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浅析青岛地铁试验段防水工程 青岛市地下铁道公司黄舰 摘要: 本文通过对青岛 地铁试验段结构防排水的设计及实施效果的分析，明确在硬 岩地质水文条件下，结构的不同型式的作用和防水材料所起的 作用， 探讨了 硬岩条件下， 地铁工程 的结构型式与防水 之间的关系. 一、青岛地铁工 程概括 青岛地 铁线网规划由五 条线组成， 总长1 1 4 . 3 公里， 其中青岛地 铁一期工程为i f 线 ( 南北线)的 西镇一 国 棉九厂段，正 线长 1 6 . 4 2 公里，车辆段出 入线 1 . 5 公里， 设 1 3座车站和一个车辆段，平均站间距离 1 . 3 5公里，其中火车站地铁车站结合火车站 广场改造已于1 9 9 5 年建成， 全线除了 火车站 和胜利 桥站为明 挖外，其余均为暗挖. 地铁试验段工程由地铁一期工程中青纺医院车站和水清沟至青纺医院区间组 成，试验段工程作为地铁前期准备工 作一部分，通过试验段工程的施工了 解坚硬岩 石条件下结构防水如何设置，同时 起着为地 铁全线提供各方面施工经验的重要作 用. 1 、 车站概况 青纺医院车站长 2 1 8 . 5米，由A通道、B通道、1 号风井风道、2号风井风道和 车站主体组成。

车站主体为 单拱大 跨结构，宽1 8 . 5 米，高1 4米， 拱部采用三心圆， 矢跨比为 1 / 3 ，车站埋深 1 0米左右，岩石援跨比0 . 5 左右， A . B 通道断面尺寸宽4 . 6 米，高4 . 7 米， 理盖层厚度2 . 5 - 4 . 5 米，采 用暗挖钻爆法施工 主施工口为B 通道1 0 出入 口. 2 . 区间概况 水清沟至 青纺医院区间 长 1 2 4 0米， 由两 条单 线隧道 及区间风并、 风道组成单 线隧道断面尺寸宽为 4 . 7 米，高为 5 . 4米，区间隧道埋深 1 5米左右，风道为单拱二 层结构，断面尺寸宽 6 . 6米，高 1 2 . 2米，风道埋深为 1 1米采用矿山钻爆法施工. 主施工口为区间风井 3 ， 工程地质及水文地质 本地区地下水主要储于第四系沙层和花岗岩风化带及节理带前者上部为全新 统空隙 潜水， 主要分布在水清沟古 河道中， 下 部为上 更新统承压水， 主要分布.1 1 3 ` 1 4 3 两地貌单元的掩 埋式一级阶 地中， 受大气降水补给， 水位高程为8 . 8 6 - 1 0 . 0 2米r 压 力 水 头 高4 . 7 5 米， 富 水 性 差 ， Q = O . 1 1 L / s . m , K = 3 . 9 7 m / d , R = 2 6 . 2 5 米 ， 为C l - S 0 4 C e 叽 型、 C 1 - S O , - H C 0 9 -C, - K - N a IN , 型水， 对硷无侵蚀性。

基岩裂隙水主要储于风化带和裂 隙带中，受大气降水补给富水性极 弱， q = 0 . 0 0 0 9 - 0 . T O I L / s . m , K = O . 0 0 3 - 0 . 6 7 n / d , R = 1 0 . 4 2 - 1 5 . 1 3 m . 二、各种结构型式防水设计及试验情况 试验段工程所处的地层地下水较为贫乏，主要是基岩裂隙水，主要储于构造破 碎带和节理发育带，受大气降水补给，水量不大结构防水遵循以防为主、防排结 一 6 4一L 合、因地制宜、综合治理的原则进行 1 、 车站结构防水设计 车站结构分别采用三种结构形 式:复合式衬砌、锚喷硷衬砌、 模筑钢筋硷衬砌 三种 ( 1 )复合式衬砌的防水措施:塑料管排水+ 喷射防水破+ 无防布++ P E防水板十 二次 模筑防水硷这类结构，在主体结构和风道的拱部，II I 类围岩的边墙及部分出入口 通道中采用 ( 2 ) 锚喷硷衬砌的防水措施:弹簧软管十 喷射防水硷 在主体结构和风道 ( 1 1 类地段)边墙采用. ( 3 ) 一次性模筑硷衬砌的 防水措施:塑料管蔬排水+ 一次模筑防水硷 在地质 条件较好的人行通道中采用。

