西安地铁隧道衬砌过地裂缝防渗技术浅析

　　0 引言

　　地裂缝是一种缓慢发展的渐进性地质灾害，在世界上许多国家都有发育，如美国、新西

　　兰、日本、墨西哥、德国、瑞士、加拿大等国都产生过多种不同类型的地裂缝。中国的地裂缝分布十分广泛，且近年来具有范围不断扩大、危害不断加重的趋势。在陕西、山西、河北、山东、广东、河南及京津地区等10多个省、市的300多个市县已发现地裂缝1000多处，危害严重的有400多处。在未来几十年内，我国在地裂缝地区将相继展开大量的地下工程建设，如何能保证地下建筑物的稳定性和正常营运，是当前摆在研究人员和工程技术人员面前的一个关键问题。

　　1 西安地铁隧道衬砌变形缝新防渗技术设计应遵循的原则

　　隧道防排水遵循“以防为主、多道设防、因地制宜、综合治理”的基本原则。遵循以

　　防为主，防、排、截、堵结合的综合治理原则。防，利用隧道衬砌自身的防渗性能和其他

　　防水材料的作用，使隧道以外的水不能进入，产生危害。该措施还可以保护隧道外地下水

　　环境，减少地上、地下水位降低，对于地表农业生产和附近居民生活用水影响减小。排，将

　　对于地铁工程地下结构防水原则如下:①应按照“以防为主，刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则进行设计;②应坚持以混凝土结构自防水为主，柔性附加防水为辅;③结构自防水为第1道防线，柔性附加防水层为第2道防线，对于暗挖法修建的车站与区间，二衬与防水层之间的回填注浆为第3道防线;④加强对变形缝、施工缝、穿墙管等特殊部位的防水处理;⑤应选择具有良好的物理、化学性能，抗渗性和无毒性、耐刺穿性的防水材料，防水材料的寿命应尽量与结构混凝土寿命相匹配;⑥搞好降水与堵水，必须在无漏水条件下施做防水层。

　　2 新防渗技术材料

　　为满足西安地铁隧道穿越地裂缝段主体结构变形缝的防渗要求和变形要求，所选防渗材料的大变形性能和在该变形条件下的防水性能必须十分突出;所选防渗材料的拉伸性应满足在防渗体错位达到50cm时，防渗体与地铁隧道衬砌结构间粘接仍密切不脱离，防渗体不产生贯通裂缝不渗漏的要求。

　　2.1 沥青玛蹄脂的材料性能

　　沥青玛蹄脂防渗技术方案中所使用的沥青玛蹄脂为SBS改性沥青与矿粉以1: 1的比例在沥青加热熔化条件下拌合而成。

　　2.2 沥青混凝土的各项材料性能

　　沥青混凝土是以沥青为胶结剂，与矿粉、矿物骨料经过加热、拌合、压实而成的防渗材料。

　　2.3 玻璃纤维加筋网的材料性能

　　玻璃纤维加筋网具有以下特点:强度高、伸长率低、耐高温、模量高、重量轻、韧性好、耐腐蚀、寿命长等特点，可广泛应用于堤坝、河岸、边坡保护、旧的水泥路面、机场跑道、道路桥梁路面增强处理等工程领域，可给路面增强、补强、防止路面车辙疲劳裂，热冷伸缩裂纹和下面的反射裂纹，并能将路面承载应力分散，延长路面使用寿命，高抗拉强度和低拉伸率，无长期蠕变，物理化学稳定性好，抗疲劳开裂，耐高温车辙，抗低温缩裂，延缓减少反射裂缝。

　　2.4 SBS防水卷材的材料性能

　　SBS改性沥青防水卷材是以苯乙烯一丁二烯一苯乙烯(SBS)热塑性弹性体做改性剂的沥青为浸渍和涂盖材料，上表面覆以聚乙烯膜、细砂、矿物片(粒)料或铝箔、铜箔等隔离材料所制成的可以卷曲的片状防水材料。产品执行国家GB18242-2000(弹性体改性沥青防水卷材))标准)。

　　2.5 橡胶止水带的材料性能

　　变形缝橡胶止水带被广泛应用于工农业给水、排水工程，铁路、公路工程、水利工程和各种地下建筑工程中。其耐寒耐老化、耐屈挠变形、抗拉、抗压强等适应性均较强，并具有耐酸、碱及耐矿物油、动植物油的特种性能，是工程防止渗水、漏水、减震缓冲、紧固密封的理想配件。随着我国经济建设的不断发展，变形缝橡胶止水带的需求量日趋增加。

　　3 地铁隧道传统防渗技术工程实例

　　西安地铁正在兴建其它线路。水文地质条件为：新建地铁线路沿线第四系地层中赋存上层滞水、潜水及承压水。总体上看，地下水位为北高南低，北部地下水埋深一般为3-6m，南部地下水埋深5-14 m，局部地段起伏较大。上层滞水普遍存在于地表以下浅部位的杂填土、粉质粘土、砂质粉土及粉质粘土中，其水位及水量变化受大气降水、地下管道渗漏等因素影响，水位埋深3-l0m;潜水存在于粉细砂、中粗砂、砾砂及卵石层孔隙之中，埋深5-16 m;承压水存在于中粗砂、砾砂及卵石层孔隙之中，埋深12-26 m。车站与区间隧道施工缝、变形缝防水措施为：

　　(1)施工缝：车站与区间隧道分段浇注的混凝土施工缝分为纵向和环向2种，采用遇水膨胀腻子条和预埋注浆管的方法进行加强防水处理，当施工缝部位出现渗漏水时，可利用预埋注浆管进行注浆堵漏处理。

　　(2)变形缝：车站的变形缝设置在车站和区间、车站和出人口以及车站和风道的接口部位，区间隧道的变形缝则设置在区间隧道与车站、区间隧道与联络通道接口部位。变形缝的宽度一般为20-30mm。采取以下处理措施:①在变形缝部位的模注混凝土外侧设置背贴式止水带，利用背贴式止水带表面突起的齿条与模注防水混凝土之间的密实咬合进行密封止水，同时在背贴式止水带两翼的最外侧齿条的内侧根部固定注浆管，利用注浆管表面的出浆孔将浆液均匀地填充在止水带齿条与混凝土的空隙部位，达到密封止水的目的。注浆液可以采用水泥浆，也可以采用化学浆液。背贴式止水带同时起到在隧道内形成防水封闭区的作用。②在变形缝部位设置中埋式止水带，可采用橡胶止水带或钢边橡胶止水带。③变形缝内侧采用密封膏进行嵌缝密封止水，密封膏要求沿变形缝环向封闭。

　　3 结语

　　西安地铁2号线穿越地裂缝隧道采用了扩大洞径的分缝衬砌结构及变形缝的柔性连接防渗技术，但是，防渗设施适应变形的性能和长期耐久性还没有得到深入论证。本文针对地裂缝隧道该变形缝防渗技术问题，隧道变形缝加筋沥青玛蹄脂电极热熔防渗技术、隧道变形缝折叠橡胶止水带防渗技术、沥青玛蹄脂加SBS柔性加筋防渗板组合防渗技术和沥青马蹄脂与沥青混凝土衬砌组合防渗技术。通过防渗模型试验开展了试验研究。

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　　[4]王震，西安地铁地裂缝段隧道结构及防水技术研究，西北大学学报(自然科学版)，2011.6

　　[5]门玉明，张结红，刘洪佳，韩冬冬，王海英.西安地铁隧道穿越地裂缝带的计算模型探讨，地球科学与环境学报，2011.3

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