累尼烏斯公式熱老化試驗(yàn),其100a的松弛值為12%,比氯丁橡膠小。 2)低溫不發(fā)生晶格變密、材料發(fā)硬、壓縮應(yīng)力劇增的現(xiàn)象。而氯丁橡膠結(jié)晶溫度為5℃,上述現(xiàn)象明顯,致使冬季施工時(shí)送下井的管片若馬上拼裝,橡膠密封墊難以還暖轉(zhuǎn)軟,壓應(yīng)力劇升,密封墊溝槽外沿混凝土?xí)粔核椤?3)其他耐久性?xún)?yōu)良,其技術(shù)性能指標(biāo)參見(jiàn)表1。 為了防止在拼裝封頂塊時(shí)彈性密封墊被擠出,在封頂塊和鄰接塊的縱縫處采用了遇水膨脹橡膠和氯丁橡膠相結(jié)合的密封墊型式(見(jiàn)圖3),大大減薄了彈性密封墊的厚度,并要求封頂塊兩側(cè)的彈性橡膠密封墊應(yīng)在拼裝前涂表面潤(rùn)滑劑,以減少封頂塊插入時(shí)彈性橡膠密封墊間的摩阻力。而在旁通道的鋼管片等局部區(qū)域,則采用了兩道遇水膨脹橡膠薄片進(jìn)行防水。 由于彈性橡膠密封墊頂面嵌入的遇水膨脹橡膠遇水和潮氣會(huì)膨脹,所以要求逢雨天或霉雨季節(jié),在其上覆蓋塑料薄膜或在表面涂緩膨脹劑。在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中,盾構(gòu)容易積水,從而使底部彈性密封墊過(guò)早遇水膨脹,使防水能力下降,因此要求拱底塊彈性橡膠密封墊的表面必須涂刷緩膨脹劑3度。 此外,為加強(qiáng)管片的角部防水,還在管片角部橡膠條表面設(shè)計(jì)了丁基橡膠膩?zhàn)颖∑?。在變形縫處,則采用彈性橡膠密封墊表面加貼遇水膨脹橡膠的方式加強(qiáng)止水性能(見(jiàn)圖2)。4.2 嵌縫防水 嵌縫防水即在管片內(nèi)側(cè)嵌縫槽內(nèi)設(shè)置嵌縫材料,構(gòu)成接縫防水的第2道防線。 嵌縫槽的形狀要考慮拱頂嵌縫時(shí),不致使填料墜落、流淌。嵌縫材料應(yīng)具有良好的水密性、耐侵蝕性、伸縮復(fù)原性以及硬化時(shí)間短、收縮小、便于施工等特性。變形縫的嵌縫槽形狀和填料必須滿足在變形情況下亦能止水的要求。上海曾對(duì)不定型自粘丁基橡膠膩?zhàn)?、遇水膨脹橡膠膩?zhàn)?用氯丁膠乳水泥加封)、制品型海綿橡膠為芯材外包遇水膨脹橡膠的圓形嵌條以及內(nèi)插塑料擴(kuò)張芯材的特殊齒型嵌條進(jìn)行實(shí)驗(yàn),認(rèn)為遇水膨脹橡膠膩?zhàn)虞^好。 嵌縫作業(yè)應(yīng)在襯砌變形穩(wěn)定后,在無(wú)千斤頂推力影響的范圍內(nèi)進(jìn)行。嵌縫前要將嵌縫槽內(nèi)的油、銹、水清除干凈,必要時(shí)用噴燈烘干,不得在滲水情況下施工,并應(yīng)在涂刷底層涂料后再進(jìn)行填塞填料、搗實(shí)。嵌縫要特別注意拱頂?shù)那短钯|(zhì)量,因?yàn)榇颂幵谶\(yùn)營(yíng)后難以補(bǔ)救。 6號(hào)線防水設(shè)計(jì)中,結(jié)合以往盾構(gòu)區(qū)間隧道嵌縫的經(jīng)驗(yàn),根據(jù)襯砌環(huán)變形要求的不同,設(shè)置了相應(yīng)的嵌縫方式。對(duì)于變形要求較大的部位,采用了能承受一定變形量的柔性嵌縫方式;對(duì)于沒(méi)有特殊變形要求的部位,采用了剛性嵌縫方式。