矿山法隧道工法

一、矿山法隧道主体结构工程施工方法及程序 ................... 2

1.1施工原则 ..................................................................... 2 1.2隧道施工方法及程序 ................................................. 2 1.2.1台阶法施工方法及程序 .......................................... 2 1.2.2环形台阶法施工方法及程序 .................................. 3 1.2.3CRD法施工方法及程序 .......................................... 5 1.2.4CD法施工方法及程序 ............................................. 8 1.2.5双侧壁导坑法施工方法及程序 ............................ 10 1.2.6中洞法施工方法及程序 ........................................ 13 二、主要施工技术说明 ......................................................... 14

2.1初期支护施工技术 ................................................... 14 2.1.1超前小导管施工 .................................................... 14 2.1.2.初喷 ........................................................................ 16 2.1.3锚杆施工 ................................................................ 16 2.1.4.格栅钢架制作安装及挂网 .................................... 16 2.1.5.喷射混凝土 ............................................................ 18 2.1.6.初期支护背后注浆 ................................................ 23 2.2二次衬砌施工技术 ................................................... 24 2.2.1.二衬施工各工序说明 ............................................ 24 2.3结构防水工程施工技术 ........................................... 26 2.3.1防水原则 ................................................................ 26 2.3.2隧道防水施工 ........................................................ 28

一、矿山法隧道主体结构工程施工方法及程序

1.1施工原则

施工的总原则是在确保工程质量、施工安全和施工工期的同时维护城市环境。

1.工程施工方法的选择要在确保施工安全和工程质量的前提下，多开工作面，压缩工期，减小浪费，尽量降低成本；

2.不同的地质条件采取不同的技术措施，保证洞室施工安全，控制地表下沉，施工过程做到稳妥可靠、万无一失、绝对安全；

3.施工组织严格遵守先加固、后开挖的原则，做到加固一段、开挖一段，封闭一段；

4.遵循管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量的“十八字”方针；

5.地面装吊、存放与地下出碴进料运输匹配，开挖、支护、量测须紧密结合；

6.结构施工采取以防为主，防堵结合，综合运用多道防线进行结构防水，做到不渗不漏。

1.2隧道施工方法及程序

1.2.1台阶法施工方法及程序

台阶法施工，开挖前按围岩类别先沿初衬拱圈施打超前小导管，注浆加固地层，然后环行开挖上台阶土体，初喷砼，架钢架，施打径向锚杆，挂网喷砼。为防止拱脚下沉，拱脚可放置钢板并设置锁脚锚杆，或采用加大拱脚的方法初喷砼后架设下台阶钢架，施打锚杆，喷砼封闭处理。上台阶开挖3～5m时（短台阶法上台阶开挖不大于3m时），开挖下台阶。为减小掌子面台阶高度，留一梯形槽，至此完成一个循环。

台阶法施工程序

1.2.2环形台阶法施工方法及程序

环形台阶法施工。开挖前，先沿初衬拱圈施打Φ42超前小导管注浆加固地层，然后环行开挖上台阶土体。为稳定掌子面，全风化层留设核心土，其正面投影面积不少于上台阶开挖面积的一半，初喷3～5cm厚砼，架设钢架，施打径

向锚杆，挂网喷砼。为防止拱脚下沉，拱脚放置钢板并设置锁脚锚杆。上台阶开挖3～5m后，开挖下台阶。为减小掌子面台阶高度，留一梯形槽，初喷砼后架设下台阶钢架，施打锚杆，喷砼封闭，至此完成一个循环。

环形台阶法隧道开挖支护施工工序示意图

环形台阶法施工流程示意图

1.2.3CRD法施工方法及程序

CRD工法基本开挖支护方法如下图。

隧道开挖支护工序纵剖面图

CRD法隧道开挖支护施工工序示意图

首先进行①部开挖支护（含中隔壁）；①部开挖支护完成2～3m后进行②部开挖支护（含中隔壁接长及横联安装）；③部开挖与支护后②部2～3m，开挖完成后及时架立边墙、仰拱及中隔壁格栅钢架封闭成环；④、⑤、⑥部的开口顺序及施作方法与①、②、③部相同，当③部掘进15m后进行④部开口施工。随着隧道初支封闭，根据监测隧道收敛变形的数据，在初支变形稳定后及时破除临时中隔壁及横联，施工隧道仰拱二衬及拱墙二衬。

CRD法施工程序

1.2.4CD法施工方法及程序

中隔壁（CD）法施工如下图所示。

中隔壁法施工示意图

首先进行①部开挖支护（含中隔壁）；①部开挖支护完成2～3m后进行②部开挖支护（含中隔壁接长）；③部开挖与支护后②部2～3m，开挖完成后及时架立边墙、仰拱及中隔壁格栅钢架封闭成环；④、⑤、⑥部的开口顺序及施作方法与①、②、③部相同，当③部掘进15m后进行④部开口施工。随着隧道初支封闭，根据监测隧道收敛变形的数据，在初支变形稳定后及时破除临时中隔壁，施工隧道仰拱二衬及拱墙二衬。

CD法施工程序

1.2.5双侧壁导坑法施工方法及程序

属于新奥法的一个分支，以新奥法基本原理为依据。

在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似椭园，周边轮廓园顺，避免应力集中。初期支护采用格栅钢架、挂网、喷混凝土柔性支护体系，及时施作，使断面及早闭合，以充分利用围岩的自承能力，控制围岩变形。建

立一整套围岩支护结构监控量测系统，进行信息化施工管理，随时掌握施工过程中的动态变化，合理安排，调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。

