地鐵隧道初期支護滲漏水處理技術要點分析

張 建

（中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 101100）

0 引言

交通擁堵問題是城市發展進程中需要迫切解決的問題，建設地鐵是緩解城市交通問題、滿足人民交通需求以及促進經濟發展的重要手段。城市地鐵交通的便利，有利于整合地鐵沿線的各種資源，形成地鐵商圈效益，促進城市地鐵經濟的繁榮發展。

在地鐵工程施工過程中，如果發生滲漏水事件，會影響后續施工的順利開展，甚至會造成地鐵無法正常運行。加強地鐵隧道初期支護滲漏水處理技術的應用，對提升地鐵工程施工質量和建設水平具有重要作用。本文結合某東大橋站地鐵隧道施工，對地鐵隧道初期支護滲漏水問題進行深入分析，總結出有效的滲漏水處理技術和應用要點，為同類項目施工提供實踐經驗。

1 工程概況

工程位于某東大橋站和工人體育場站區間，線路由東大橋站引出，沿東大橋路中自南向北延伸，接入位于工人體育場東路與工人體育場北路交叉口的工人體育場站。區間右線線路從東大橋站引出后，線路平面以曲線半徑為5000m調整與左線線路平行敷設，直線段線間距為17.2m，右線設置一線兩列位停車線，左右線間設渡線連接，走線與新建3號線設置聯絡線。區間線路為單向坡，坡度由南向北分別為-14.485‰、-2‰，豎曲線半徑為5000m，軌面埋深27.5～29.9m。區間沿線道路交通繁忙，道路兩側多為中低層民、商用建筑等。區間沿線地勢平緩，略有起伏，地面高程為38.03～39.33m。該工程屬于超過一定規模的危險性較大的分項工程，需要編制專項施工方案和專家論證。

2 地鐵隧道初期支護滲漏水成因及危害

2.1 滲漏水成因

2.1.1 施工技術因素

地鐵隧道初期支護一般采用鋼筋網、噴射混凝土、鋼格柵、錨桿等方式。在地鐵隧道和車站交接處的支護施工采用砌筑和噴錨方式，在砌筑位置容易積聚水并形成滲漏。隧道初期支護為鋼格柵掛網噴錨施工工藝，在噴錨厚度達不到設計厚度、初支背后注漿不密實等薄弱位置容易發生滲漏現象；在噴射混凝土施工過程中，施工材料質量不合格或者混凝土結構存在雜物等都可能造成滲漏；混凝土噴射時防水等級設計不合理，地下水壓力過大、施工材料防水性能不足也可能造成滲漏水；預留預埋處理不規范，不符合地鐵隧道防水要求；襯砌施工用水的pH值不符合地鐵隧道施工要求，可能腐蝕噴射混凝土，形成滲漏[1]。

2.1.2 地質因素

工程勘察揭露地層的最大厚度為62m，根據地層沉積年代和成因類型，施工場地勘探范圍內的土層可分為人工填土層、第四紀全新世沖洪積層和第四紀晚更新世沖洪積層。工程水文勘察鉆孔最大深度62m，根據埋藏深度、動態變化特征和對工程建設的影響，施工現場地下水可分為上層滯水、層間潛水和承壓水。地鐵隧道施工期間由于沖積層斷裂、地下水壓力差等原因，在初期支護施工的薄弱環節容易出現滲漏水問題。當地下水面超過隧道底板時，造成地鐵隧道施工范圍的地下水形成一定的壓力差，導致滲漏。初期支護施工如果滲漏水處理不當，會在二襯施工的施工縫、結構縫等位置形成滲漏水[2]。

2.2 滲漏水對地鐵工程的危害

地鐵隧道初期支護滲漏水問題對地鐵設備、混凝土結構、襯砌承載力以及襯砌安全等將造成嚴重危害。滲漏水對地鐵隧道設備具有一定腐蝕性，可能加速設備消耗、造成設備故障，降低設備使用壽命，同時影響地下管線使用壽命。初期支護滲漏水會影響后續施工，降低防水鋪設、二襯施工等施工質量，增加工程施工成本；滲漏水可能會影響施工現場地質穩定性，長期滲漏容易造成塌陷，嚴重威脅施工安全。長期的滲漏水會腐蝕隧道混凝土結構的鋼筋，影響混凝土結構穩定性和安全性；長期滲水還可能造成襯砌脫落、風化問題，影響隧道襯砌的承載力，降低隧道結構的可靠性和安全性，影響地鐵隧道的使用壽命。