2 、 区间结 构防水设 计 _区间 隧道穿 越的地 层大部 分为花岗岩基岩， 受节理发育和构造破碎带影响较小， 工程地质和水文条件较好，1 I . I ll 类围岩地段设计采用锚喷支护作为永久性支护手 段， 拱部喷硷中配置钢筋网防水 措施为: 塑料管排水 + 喷射防水硷 ( 湿喷) . 区间部 分岩层风化带、 地质条件较差地段 ( I V 类围岩) ， 采用复合式衬砌， 防水 措施是在初期支护喷射防水 硷和二 次模筑硷之间铺设 无防 布十 P E 板 组成的防 水层 3 . 湿喷防 水硅材料及机具: ( 1 ) 湿 喷防水硅材料: 水泥: 5 2 萝 普通硅 酸盐 水泥， 每立方米用量约4 5 0 K g ; 砂:细度模数 2 . 5 的中砂: 碎石:粒径为1 5 一 2 . 5 .: 配合比:1 : 2 : 1 . 6 ; 水灰比: . 4 5 ; 减水 剂: 奈系高效减水剂， 采用青岛同技建材厂生产的 T J( 防水型) 减水剂， 掺量 一般为水 泥重量的 . 4 - 1 . 0 % ; 速凝 剂: 液态速凝剂，采 用河南 巩义 特种建材厂生 产的 8 6 0 4型速凝剂 掺量不 超过水 泥重量的5 % ; 塔落 度: 8 - 1 5 c m . ( 2 ) 湿喷防水fl} 机 具: 湿喷硷的机具一般体积庞大，生产能力强，需长时间连续作业。

试验段区间隧 道断 面小， 一次喷硷的量小， 采用铁科院 西南分院生产的 T K - 9 6 1型 ( 改 进型) 湿喷 机， 其体积与干喷机差不多， 机动 性强， 构造简单， 清洗、维 修方便， 易操作 ( 3 ) 喷射方法: 湿喷 机风压: ， 3 - 0 . 5 M P a ; 喷头距岩面:1 . 5 - 2 . O m ; 喷射角度: 7 0 ': 一次喷层厚度:边墙落I O O m m ,拱部毛7 0 0 m m : 作业面 气沮:1 5 0 C 以 上 4 、 工程实施情况 ( 1 ) 车站工程: 车站施工采用暗挖，以 i t 出入口 为 施工口 ， 通过 施工人 行通道， 进入车站主体的拱部 ( 站厅层部分) .拱部开 挖分三部分:①中心导洞: ②落顶锚喷 支护;③刷帮锚喷 支护.其后， 铺设无防布、 P E板，进行钢筋硅衬砌. 开挖至轮廓 线后，荃本无水， 只有个别处少量滴水. 在施做无防 布及 P E板的工序中， 由于拱部 跨度大、 平整度差 等原因， P E板的铺设难度较大二次模筑钢筋硅采用商品硅、泵 送及现场搅拌、人 工灌注两种方式.拱部模筑硷竣工后，经检查， 质量良 好， 基本 无 渗 A 挽 象 . 大 部 分 施 工 缝 及 结 构 缝 无 渗 漏 . 只 有 一 处 施 工 缝 有 少 量 渗 水( 因P E 板 搭接质量问题) ，经压浆处理得到了制止。

