近海地铁隧道防水施工技术探讨
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摘 要：青岛地铁项目施工的井嘉区间设计为全包防水体系初支不允许漏水，初支渗漏水情况较严重，区间围岩裂隙水丰富且海水联通，渗漏水为近似海水，严重影响着隧道二衬质量和初支施工质量造成，同时威胁着后期地铁的运营安全，如何有效地控制好富水隧道防水施工成为重中之重。
关键词：渗漏水;地铁;全包防水;防水施工
1 工程概况
1.1 地理位置
青岛市轨道交通R3线井冈山路站至嘉年华站区间位于山东省青岛市黄岛区，始于井冈山路站出站端，沿井冈山路和滨海大道滨海敷设（唐岛湾），终于嘉年华站进站端，全长3733m，隧道与唐岛湾海岸线的最小平面距离约17m。
1.2 水文地质条件
井嘉区间地表上层主要为素填土，厚度变化较大，成份似碎石、粘性土、中粗砂为主，混少量粉细砂及少量建筑垃圾，局部回填碎石块径较大，均匀性极差，稳定性差，透水性强。隧道内渗漏水为类海水，基岩裂隙水发育，基岩裂隙水主要含水层为基岩强风化～中风化带及构造裂隙发育处，呈脉状、带状产出，地下径流深度较大，径流方向复杂，具有一定的承压性，隧道内水系与外部水系相连通;另一方面，破碎带内的海水沿节理裂隙向隧道内汇集，导致隧道出现大面积成片渗漏，经过对渗漏水进行水体检测，显示为近似海水。
青岛地铁隧道衬砌防水结构为全包防水，隧道顶部不允许存在滴漏，其它部位不允许出现漏水，隧道结构表面可存在少量的湿渍。隧道防水要求高，而初期支护自防水以及防水板施工和混凝土施工质量对地铁隧道全包防水施工至关重要。
2 近海施工地铁隧道防水施工技术难点
青岛地铁R3线井嘉区间地铁施工属于近海施工区段，隧道与海岸线最近距离仅约17m。隧道内渗漏水为类海水，出水量大，具有一定的承压性，隧道内水系与外部水系相连通;地铁隧道全包防水施工的高要求，对防水施工技术提出了更高的要求，如何有效地提高隧道防水施工质量至关重要。
3 近海施工地铁隧道防水施工技术要点
3.1 做好区间隧道超前地质探测
在前期施工准备阶段，提前做好地表地质钻孔勘察工作，对地质特殊地段加密地质钻孔，根据地质报告，提前做好开挖工法变更和隧道注浆防水工作;在区间隧道开挖之前，提前进行隧道超前地质预报，主要采取超前地质探孔、超前地质雷达等措施判断裂隙水发育情况和前方地质状况，采取合适的开挖施工方法，尽量减少开挖对围岩的影响，并制定帷幕注浆、超前注浆的措施。
3.2 加强隧道洞内初支施工质量控制
在开挖过程中减少围岩扰动，采用光面爆破辅以机械开挖等，避免产生新的透水裂隙;保证初期支护施工质量，初支是隧道防水的第一道也是最重要的防线，隧道防水以自防水为主。严格把控隧道初期支护钢架安装施工质量和钢架安装间距，保证钢架连接质量和钢架垂直度符合施工技术要求;保证超前小导管、系统锚杆以及锁脚导管的打设角度和长度，并及时进行注浆施工作业;优先选用混凝土湿喷技术，并保证隧道喷射混凝土厚度和密实度，严控隧道湿喷质量和平整度，并及时进行隧道湿喷混凝土养护。
3.3 做好隧道内渗漏水处注浆施工工作
根据渗漏水特点，对隧道边墙和仰拱分别采取单点径向注浆，系统径向注浆，初支背后注浆等多种注浆方式相结合。径向注浆应以渗漏水处为中心，由四周向中心、由下向上、由水少处至富水处原则进行注浆施工。为了提高注浆效果和注浆施工进度，系统注浆采取分区分段注浆，注浆孔按照设计要求全环布置，对渗漏水严重位置进行加密注浆处理。
隧道注浆参数：浆液为普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥、1：1水泥水玻璃双液浆;注浆压力：0.5MPa～1.5MPa;双液浆注浆初压为0.5MPa，终压为1.0MPa～1.5MPa，达到终压时，保持5min～10min，使浆液完全充盈，双液浆的凝结时间为30s～60s不等。普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥单液注浆时，注浆初压为0.5MPa，终压为1.0MPa～1.5MPa，达到终压时，保持5min～10min，使浆液完全充盈，硫铝酸盐水泥初凝时间为9min～15min。注浆过程中严格控制各项注浆参数，缓慢加压，注意压力变化。注浆完成后，对存在较小渗水附近注浆孔进行重复注浆，直至初支基面无渗水情况为止。
3.4 做好隧道初支基面的处理