3 滲漏水處理要求

地鐵隧道初期支護滲漏水處理應堅持因地制宜、綜合治理的原則，確保滲漏水處理方案和施工技術符合地鐵隧道施工質量要求，確保處理過程技術可靠、經濟安全。滲漏水處理方案在試驗、檢測、檢驗合格后，選擇質量可靠、無毒無污染、防水性能持久的施工材料，采用可行性、有效性的施工技術，并符合相關規定和環保要求。在地鐵隧道初期支護滲漏水處理過程中采用補強加固相結合的方法，選擇適宜的灌漿材料、混凝土等，在堵漏、加固結構的同時實現永久防水。根據地鐵隧道設計圖紙和初期支護防水等級，加強滲漏水處理技術的有效應用，滲漏水處理目標應實現無漏水，允許少量濕漬但濕漬總面積允許范圍為總防水面積的0.2%，且100m2允許濕漬≤3處、單個濕漬面積≤0.2m2。

4 滲漏水處理技術要點

4.1 施工準備

施工現場布置應滿足地鐵隧道施工材料的堆放需求，確保施工材料運輸道路通暢，同時應方便施工。圍擋占地符合地鐵隧道施工流程要求，以減少對專業工種、其他工程以及周圍居民工作生活等方面的干擾。分開布置施工區域和生活區域，將各種施工機械設備布置在便于施工生產的區域，加強安全防火、勞動保護措施。地鐵隧道工程為封閉施工，對周邊交通、居民生活工作影響較小。對地鐵隧道初期支護的滲漏水采用普通灌漿處理技術，可能難以達到理想的防水效果。案例工程為冬季施工，氣溫低、時間緊，滲漏水處理難度較大。普通灌漿堵漏處理技術難以滿足地鐵隧道防水等級要求。結合工程實際情況，需要先用清水沖洗干凈防水施工表面，確?；炷潦┕^域干凈，以確保滲漏水處理的有效性[3]。

4.2 主體結構防水處理

東大橋站到工人體育場站區間的主體結構防水應遵循“以防為主、剛柔結合、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則，主體結構防水、附屬防水的施工材料采用1.5mm厚EVA塑料防水板進行全包防水，防水板和基層之間設置400g/m2的短纖無紡布緩沖層，在底板仰拱防水層上面，設置400g/m2的無紡布保護層，并澆筑7cm厚的C20細石混凝土保護層。襯砌施工過程中，在防水板周圍鋼筋的兩端，設置塑料套，預防鋼筋安裝時刺破防水板；綁扎和焊接鋼筋時，注意采取有效措施保護防水層；特別在焊接鋼筋時，在防水層和鋼筋之間設置石棉橡膠遮擋板，預防焊接產生的火花燒穿防水層；在結構鋼筋安裝過程中，施工現場應安排專人負責，發現破損部位應及時作好記號，在鋼筋安裝結束后，統一進行全面的補焊，加強施工檢查和驗收措施。

4.3 淺層灌漿封閉

淺層灌漿封閉材料為硅酸鹽水泥，水灰比、濃度應滿足現場壓漿要求，結合施工現場、設備等具體情況確定水灰比為1∶2，在水泥中加入防凍外加劑并攪拌均勻，以適應冬季低溫施工要求，改善施工材料的預應力和凝固時間。防水灌漿施工應遵循先下后上、先兩邊后中間的順序，將滲漏水問題集中在核心區域后進行集中灌漿，施工過程連續集中作業，采用人停機不停的倒班方式開展施工[4]。

（1）在滲漏水核心區域先做好排水措施，安裝排水管和排水管閘閥，并在閘閥上設灌漿嘴，集中控制滲漏水。在滲漏水核心區域以梅花型進行鉆孔，鉆孔間距2m，直徑30mm左右，孔深1m左右為宜。鉆孔應穿透結構層，到達混凝土結構。安裝灌漿噴嘴的大小由滲漏水情況決定，并設閥門、泄壓孔、補漿孔等，實現滲漏水的有效控制。

（2）在滲漏水區域進行淺層灌漿封閉，施工深度30cm，采用針孔法施工。灌漿采用加強型PU灌漿材料和聚合物防水砂漿，在表面不平、裂縫的滲漏水區域應加厚施工，完成表面滲水的初步封堵，可以預防灌漿時容易漏漿的問題。本項目的灌漿設備主要采用華式灌漿泵或灌漿機，應根據灌漿嘴大小確定合適的灌漿設備。其中，華式灌漿泵技術先進，適用于高壓灌注作業，適合高濃度、高黏度、強磨損漿液的防水處理。這些流態或膏狀的漿液水灰比、含砂量、泌水率、飽滿度和密實度均能滿足地鐵隧道項目防水等級要求，可以為防水處理技術應用效果提供保證。滲漏水核心區域的灌漿壓力通?？刂圃?.5～1.0MPa。

