地下铁道工程防水技术探讨 [摘要]地下铁道工程时刻受到地下水的作用,防水问题不仅影响工程本身的坚固性和耐久性,而且直接影响到地下铁道的正常使用。以地铁工程暗挖隧道、明挖结构为例,详细介绍了围岩防水、结构自防水、附加防水层以及排水系统等防水技术,指出对于具体工程,应根据其基本特征选择不同的防水技术措施。 [关键词]地下铁道工程;地下水;防水技术 地铁工程所在城市地表往往高楼林立、交通拥挤,不可过多降低城市地下水位,也必然对地下水的排放进行限制。因此,地铁工程防水应遵循“以防为主,堵排结合;多道设防,刚柔并举;因地制宜,综合治理”的原则,精心设计,精心施工;所采取防水措施主要有隔水、排水、堵水等。在总体应用上,宜按地铁工程结构形式及其所处的地质条件的实际情况进行分解与细化。 根据国家标准,地铁车站结构与区间隧道分别属于一级、二级防水[1]。但工程实践证明,即使按一级防水要求,采取各种防水措施,所建工程均要进行后期的大量堵漏处理,否则连二级防水要求都达不到。基于工程施工实际,建议不管是地铁车站结构或是区间隧道,在设计、施工中都应按一级防水要求进行,以减小工程后期堵漏工作量。 文中以新奥法施工工程为例,暗挖隧道复合式衬砌结构可分为初期支护、附加层、二次衬砌及围岩,从这几方面介绍了暗挖隧道工程防水技术;同时对明挖地铁车站工程,在防水方面把围护结构等同于暗挖隧道的初期支护进行考虑,其防水技术与暗挖隧道工程共同探讨。 1 围岩防水 按新奥法原理,围岩与初期支护作为一个整体协调作用,共同抵抗围岩压力;同时从开挖、支护及防水施工角度讲,二者也是紧密联系在一起的,因此把围岩与初期支护一起考虑,共同作为第一道防水屏障。按“以防为主”的原则,采取堵水、隔水措施,主要是降低地下水的渗透系数、减小地下水的渗入量,是一种积极、治本的方法。 1·1 预处理 预处理对明挖结构来讲,是在围护结构外采取如搅拌桩、旋喷桩及深孔注浆等措施,在基坑外形成止水帷幕(密排围护结构本身其实也是一种止水帷幕);对暗挖隧道来讲,采取如地表预注浆及洞内全断面注浆、水平旋喷桩帷幕、超前预注浆等措施,在隧道周围围岩内形成止水帷幕。 至于是否采取预处理措施、采取什么样的技术措施,应根据地质条件及经济、合理的原则,在不危害开挖安全和满足地铁排水不超标的前提下,经过科学比选后确定。其中,对于明挖结构的搅拌桩、旋喷桩及深孔注浆等措施,止水效果是能够保证的;对于暗挖隧道的地表预注浆措施,在城市内往往受场地限制采用较少,并且实践证明,可控性差、效果不理想,但可作为洞内方案的辅助措施;其它几种措施在不同工点都曾收到较好的效果。同时,应在地表设置必要的地下水位监测井,观测地下水位及其变动情况,以指导施工。 1·2 后处理 后处理对于明挖结构来讲,主要是指基坑开挖完成、主体结构施工前(指明挖顺作法),针对渗漏点进行注浆止水。围护结构为围护桩时,主要是桩间漏水,在进行桩间回填时可预留注浆管,对明显漏水处注浆管应进入桩后岩土体1~2m,对桩外岩土体进行注浆止水,并对桩间空隙进行回填注浆。后处理对于暗挖隧道来讲,主要是在初期支护完成后,防水层施工前进行针对性的探水注浆及系统的回填注浆、固结注浆。 探水注浆是针对渗漏或涌水点,探明水路的准确位置,通过钻孔埋注浆管(长为1~1.5m)至岩层,实施注浆止水。系统的回填注浆是通过初期支护施作时预埋的注浆管(纵向间距3~5m),对初期支护与围岩间的空隙进行注浆充填;回填注浆后视情况进行固结注浆;系统的固结注浆与探水注浆作用及实施方法相同,只是要求在隧道内按一定环纵向间距(在施作时,按地质条件及注浆情况灵活掌控)布置注浆孔[3-4]。一般情况下,回填注浆采用纯水泥浆,探水注浆及固结注浆采用水泥-水玻璃双液浆,以控制注浆范围。在实施时,回填注浆压力一般为0.2~0.6MPa,探水及固结注浆压力一般为0.5~1.0MPa,应严格控制,压力过大将对结构造成破坏作用[4]。 为做好后处理工作,在开挖过程中应做好详细的地质素描,对含水量较大、围岩破碎、裂隙发育、砂层等地段做好标识,作为后处理的重点地段。同时,初期支护面上的白色乳液痕迹是漏水的标志,也应做重点处理。但在实际工程中,后处理常常未做到位、甚至未做。原因之一是工期紧,盲目抢进度;另一个原因是,隧道或基坑开挖后(或由于人工降水)引起地下水流失、地下水位及水压降低,此时洞内及基坑内大部分渗水不大
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