即在嵌縫范圍拱頂45°、整環(huán)變形縫、鋼管片環(huán)與鋼管片環(huán)之間整環(huán)環(huán)縫、鋼管片環(huán)與混凝土管片環(huán)之間整環(huán)環(huán)縫及鋼管片環(huán)上的縱縫處,采用聚乙烯泡沫條加封高模量聚氨酯密封膠的嵌填方式(見(jiàn)圖4);在拱底86°,進(jìn)出洞各20環(huán)整環(huán)縱、環(huán)縫嵌填(扣除變形縫環(huán)),聯(lián)絡(luò)通道鋼管片襯砌中心環(huán)縫前后各2環(huán)(扣除鋼管片環(huán)、變形縫環(huán))整環(huán)縱、環(huán)縫處,采用遇水膨脹密封膠加封氯丁膠乳快硬水泥的嵌填方式(見(jiàn)圖5)。4.3 環(huán)、縱縫設(shè)置丁腈軟木襯墊 在縫間設(shè)置軟木襯墊可使管片接縫保持永久的彈性狀態(tài)和具有足夠的承壓能力,以適應(yīng)隧道一定量的不均勻沉降以及長(zhǎng)期處于“蠕動(dòng)”狀態(tài)而產(chǎn)生的接縫張開(kāi)和錯(cuò)動(dòng),保證管片接縫的防水效果。因此,在6號(hào)線防水設(shè)計(jì)中,在管片的縱縫中設(shè)置了厚3mm的丁腈軟木襯墊。襯墊不僅有填縫隙的作用,還能對(duì)局部應(yīng)力起緩解作用。5 注漿孔、螺栓孔防水 螺栓與螺栓孔或壓漿孔之間的裝配間隙也是滲漏多發(fā)處,所采用的堵漏措施就是用塑性(合成樹(shù)脂類(lèi)、石棉瀝青或鉛)和彈性(橡膠或聚氨酯水膨脹橡膠等)密封圈墊。在擰緊螺栓時(shí),密封圈受擠壓變形充填在螺栓和孔壁之間,達(dá)到止水效果(見(jiàn)圖6)。 密封圈的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是:1)密封圈與其溝槽外形應(yīng)相匹配;2)充分考慮密封圈在螺栓偏心位置下的抗水壓密封性;3)密封圈斷面尺寸應(yīng)與螺栓尺寸相適應(yīng)。 在6號(hào)線區(qū)間防水設(shè)計(jì)中采用了遇水膨脹橡膠密封圈(其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2),利用其壓密和膨脹雙重作用來(lái)滿足注漿孔、螺孔的防水要求。6 隧道與車(chē)站端頭井防水 盾構(gòu)出洞時(shí),采用鉸鏈型密封件與簾布橡膠圈防止漏泥裝置,輔以井圈注漿止水的臨時(shí)接頭防水、鋼筋混凝土永久接頭防水,其與井壁、管片的接縫也應(yīng)由預(yù)留全斷面出漿的注漿管與單組分聚氨酯密封膠等多道柔性防水材料密封。7 旁通道防水 旁通道防水設(shè)計(jì)包括通道與隧道接縫處的防水設(shè)計(jì)和旁通道本體防水設(shè)計(jì)兩部分。旁通道與隧道接頭處防水:加強(qiáng)旁通道與隧道接頭處的防水,分別于支護(hù)層與結(jié)構(gòu)層中預(yù)留兜繞成圈的緩膨型遇水膨脹橡膠條和預(yù)埋全斷面出漿的注漿管,通過(guò)止水條的遇水膨脹功效、注漿管壓注化學(xué)漿液的止水功效,來(lái)保證接頭的水密性。旁通道本體防水首要是做到結(jié)構(gòu)自防水:采用C35高性能混凝土,并通過(guò)添加高效減水劑、外加劑,限制膠凝材料中氯離子的總量,防止堿集料反應(yīng),加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等措施,確保結(jié)構(gòu)混凝土的自防水性能,改善高性能混凝土的抗拉強(qiáng)度與彈性模量。此外還通過(guò)在支護(hù)層和結(jié)構(gòu)層之間的夾層中設(shè)置復(fù)合防水層來(lái)達(dá)到加強(qiáng)防水的目的(見(jiàn)圖7)。