下部 ( 站台层)开挖，进行边墙及二次结 构施工后，无拱部开裂现象，说明结构稳定，防水牢固. ( 2 )区间工程: 区间工 程的 施工是采用竖井和斜井两个施工口 进行的. 在区间 隧道内开 挖工序分两部， 一是开挖中心导洞， 预留光爆层，二是 对预留 部分光面爆 破 从开 挖的效果来 看， 硬岩炮眼痕迹保存率在8 5 % 以上 在 基岩 稳定 性较好的地段， 无渗水现象. 在节理发育地段有少量渗水，局部小断层有少量滴水现象. 对i t ,班 类围 岩地段， 采用每 5米 环向 布置巾 3 0 m m的弹簧式排水管，采用湿喷防水 硅， 抗渗 标号 为 S 8 :对N类地段拱部加强了 系统锚杆及钢筋网， 从防 水效 果上良好，只 有少 量的部 位有渗水 现象，N 类围岩地段是属破碎段开挖中出 现较 大的渗漏水该地段 采用锚喷支护或格栅拱架喷射硷支护、 无防布 ++ P E板、模 筑钢筋硷， 即复合式衬 砌 通过以 上手段，区 间隧道做到了 无滴水 现象 三、 防水效果分析 1 、 试验段工程的结构设计防水措施仍是按近年来一般地 质条件的隧道及地下 工程 进行设计的.在开挖无渗漏的地段，喷硅是起到封闭岩面的效果。

开 挖后有渗 漏的 地段，喷1$ 也 无法起到防水效 果，需开槽 布置排水管. 2 . N类围岩地段及车站主体采用复合式衬砌施工施工中 P E板的焊缝及梆扎 钢筋损坏 P E板都有可能漏水，要做到无渗漏有两点:一是对拱部模筑硷与 P E板间 压浆.万浆可封堵 渗漏水的流动及区 域性封闭，并提高 硷衬砌的抗渗性. 二是模筑 径施工缝的处理拱部b 3 施 r缝采用 8 W止水条由于硷采用了U E A或T J( 多 功能、高效)防水剂，洞内湿度大，硷养生条件好，硅的收缩变形小，施工缝几乎 无 缝， 所以复合衬 砌结 构的防水 主要由二衬防水的质量及施工 缝的质 量所决定. 3 、 近年来， 在我国城市中修建的地铁隧道工程大部分都是在第四 系表土或软 岩中，关于地下水的认识是流动、贯 通的，地下水无所不在.复合式衬砌的结构， 使隧道衬砌外形成一个水的通道，由于硷的质量及结构变形，隧道渗漏.由此，堵 漏的技术发展很快通过青岛地铁试验段的施工，对硬岩、结构较完整的 地区的地 下水的认识是，地下水的含水层在表层是通过竖向 的断 裂向下渗透，只 要处理好断 裂带，采用适当的结构型式，地下水是无法扩散的。

四、建议 1 . 严格采用控制爆破，减少爆破对围岩的松动裂纹，不仅能提高围岩的稳定 一 6 6- -- Q 性，同时也是隧道防水治本的主要途经之一 2 、对锚喷支护后仍有渗水的部位进行岩 体注浆、 地 铁工程不同于铁路、 公路隧道的良 好自 然排水条件， 防水. 封堵的措施， 作为城市中的 应首先采用 “ 堵”的手段来 3 、 对复合式衬砌结构，考虑到硷收缩变形的差异防 止硷 裂缝，建议采用冲 气薄膜代替塑料板硬岩的开挖面 无法达到软弱围岩开 挖面的平整度， 塑料板有一 定硬度，二次衬砌后与初期喷射硷面 形成空隙 较大， 如不经处理易形 成储水囊. 4 、积极推广补偿收缩硷.它 能改善硷内 部结构，防止收缩裂缝， 提高硅的防 水能 力同时， 可在小断面结构中， 采用二次衬砌中 取消中间 隔膜. 5 、 青岛是我国城市中少见的花岗岩地区， 应在地铁工程中推广锚喷支护作为 永久性支护这方面，在北欧的瑞典、芬兰等国己取得了成功的经验 潇 绮 。