西藏南路越江隧道工程防水设计与施工.pdf

第5期(总第148期
中國予広正
No5(Serial No148)
2010年10月
CHINA MUNICIPAL ENGINEERING
ct.2010
西南路越江隧道工程防水设计与施工
潘国庆
(上海市城市建设设计研究院,上海200125)
摘要:西藏南路越江隧道防水工程分盾构法隧道管片和暗埋矩形段结构两大部分。盾构法飈道管片的防水涉及到管片
自身以及管片接缝两方面;暗埋矩形段结构防水分结构本体、施丁缝以及变形缝3项。针对以上内容分别讨论了管片防
水、管片弹性橡胶条室内试验数据与圆隧道防水的相关性,以及暗理段结构现场施工与结构防水存在的问题。
关键词;越江隧道;管片防水;自防水;接鍵:橡胶条防水
中图分类号:U453.6
文献标识码:A
文章编号:1004-4655(2010)05-0040-03
1工程概况
的收缩裂缝宽度、数量以及检漏设备可承受的压力
西藏南路越江隧道位于上海市中心城区,隧道等级。现有管片检漏设备的实用压力等级与设计要
出入口分别设置有上、下匝道和主线进、出口,浦求均取0.8MPa,最大埋深在60m以内的隧道钢筋混
东和浦西的出入口处于2010年世博会园区的中部。凝土管片的实用抗渗等级取S12,已能满足使用要
世博会期间,道为世博会园区内部专用,世博会求。
以后对社会开放。越江隧道按城市次干路1级设计,
制作管片的混凝土材料为52.5硅酸盐水泥(Pn)
隧道最小平曲线半径为700m,设计速度为40kmh。和优质粉煤灰(优于二级)。混凝土材料级配为致密
越江段采用盾构法施工。圆形隧道的长度为1170m,型,成品管片的收缩裂缝宽度≤0.1mm,结构的耐
外径为1.36m,内径为10.36m,双管双向4车道。
久性设计为正常使用100a。
隧道工程的主线走向及总体布置,浦西自西藏2.2接缝防水
南路一中山南路交叉口起,至浦东高科西路一云莲
接缝防水共设计有一主一副两道防水线。环、
路交叉口,线路总长度2.67km(西线)。由于线位布纵缝内均设有一道连接成框的弹性橡胶止水条。橡
置条件的限制,越汇段圆形隧道在地铁8号线区间隧胶止水条为多孔型三元乙丙(EPDM)橡胶止水条
道下部净间距30m斜交58°穿越一次,矩形隧道在地邵氏硬度为55(上下偏差5°),拉伸强度≥9.5MPa,
铁7号线区间隧道上部正交穿越一次。受地铁8号线伸长率330%。19m高的试件按设计工况要求压
区间隧道的限制,越江段盾构法隧道底部的最大埋缩到100%,压缩60d卸载后的残余变形<0.2mm
深约45m。
接缝防水条的辅助材料为非硫化丁基橡胶,预
2管片防水与堵漏
嵌于多孔型EPDM橡胶止水条的凹槽内。当橡胶止水
管片由自身防水和接缝橡胶条防水两部分。防条处于压缩τ况时,非硫化丁基橡胶自动被挤压出
水设计贯彻“以防为主,多道措施设防,综合治理”凹槽,填充到管片的预留环形槽口内,起到如同木
的原则。隧道结构不允许漏水,结构表面允许少量桶嵌油灰的作用,可有效地切断橡胶止水条与管片
湿迹,根据GB50108-2008《地下工程防水技术规表面气泡处的渗漏水,达到二次止水的目的。
范》的规定,防水等级定为二级
副防水线设置在管片接缝的最外侧,作用是挡
2.1管片自身防水
沙和阻止泥浆无序流窜到管片接缝间。实践证明,
管片结构以自防水为主。管片混凝土强度等级副防水线的作用相当明显,设计和施工阶段均不能
混凝士试块设计抗渗等级S12,单块钢筋混凝草率地弱化其存在的必要性
土管片抗渗检漏的设计压力为0.8MPa。在管片生产