8 結(jié)語(yǔ) 目前地鐵6號(hào)線已經(jīng)推進(jìn)完成的區(qū)間有:高清路工作井—成山路站上行線、成山路站—濱洲路站上行線、主題公園站—長(zhǎng)清路工作井上行線等區(qū)間,施工完成后的隧道防水效果良好,基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,證明所采用的防水措施是行之有效的。參考文獻(xiàn)[1]小泉淳,小林亨.盾構(gòu)隧道最新防水技術(shù).隧道譯叢,1993(4):50-64[2]張萍,朱祖熹.淺論黃浦江觀光隧道襯砌防水技術(shù)的先進(jìn)性.中國(guó)建筑防水,2002(1):24-26[3]溫竹茵,張慶賀,等.盾構(gòu)法隧道防水堵漏技術(shù).施工技術(shù),1999(4):13-14
2 防水技術(shù)要求 盾構(gòu)區(qū)間防水貫徹“以防為主,突出重點(diǎn)防線,綜合治理”的原則,采用高精度鋼模制作高精度管片,以管片結(jié)構(gòu)自防水為根本、接縫防水為重點(diǎn),確保隧道整體防水。所謂的綜合治理,是指不但要從防水設(shè)計(jì)、施工著手,還要從襯砌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、管片拼裝質(zhì)量、控制隧道后期不均勻沉降等多方面進(jìn)行綜合治理,主要包括:1)管片結(jié)構(gòu)自防水、管片外防水;2)襯砌接縫防水;3)注漿孔、螺栓孔防水;4)隧道與車(chē)站端頭井、旁通道防水;5)管片制作的強(qiáng)度、精度,盾構(gòu)施工拼裝質(zhì)量及其他現(xiàn)場(chǎng)管理等方面的綜合治理。 6號(hào)線區(qū)間隧道及旁通道采用高于二級(jí)的防水標(biāo)準(zhǔn),即每晝夜?jié)B水量不大于0.06L/m2,每晝夜任意100m2滲水量≤10L;隧道頂部不允許滴水,側(cè)墻表面允許有少量、偶見(jiàn)濕漬,隧道內(nèi)表面的潮濕面積≤4/1000的總內(nèi)表面積,任意100m2濕漬不超過(guò)4點(diǎn),任一濕漬面積≤0.15m2;襯砌接頭不允許漏泥沙和滴漏,拱底塊在嵌縫作業(yè)后不允許有滲水。3 管片結(jié)構(gòu)自防水和制作精度3.1 管片結(jié)構(gòu)自防水 結(jié)構(gòu)自防水是首選的防水措施,主要方法為管片材料采用防水混凝土。6號(hào)線區(qū)間管片采用了耐久性較好的高性能自防水混凝土,通過(guò)外摻劑改性提高混凝土的抗?jié)B性。混凝土管片抗?jié)B等級(jí)≥S10,同時(shí)還要求檢測(cè)管片混凝土的滲透系數(shù)或氯離子擴(kuò)散系數(shù),使管片混凝土抗?jié)B系數(shù)≤5×10-13 m/s,氯離子擴(kuò)散系數(shù)≤8×10-9cm2/s。 在有腐蝕性介質(zhì)或隧道埋深較深的地層中,需在管片外弧面涂刷外防水涂層,以保證管片混凝土滲透系數(shù)≤5×10-14m/s,氯離子擴(kuò)散系數(shù)≤2×10-9 cm2/s(涂刷后檢測(cè))?；炷凉芷r砌每?jī)森h(huán)需取一塊管片進(jìn)行檢漏試驗(yàn),即在0.8MPa水壓維持3h條件下,滲水進(jìn)入管片外背高度≤5cm。3.2 采用高精度管片 根據(jù)國(guó)內(nèi)外隧道施工實(shí)踐,采用高精度鋼模、提高管片精度是裝配式鋼筋混凝土管片防水中很重要的環(huán)節(jié)。