4.4 補強加固

裂縫補強加固采用針孔法進行深層注漿，先處理微細裂隙和輕微滲漏水區域。補強加固采用針孔斜側鉆孔法，灌注材料選擇改性環氧結構灌漿料，該材料具有低黏度、耐水、耐潮濕等優點。改性環氧結構灌漿材料固化快、黏度低且粘結強度高，可以快速填充襯砌、混凝土結構的裂縫，連接為一個統一的整體，預防結構開裂、變形造成的滲漏水問題。裂縫深層注漿加固的施工步驟：

（1）清理干凈滲漏水核心區域施工表面，用鋼絲球和空壓機清理干凈后，結合結構裂縫實際情況，確定鉆孔位置、間距和施工深度；

（2）在深層注漿前先封堵裂縫表面；鉆孔沿裂縫兩邊交叉施工，沖擊電鉆以45°進行鉆孔，鉆孔應穿越裂縫但注意不要打穿結構，鉆孔和裂縫保持一定間距，間距為結構厚度的一半，深度為結構厚度的2/3；

（3）然后用空壓機向之前安裝的灌漿嘴內進行吹風，吹干凈縫隙內部的灰塵；

（4）吹洗干凈即可進行埋嘴，在鉆孔上安裝止水針頭、回止閥，然后用內六角扳手擰緊使止水針頭內部的膨脹螺栓脹開，實現裂縫表面的有效封閉；

（5）為方便后續施工應保留泄壓孔和觀測孔；

（6）采用灌漿機進行灌注，在灌漿嘴從下向上注入漿液，逐步灌注并在觀測孔觀測，如果出漿且保持壓力變化較大時，需進行適當補灌。結合出漿和壓力情況，可進行多次補灌，在壓力變化平緩后即可結束灌漿；在灌漿材料完全固化后進行灌漿嘴拆除，清理干凈溢出的漿液和施工區域，以便進行下一步施工。

5 質量控制措施

5.1 處理接縫錯臺

接縫錯臺是混凝土施工質量通病之一，為消除接縫錯臺滲漏水問題可以采取以下有效措施：清理干凈搭接部位表面，確保防水材料盡量貼近混凝土表面，嚴格控制灌漿速度和坍落度。檢查斷面尺寸，及時消除施工誤差，加強中線控制措施，確保作業面中線和地鐵隧道中線保持在同一平面內，控制混凝土搭接長度10cm。最大限度地消除模板拼縫，焊接處理模板拼縫并進行充分打磨，確保表面平整，以免影響混凝土施工質量或發生變形[5]。

5.2 預防反弧段氣泡

反弧段氣泡也是混凝土質量通病之一，通過嚴格控制混凝土性能、坍落度以及混凝土施工振搗，可以有效預防反弧段氣泡。施工過程應遵循由下至上、左右交替、分層對稱的施工順序，嚴格控制灌注高度和澆筑速度。在混凝土輸送管端部設軟管，確保軟管和澆筑面的垂距滿足施工要求，注意混凝土不能從防水板面流至澆筑施工區域，嚴格控制垂距≤1.5m，以預防混凝土發生離析?；炷琳駬v采用插入式振動器，配合附著式振動器一起進行搗固，加強搗固作業控制措施。

5.3 預防施工冷縫

在混凝土施工過程輸送泵應連續運轉、持續灌注，可以有效預防灌漿停歇造成的施工冷縫，確保灌漿質量滿足規范要求，防水處理方法按施工縫處理。地鐵隧道噴射混凝土作業應連續施工，中間避免停頓，另外需要加強施工人員設備操作培訓，按時進行設備檢修和保養，建立規范的施工質量檢查制度。

5.4 控制灌漿質量

確保注漿壓力、注漿施工范圍符合設計要求，檢查注漿壓力、注漿孔數量、安裝位置、鉆孔間距以及鉆孔深度等，需滿足設計要求；檢查襯砌混凝土強度，確保結構強度達設計強度的75%后再進行注漿。對施工人員進行專業培訓，熟悉作業流程和施工技術；安排專人負責注漿泵操作，在停泵后方可進行設備檢修；在注漿泵壓力清零后再進行管路及其接頭的拆除，以防噴出的漿液污染施工環境或傷害到施工人員，施工人員在注漿操作、拆除過程中應加強防護措施，例如，戴護目鏡可以防止漿液噴濺；灌漿設備和灌漿管路應保持整潔，按時進行清理保養。

6 結束語

綜上所述，地鐵隧道初期支護滲漏水處理技術的關鍵是主體結構防水處理，淺層灌漿封閉和深層注漿補強加固，有效控制初期支護滲漏水問題，提升地鐵工程防水有效性和持久性。同時需要處理好接縫錯臺，預防反弧段氣泡和施工冷縫，控制好灌漿質量。東大橋站地鐵隧道施工的實踐證明，項目所采用的滲漏水處理技術取得了理想防水效果，符合設計要求，保證了后續施工項目的順利開展。該防水處理技術具有推廣應用價值。