初期支护及注浆完成后，对外露的钢筋、导管等及时进行割除处理，并在钢筋及导管表面进行砂浆抹平处理;对初支表面不平整处及时进行补喷，凹凸不平处进行混凝土凿除处理，保证初支基面的平整度符合规范及设计要求。仰拱及边墙基面上的碎石等杂物及时清理干净，防止石块刺破防水板。仰拱底板防水板鋪设完毕后，及时在底板防水板上浇筑细石混凝土，对防水板进行保护。
3.5 防水板施工质量控制
防水板施工是防水施工质量的至关重要的一环，防水板施工质量直接影响整个防水质量的成败。加强对现场技术人员和作业人员的技术培训和安全技术交底，做到现场全程盯控带班作业。为了更好的保证隧道的整体防水效果，区间采用了分区注浆系统防水技术，每隔6m设置一道背贴式橡胶止水带，从而将防水板在二次衬砌背后分隔成若干个闭合区域，如若其中一个区域出现渗漏水不会传递至另一区域，并在每个区域内布置6个注浆管，注浆系统应尽量靠近施工缝处、变形缝等极易出现渗漏水的地方以方便后期注浆堵漏。
严格把控防水板原材进场质量关，做好防水板进场质量检验，坚决杜绝不合格产品进场。其次在防水板施工过程中，严格控制圆垫片布置数量和位置，防水板与圆垫片采用电磁焊机进行焊接。传统的热吹风焊机容易造成防水板过热导致防水板破损或防水板连接不到位。橡胶止水带及钢边止水带居中、布置顺直，保证止水带连接和搭接长度满足设计要求，橡胶止水带采取热熔硫化焊机焊接方式连接。 通过试验制订爬焊机的自动行走速度标准，并在焊机速度调节装置设定标记，严格限定爬焊机的自动行走速度，将爬焊机速度控制在2.5m/min。加强对已完成防水板的成品保护，钢筋进场前对钢筋头采用塑料管套进行保护，二衬钢筋安装时，采用塑料管套住钢筋头，可以有效地防止钢筋刺破防水板，不仅施工速度快而且可以反复利用。
3.6 混凝土施工质量控制管理
混凝土施工质量不仅事关二次衬砌结构强度，而且与隧道结构自防水密切相关，因此提高混凝土施工工艺是防水的重中之重同样能起到防水作用。一般情况下，地铁隧道结构混凝土采用防水、抗渗的设计原则，严格控制水泥、砂石、外加剂等原材料的质量，科学合理的配比以确保混凝土的自身质量满足设计规范要求。
由于地铁隧道混凝土施工中需通过竖井与地上混凝土下料平台相连接进行二次倒运，竖井高度落差较大，混凝土在下落过程中易流失水分，造成粗骨料和细骨料分离，所以应选用和易性好且塌落度满足浇筑需求的混凝土，并宜在竖井横通道处接料口再设置强制搅拌机进行混凝土二次搅拌，以确保隧道内混凝土的最终质量。对区间隧道二衬混凝土入模采用逐窗逐层进行水平对称浇筑，严格控制混凝土一次性浇筑高度，并在过程中加强混凝土振捣，保证混凝土的密实性，避免过振、露振，混凝土振捣时，振捣棒不得接触防水板，以防防水板受到损伤，减少后续混凝土渗漏水的可能。混凝土施工过程中应连续不间断，严禁加水。混凝土浇筑完成后，及时进行带模注浆，防止二衬背后空洞，保证二衬结构的稳定性，在混凝土强度达到设计强度的85%方可拆模，并及时进行混凝土洒水养护，避免混凝土内外温度差过大出现裂缝，导致后期出现渗漏水的情况。
通常施工缝处的混凝土是整体隧道二衬结构最为薄弱的地方，也是最容易出现渗漏水，所以在施工缝处一般采用埋设橡胶钢边止水带辅以涂抹水泥基渗透结晶材料进行加强处理。在浇筑下一环混凝土前，应先对前一段施工缝混凝土及时进行凿毛处理，并清理冲洗干净，以确保混凝土接槎处的施工质量。与此同时，可在施工缝处采用预埋注浆管的方法加强防水处理，如若后期出现渗漏水可进行注浆处理。
3.7 二衬混凝土强度达到设计要求后及时进行背后注浆
二衬拱墙完成后，难免会存在混凝土表面渗漏水或湿渍现象。待二衬混凝土强度达到设计要求后，及时对渗漏水及湿渍处进行二衬背后注浆，并严格控制注浆压力。二衬背后注浆采取P.O42.5普通硅酸盐水泥单液浆，并辅以新型注浆材料进行封堵漏浆处，如环氧树脂、聚氨酯等。
4 施工總结
综上所述，随着城市快速发展，对地下空间的利用需求日益剧增，地铁工程建设规模也随之愈来愈大。地铁施工是一项复杂的综合性工程，特别是防水系统显得尤为重要。施工防水技术的合理应用在本文中进行详细的阐述，对其他近海富水地层下地铁隧道防水施工具有一定指导意义。
参考文献：
[1] 王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004.
[2] TB 10753—2018.高速铁路隧道工程施工质量验收标准[S].
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