地铁暗挖隧道渗漏原因分析及抗裂防水混凝土的质量控制
摘要：随着城市基础建设的发展，地下工程建设项目在各大城市日趋增多，但混凝土结构的抗裂防水问题一直是困扰地下工程的难题之一。本文主要就是针对地铁暗挖隧道渗漏原因分析及抗裂防水混凝土的质量控制来进行分析。
关键词：地铁隧道；暗挖；抗裂防水混凝土；质量控制 引言
改革近10年来，随着城市化进程的飞速发展，城市地铁先后在北京、上海、广州、深圳等各大城市开始修建，地铁工程对防水的要求越来越高。虽然近年来我们在地下工程的建设中不断加大对混凝土结构抗裂防水的研究和投入，取得了许多宝贵的经验，但地下工程的渗漏水现象仍常有发生，尤其是在城市地铁的暗挖隧道方面尤为严重，防水问题还未得到根本的解决。
1、地铁抗裂防水混凝土的质量控制
1.1、设计原则
地铁隧道的防水设计原则一般为“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”，即以防为主，以排为辅，刚柔结合，设置多道防线。
1.2、防水标准
地铁隧道的防水等级为二级，结构不允许出现渗漏现象，表面允许有少量浸渍，但总浸渍面积应在总防水面积的6‰以下，且任意100m2防水面积中浸渍部位不应多于4处，单个浸渍的最大面积小于0.2m2。
1.3、防水结构设计
地铁隧道采用超前小导管预注浆，以减少地下水的渗透；初支结构采用抗渗(S6)混凝土，形成第一道封闭的防水线；铺设全封闭的防水层并预埋注浆管；二次衬砌采用抗渗(S8)混凝土并在达到强度后进行衬砌背后回填注浆；沉降缝采用中埋式橡胶止水带；环向施工缝采用遇水膨胀橡胶条，纵向施工缝采用钢板腻子止水带，并外贴止水带。
2、地铁隧道渗漏的原因分析
2.1、结构外防水层破损
地铁隧道外防水设计主要为土工布缓冲层(400gm2)+PVC防水板(厚1.5mm)+背贴式分区止水带(宽30mm)，采用全封闭形式，主要目的是在迎水面形成一个隔水屏障，将水封堵在结构之外，但在实际施工过程中会由于下列原因
而造成破损:①初期支护基面处理不到位，混凝土面凹凸不平、有突出物、清理不干净；②钢筋绑扎时未采取有效的保护措施，使防水板整体性存在缺损；③防水板铺设时与初支基面不密贴，浇筑混凝土时受力破损；④防水板搭接处焊接质量有缺陷。
2.2、裂缝的存在
地铁区间裂缝分为规范裂缝和非规范裂缝，前者指设计施工中的变形缝、施工缝等有形裂缝，后者则指因某种原因造成的对结构有害的受力裂缝或工艺裂缝，裂缝的存在是形成渗漏的主要原因。
3、混凝土施工质量控制重点与难点
3.1、选择合理的混凝土坍落度
规范规定用于防水的商品混凝土入模坍落度应控制在120±20mm，而施工中为保证可泵性又不得不提高，特别是隧道拱部，因此施工中要结合实际尽可能地选择合适坍落度的商品混凝土。
3.2、控制好商品混凝土抗离析能力
二衬浇筑分层高度一般均会超过规定值，并且在二衬钢筋较为密集的情况下，如果混凝土抗离析能力不强将会严重影响浇筑质量，这里面有一个矛盾是:为提高混凝土抗离析能力而增加的水泥、粉煤灰等成分又会对混凝土抗裂性能产生不利影响。
3.3、把好混凝土振捣关
隧道二衬浇筑与一般的板、梁、墙混凝土浇筑在工艺上有很大区别，一个是敞开式浇筑，一个是全封闭式浇筑。工艺上的差别也正是二衬混凝土浇筑的难点所在)))操作空间小与振捣火候不易把握。工艺上一般采用插入式振捣与附着式联合振捣。为把好混凝土振捣关，在衬砌台车设计上就应须合理地布置窗口和附着式振捣器的位置。
4、混凝土施工的质量控制
4.1、混凝土施工的配制强度
根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000规定，混凝土的施工配制强度
式中：为混凝土的施工配制强度(MPa)；设计的混凝土强度标准值(MPa)；
为施工单位统计或按规范GB50204中根据混凝土强度等级采用的混凝土强度标准差(MPa)。