因?yàn)槿绻r砌管片制作精度差,加上襯砌拼裝的累計(jì)誤差,將導(dǎo)致襯砌接縫不密貼而出現(xiàn)較大的初始縫隙,此時(shí)如果接縫防水材料的彈性變形量不能適應(yīng)縫隙要求就會(huì)出現(xiàn)漏水。另外,當(dāng)襯砌制作精度不夠時(shí),襯砌容易在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)被頂碎和崩落,從而導(dǎo)致漏水。因此6號(hào)線對(duì)管片制作精度提出了要求:單塊檢驗(yàn)允差:寬度±0.5mm, 弧弦長(zhǎng)±1.0mm,管片外半徑0～2mm,內(nèi)半徑±1mm,螺栓孔直徑與孔位±1mm;整環(huán)拼裝檢驗(yàn):相鄰環(huán)環(huán)面間隙不得大于1.0mm,縱縫相鄰塊塊間隙不得大于0～2mm(縱縫內(nèi)需墊壓縮至2mm厚的傳力襯墊),對(duì)應(yīng)的環(huán)向螺栓孔不同軸度小于1mm。4 管片接縫防水 管片接縫防水包括管片間的彈性密封墊防水、隧道內(nèi)側(cè)相鄰管片間的嵌縫密封防水以及必要時(shí)向接縫內(nèi)注漿等,彈性密封墊防水最重要也最可靠,是接縫防水的重點(diǎn)[1]。4.1 彈性密封墊防水 國(guó)際上常用的彈性密封墊主要有兩大類(lèi)型[2]:一種是以歐洲為代表的謝斯菲爾德型非膨脹合成橡膠,靠彈性壓密,以接觸面壓應(yīng)力來(lái)止水,以耐久性見(jiàn)長(zhǎng);另一種是以日本為代表的遇水膨脹橡膠,靠其遇水膨脹后的膨脹壓來(lái)止水,其特點(diǎn)是密封材料較薄、施工方便,但耐久性尚待驗(yàn)證。上海地鐵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐,在接縫防水上主要采用將兩者相結(jié)合的復(fù)合型彈性密封墊型式。 與地鐵一、二號(hào)線采用的氯丁橡膠和遇水膨脹橡膠的復(fù)合型彈性密封墊不同,6號(hào)線防水設(shè)計(jì)中,采用了多孔特殊斷面三元乙丙橡膠(其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1)與遇水膨脹橡膠(其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2)復(fù)合的框形彈性密封墊(見(jiàn)圖2)。 采用三元乙丙膠作為接縫彈性密封墊的主材料,其優(yōu)點(diǎn)有[3]: 1)應(yīng)力松弛較氯丁、丁苯、天然膠都低。根據(jù)阿累尼烏斯公式熱老化試驗(yàn),其100a的松弛值為12%,比氯丁橡膠小。 2)低溫不發(fā)生晶格變密、材料發(fā)硬、壓縮應(yīng)力劇增的現(xiàn)象。而氯丁橡膠結(jié)晶溫度為5℃,上述現(xiàn)象明顯,致使冬季施工時(shí)送下井的管片若馬上拼裝,橡膠密封墊難以還暖轉(zhuǎn)軟,壓應(yīng)力劇升,密封墊溝槽外沿混凝土?xí)粔核椤?3)其他耐久性?xún)?yōu)良,其技術(shù)性能指標(biāo)參見(jiàn)表1。 為了防止在拼裝封頂塊時(shí)彈性密封墊被擠出,在封頂塊和鄰接塊的縱縫處采用了遇水膨脹橡膠和氯丁橡膠相結(jié)合的密封墊型式(見(jiàn)圖3),大大減薄了彈性密封墊的厚度,并要求封頂塊兩側(cè)的彈性橡膠密封墊應(yīng)在拼裝前涂表面潤(rùn)滑劑,以減少封頂塊插入時(shí)彈性橡膠密封墊間的摩阻力。