本工程采用的条板尺寸为6mmx30m,设置
车间内,混凝土试块的抗滲等级均远远高于S12,管位置为管片外孤侧粘贴一圈,发泡PVC条板在缝间的
片自身防水真正受控制的是钢筋混凝土管片外弧侧工况为6m叠加压缩到50%左右。采用发泡PVC条板
的主要理由是价格特別低廉、服务时间短暂(仅局
收稿日期:2010-05-24
限于盾构掘进的施工阶段)。
万方数据
中國威
潘国庆:西藏南路越江隧道工程防水设计与施工
2010年第5期
主体多孔型的EPDM橡胶止水条,在隧道运营阶消失,结果迫使管片环面止水橡胶密封条的压缩量
段,受外力作用下,接缝张开6mm(其中2mm为非逐步递减,未充分压缩的止水条与管片接触面压力
密贴量)时,能有效承受0.8MPa以上水压力。
偏小而产生渗漏水条件。
2.3管片淞漏水
2.4裂缝滲漏水防止措施
管片绝大部分的渗漏水反映在管片掘进过程中,
1)管片裂缝。渗漏水封堵通常在盾构的后续车
因管片环面不平整而在环宽方向引起管片裂缝。管架上完成,方法为沿裂缝中心每间隔20cm左右(避
片裂缝的特征明显反映出,沿管片长度方向的中部、开管片钢筋)实施混凝土预钻孔,钻孔深度通常达
背千斤顶侧为凸面条件(反之迎千斤顶側为凹陷)到管片厚度的一半左右。在孔口部埋入专用单向阀
时,在管片的宽度方向约三分之一到二分之一范围后,注人液态发泡聚胺酯,让管片的裂缝形成“类
的迎千斤顶一侧(或者背千斤顶一側)由宽变窄产似岩脉”状的防水固化物,达到永久防水的效果。
生裂缝
2)角隅部。角隅部渗漏水主要原因是管片运输
宽度较大一侧的裂缝通常为内外贯穿,滲漏水或拼装时发生碰撞,导致管片缺边掉角;或者橡胶
沿裂缝宽度较大一侧慢慢侵入到隧道内。从渗漏水条严重拉擦引起止水橡胶条阴角部和管片的阳角产
的统计情况看,管片存在毂缝的区域必然存在接缝生错位引起漏水通路。堵漏方法为:在管片内弧面
渗漏水,正好反证了裂缝为内外贯穿的。该情况约的嵌缝槽内用快干水泥埋置专用单向阀,注人高压
占管片滲漏水总量的90%以上。其余渗漏水点为角隅的液态发泡聚胺酯,让发泡聚胺酯窜透漏水通路后
部。根据以往经验,隧道采用的管片宽度由900mm在水中固化,产生附加的永久“止水塞”封住地下
发展到1000、1200、1500、2000mm,其发生隧水。
道裂缝及滲漏水的情况大致与宽度成反比,即管片3矩形段结构防水与堵漏
越宽,裂缝、滲漏水越少。
3.1混凝土结构自防水
1)出洞区管片。直径1136m的泥水加压盾构出
矩形段结构以自防水为根本,混凝土强度等级
洞施工时,就位的每环隧道管片受到1650kN左右泥C35,混凝土试块设计抗渗等级S8,钢筋混凝土结构
浆浮力作用,在注浆的充填措施还未到位、上部覆外侧的裂缝宽度0.2m。
土抗浮条件还未充分发挥作用时,正一环管片的上
钢筋混凝土主体胶凝材料为42.5级普通硅酸盐水
浮力由工作井洞圈的固定板(封口措施钢板等)承泥(Po)和优质粉煤灰(优于二级),混凝土材料为
受,正二环以后的上浮力由圆环环面的摩擦力(环密级配,结构的耐久性设计为正常使用100a。
面抗剪切措施)以及约两倍于隧道直径范围逐步递3.2変形缝(施工鍵)防水设计
增到完全由上部覆土重力共同达到抗浮平衡条件。
矩形结构段的变形缝设置间距为20m左右,防
靠近洞门的管片,在相当长一段施工过渡期内,相水措施有两道。主防水措施为中埋式钢边止水带
邻圆环间存在上部覆土重力梯度以及侧压系数剧变辅助防水措施(施工缝除外)采用外贴式橡胶止水
的外力,该外力很容易导致圆环变形不协调、受力板。为了与側墙部分的嵌固混凝土厚度保持相近,
不顺畅的后果,使出洞区管