显然，上式中是定值，是影响的唯一变数。
当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度资料时，其混凝土强度标准差R按下式计算:
式中，为统计周期内同一品种混凝土第i组试件的强度值(MPa)；为统计周期内同一品种混凝土N组强度的平均值(MPa)；N为统计周期内同一品种混凝土试件的总组数(N≥25)。
从上式可知:是反映不同施工单位技术与管理水平和不同施工现场条件下的离散程度对施工配制强度影响的量化指标。
当采用非统计标准差和在一些特殊情况下，规范同时还规定:
这是为了使配制的混凝土在工程中使用时，混凝土抗压强度的离散按正态分布处理，定在0.05分位值，即要求强度标准具有95%的强度保证率，见图1。从图1中可以看出，将加上就是为了确保施工配制强度与设计要求的正态母体的均值(μ)相一致。
4.2、防水混凝土浇筑
4.2.1、模板
模板要架立牢固，尤其是挡头板，不能出现跑模的现象，混凝土挡头板保证做到模缝严密，避免出现水泥浆漏失现象，且达到表面规则平整；地模、墙模施工质量达到设计和规范要求。
4.2.2、混凝土浇筑
防水混凝土采用泵送入模时，宜将润湿砂浆取走，确保不改变入模混凝土的原有质量。混凝土应分层浇筑、分层振捣，每层厚度不宜超过300~400mm，相邻两层浇筑时间间隔不超过2h，以确保上、下层混凝土在初凝之前的牢固结合。
4.2.3、混凝土振捣
混凝土振捣一般采用附着式和插入式两种振捣器。附着式振捣器用于暗挖结构防水混凝土浇筑，插入式振捣器使用较广。混凝土振捣前应先根据具体的结构物设计振捣点，振捣时间一般为10~30s，以混凝土开始出浆和不冒气泡为准，避免漏振、欠振和超振。对新旧混凝土结合面、沉降缝、施工缝止水带位置需要严格按设计的振捣点和时间进行有控制的振捣。
4.2.4、施工缝与变形缝的设置和处理
混凝土应尽量做到连续浇筑，不留或少留施工缝。施工缝的设置，主要考虑一次混凝土浇筑强度和有效控制混凝土的收缩裂纹。在施工缝处继续浇筑混凝土前，无论何种情况，对接缝表面都应进行凿毛处理，清除浮粒，粘贴止水条。混凝土结构变形缝的止水条构造形式、位置、尺寸，以及止水条使用的材料、变形缝填料的物理力学性能应符合设计要求。并应加强变形缝处混凝土的振捣。
4.2.5、混凝土坍落度控制
当混凝土采用泵送时，混凝土配合比的各项技术指标应作适当调整，混凝土坍落度应控制在规范允许范围内。混凝土的供应必须保证泵送连续施工，预计泵送间歇时间超过45min或当混凝土出现离析现象时，应立即用压力水或其它方法冲洗管内留存的混凝土，严禁使用不合格混凝土浇筑。
4.2.6、暗挖结构拱顶混凝土灌注的特殊要求
对于采用暗挖法施工的洞室结构的拱顶混凝土灌筑，往往会产生拱顶混凝土不密实、不满灌、漏振捣、易收缩的现象，故对此部位的混凝土施工除在混凝土性能上设法减少其收缩率以外，还需对其灌注工艺提出特殊要求。
4.2.7、混凝土拆模及养护
抗裂防水混凝土由于掺加了大量矿物掺合料，早期强度增长一般较为缓慢，后期强度有较高的持续增长，因此拆模时间和养护制度与普通混凝土不同。只有严格施工和养护，才能保证耐久性。混凝土侧模的拆除时间一般比普通混凝土晚2d，在制订模板施工方案时应着重考虑，严禁过早拆模。拆模过早易引起混凝土结构裂缝。混凝土终凝后应进行养护，养护时间不少于14d，以防止在硬化期间产生干裂。养护采用喷洒水养护方法，保持混凝土表面湿润。
结束语
地铁防水是一个系统工程，系统优越决定于个体品质及其相互间的协同性。从管理上讲，系统包含业主、设计、监理、施工和搅拌站五方，这五方的追求应该是:高层次的防水理念、畅通的信息反馈渠道、严肃的监督机制。从设计和施工上讲，系统包括设计和施工由总体到细部的各个环节。
参考文献
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