而在旁通道的鋼管片等局部區(qū)域,則采用了兩道遇水膨脹橡膠薄片進(jìn)行防水。 由于彈性橡膠密封墊頂面嵌入的遇水膨脹橡膠遇水和潮氣會(huì)膨脹,所以要求逢雨天或霉雨季節(jié),在其上覆蓋塑料薄膜或在表面涂緩膨脹劑。在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中,盾構(gòu)容易積水,從而使底部彈性密封墊過(guò)早遇水膨脹,使防水能力下降,因此要求拱底塊彈性橡膠密封墊的表面必須涂刷緩膨脹劑3度。 此外,為加強(qiáng)管片的角部防水,還在管片角部橡膠條表面設(shè)計(jì)了丁基橡膠膩?zhàn)颖∑?。在變形縫處,則采用彈性橡膠密封墊表面加貼遇水膨脹橡膠的方式加強(qiáng)止水性能(見(jiàn)圖2)。4.2 嵌縫防水 嵌縫防水即在管片內(nèi)側(cè)嵌縫槽內(nèi)設(shè)置嵌縫材料,構(gòu)成接縫防水的第2道防線。 嵌縫槽的形狀要考慮拱頂嵌縫時(shí),不致使填料墜落、流淌。嵌縫材料應(yīng)具有良好的水密性、耐侵蝕性、伸縮復(fù)原性以及硬化時(shí)間短、收縮小、便于施工等特性。變形縫的嵌縫槽形狀和填料必須滿足在變形情況下亦能止水的要求。上海曾對(duì)不定型自粘丁基橡膠膩?zhàn)?、遇水膨脹橡膠膩?zhàn)?用氯丁膠乳水泥加封)、制品型海綿橡膠為芯材外包遇水膨脹橡膠的圓形嵌條以及內(nèi)插塑料擴(kuò)張芯材的特殊齒型嵌條進(jìn)行實(shí)驗(yàn),認(rèn)為遇水膨脹橡膠膩?zhàn)虞^好。 嵌縫作業(yè)應(yīng)在襯砌變形穩(wěn)定后,在無(wú)千斤頂推力影響的范圍內(nèi)進(jìn)行。嵌縫前要將嵌縫槽內(nèi)的油、銹、水清除干凈,必要時(shí)用噴燈烘干,不得在滲水情況下施工,并應(yīng)在涂刷底層涂料后再進(jìn)行填塞填料、搗實(shí)。嵌縫要特別注意拱頂?shù)那短钯|(zhì)量,因?yàn)榇颂幵谶\(yùn)營(yíng)后難以補(bǔ)救。 6號(hào)線防水設(shè)計(jì)中,結(jié)合以往盾構(gòu)區(qū)間隧道嵌縫的經(jīng)驗(yàn),根據(jù)襯砌環(huán)變形要求的不同,設(shè)置了相應(yīng)的嵌縫方式。對(duì)于變形要求較大的部位,采用了能承受一定變形量的柔性嵌縫方式;對(duì)于沒(méi)有特殊變形要求的部位,采用了剛性嵌縫方式。即在嵌縫范圍拱頂45°、整環(huán)變形縫、鋼管片環(huán)與鋼管片環(huán)之間整環(huán)環(huán)縫、鋼管片環(huán)與混凝土管片環(huán)之間整環(huán)環(huán)縫及鋼管片環(huán)上的縱縫處,采用聚乙烯泡沫條加封高模量聚氨酯密封膠的嵌填方式(見(jiàn)圖4);在拱底86°,進(jìn)出洞各20環(huán)整環(huán)縱、環(huán)縫嵌填(扣除變形縫環(huán)),聯(lián)絡(luò)通道鋼管片襯砌中心環(huán)縫前后各2環(huán)(扣除鋼管片環(huán)、變形縫環(huán))整環(huán)縱、環(huán)縫處,采用遇水膨脹密封膠加封氯丁膠乳快硬水泥的嵌填方式(見(jiàn)圖5)。4.3 環(huán)、縱縫設(shè)置丁腈軟木襯墊 在縫間設(shè)置軟木襯墊可使管片接縫保持永久的彈性狀態(tài)和具有足夠的承壓能力,以適應(yīng)隧道一定量的不均勻沉降以及長(zhǎng)期處于“蠕動(dòng)”狀態(tài)而產(chǎn)生的接縫張開(kāi)和錯(cuò)動(dòng),保證管片接縫的防水效果。因此,在6號(hào)線防水設(shè)計(jì)中,在管片的縱縫中設(shè)置了厚3mm的丁腈軟木襯墊。襯墊不僅有填縫隙的作用,還能對(duì)局部應(yīng)力起緩解作用。5 注漿孔、螺栓孔防水 螺栓與螺栓孔或壓漿孔之間的裝配間隙也是滲漏多發(fā)處,所采用的堵漏措施就是用塑性(合成樹(shù)脂類(lèi)、石棉瀝青或鉛)和彈性(橡膠或聚氨酯水膨脹橡膠等)密封圈墊。在擰緊螺栓時(shí),密封圈受擠壓變形充填在螺栓和孔壁之間,達(dá)到止水效果(見(jiàn)圖6)。 密封圈的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是:1)密封圈與其溝槽外形應(yīng)相匹配;2)充分考慮密封圈在螺栓偏心位置下的抗水壓密封性;3)密封圈斷面尺寸應(yīng)與螺栓尺寸相適應(yīng)。 在6號(hào)線區(qū)間防水設(shè)計(jì)中采用了遇水膨脹橡膠密封圈(其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2),利用其壓密和膨脹雙重作用來(lái)滿足注漿孔、螺孔的防水要求。6 隧道與車(chē)站端頭井防水 盾構(gòu)出洞時(shí),采用鉸鏈型密封件與簾布橡膠圈防止漏泥裝置,輔以井圈注漿止水的臨時(shí)接頭防水、鋼筋混凝土永久接頭防水,其與井壁、管片的接縫也應(yīng)由預(yù)留全斷面出漿的注漿管與單組分聚氨酯密封膠等多道柔性防水材料密封。7 旁通道防水 旁通道防水設(shè)計(jì)包括通道與隧道接縫處的防水設(shè)計(jì)和旁通道本體防水設(shè)計(jì)兩部分。旁通道與隧道接頭處防水:加強(qiáng)旁通道與隧道接頭處的防水,分別于支護(hù)層與結(jié)構(gòu)層中預(yù)留兜繞成圈的緩膨型遇水膨脹橡膠條和預(yù)埋全斷面出漿的注漿管,通過(guò)止水條的遇水膨脹功效、注漿管壓注化學(xué)漿液的止水功效,來(lái)保證接頭的水密性。旁通道本體防水首要是做到結(jié)構(gòu)自防水:采用C35高性能混凝土,并通過(guò)添加高效減水劑、外加劑,限制膠凝材料中氯離子的總量,防止堿集料反應(yīng),加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等措施,確保結(jié)構(gòu)混凝土的自防水性能,改善高性能混凝土的抗拉強(qiáng)度與彈性模量。此外還通過(guò)在支護(hù)層和結(jié)構(gòu)層之間的夾層中設(shè)置復(fù)合防水層來(lái)達(dá)到加強(qiáng)防水的目的(見(jiàn)圖7)。8 結(jié)語(yǔ) 目前地鐵6號(hào)線已經(jīng)推進(jìn)完成的區(qū)間有:高清路工作井—成山路站上行線、成山路站—濱洲路站上行線、主題公園站—長(zhǎng)清路工作井上行線等區(qū)間,施工完成后的隧道防水效果良好,基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,證明所采用的防水措施是行之有效的。參考文獻(xiàn)[1]小泉淳,小林亨.盾構(gòu)隧道最新防水技術(shù).隧道譯叢,1993(4):50-64[2]張萍,朱祖熹.淺論黃浦江觀光隧道襯砌防水技術(shù)的先進(jìn)性.中國(guó)建筑防水,2002(1):24-26[3]溫竹茵,張慶賀,等.盾構(gòu)法隧道防水堵漏技術(shù).施工技術(shù),1999(4):13-14