(1) 开挖面分部形式：

一般将断面分成四块：左、右侧壁导坑1、上部核心土2、下台阶(3) 。导坑尺寸侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工条件而定。但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。高度以到起拱线为宜，这样，导坑可分二次开挖和支护，不需要架设工作平台，人工架立钢支撑也较方便。导坑与台阶的距离没有硬性规定，但一般应以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则，所以在短隧道中可先挖通导坑，而后再开挖台阶。上、下台阶的距离则视围岩情况参照短台阶法或超短台阶法拟定。左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。

(2) 施工作业顺序为；

①开挖一侧导坑，并及时地将其初次支护闭合。 ②相隔适当距离后开挖另一侧导坑，并建造初次支护。

③开挖上部核心土，建造拱部初次支护，拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上。

④开挖下台阶，建造底部的初次支护，使初次支护全断面闭合。 ⑤拆除导坑临空部分的初次支护。 ⑥建造内层衬砌。

(3) 优缺点及适用条件：当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2。双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多，扰动大，初次支护全断面闭合的时间长，但每个分块都是在

开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展。双侧壁导坑法施工安全，但速度较慢，成本较高。

双侧壁导坑法施工工序

1.2.6中洞法施工方法及程序

中洞法施工顺序表

二、主要施工技术说明

2.1初期支护施工技术

2.1.1超前小导管施工

超前小导管一般为Ф42mm钢花管，小导管单根长3.5～4.0m，根据围岩不同布置在开挖轮廓线以上拱顶120°或150°范围拱部范围，环向间距按0.30～

0.35m布置。

超前小导管注浆施工包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工序。其施工工序流程见下图。

小导管采用煤电钻钻孔，插管时用气动锤振入，注浆采用注浆泵。 注浆材料初步拟为水泥浆，注浆压力根据现场试验而定。注浆材料、注浆方式及配比还将根据现场岩层情况调整。

小导管施工流程

2.1.2.初喷

初喷是为了封闭工作面、防止因风化、渗水等使掌子面产生坍塌现象，喷层厚度为5cm，在开挖之后立即进行。初喷混凝土前必须对所有的开裂、破碎、崩解的破损岩石进行清理。

2.1.3锚杆施工

依据设计，锚杆类型为砂浆锚杆和树脂锚杆，采用锚杆钻机钻孔，钻孔时确保孔口岩面整平，使岩面与钻孔方向垂直。安装锚杆时对不平整的岩面用垫板调整，使托板可以密贴岩面。锚杆采用梅花型布置，锚杆施工程序下图所示。

锚杆施工作业流程图

2.1.4.格栅钢架制作安装及挂网

隧道洞室开挖成形后，为防止开挖面暴露时间过长，引起坍塌，应立即进行格栅挂网喷混凝土施工。

1）格栅钢架的制作

格栅钢架在钢筋加工场采用冷弯分段制作，段与段之间可采用角钢和螺栓连接。加工完试拼合格后，运至隧道现场安装。格栅质量必须符合下列条件。

⑴加工做到尺寸准确，弧形圆顺；钢筋焊接（或搭接）长度满足设计要求，

沿钢架两侧对称焊接成型时，钢架主筋中心与轴线重合，接头处相邻两节圆心重合，连接孔位准确；

⑵加工成型的格栅钢架圆顺；其允许偏差为：拱架矢高及弧长+20mm，架长±20mm；

⑶格栅钢架组装后应在同一个平面内，断面尺寸允许偏差为±20mm，扭曲度为20mm；

⑷格栅钢架各单元主筋、加强筋、连接角钢焊接成型，片与片之间用螺栓连接。

2）格栅钢架的安装

安装工作内容包括定位测量、安装前的准备和安设。 ⑴安装前的准备工作

运至现场的单元钢架分单元堆码，并挂牌标识，以防用错。安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖部分，安设前将格栅拱脚或墙脚部位的松碴清理干净，并垫上钢板或木板，防止钢架下沉或失稳。

⑵定位测量

首先按控制中线架设格栅，按设计拱顶标高控制格栅顶部高程，然后再检查格栅支距，格栅钢架设于曲线时，安设方向为该点的法线方向，安设于直线上时，安设方向垂直于线路中线，直线地段安装激光指向仪控制中线。

⑶钢架安设

钢架与初喷混凝土之间紧贴，两榀钢架间沿周边设纵向连接筋，形成纵向连接体系，并及时打入锁脚锚管和锚杆，锚杆应与格栅焊牢，然后挂设钢筋网片，绑扎在钢架的设计位置，并与格栅钢架连接牢固，然后喷射混凝土，封闭成环。

⑷格栅架设质量要求

①格栅钢架应架设在与隧道轴线垂直的平面内，安装位置允许偏差为：与线路中线位置支距不大于30mm，垂直度小于5%；

②格栅钢架保护层厚度符合规范要求，其背后应保证喷射混凝土密实； ③格栅钢架安设正确后，纵向必须用钢筋连接牢固，并与锁脚锚杆焊接成一整体。

④每一部格栅与其他部格栅相连的连接板部位，在未连接前必须采用编织袋包裹以免喷射混凝土时封闭此处。

3）钢筋网制作安装

钢筋网在工厂编制加工。网片加工、铺设应符合下列要求 ⑴钢筋网所采用的钢筋型号和网格尺寸应符合设计要求； ⑵钢筋网片铺设前必须进行除锈；

⑶钢筋网片应与格栅钢架连接牢固，网片搭接长度不少于20cm； ⑷网片铺设应紧贴支护面并保持30mm的保护层。

2.1.5.喷射混凝土

1）喷混凝土的施工方法

⑴喷射机械安装好后，先注水、通风、清除管道内杂物，同时用高压风吹扫岩面，清除岩面尘埃；

⑵保证连续上料，严格按施工配合比配料，严格控制水灰比及坍落度，保证料流运送顺畅；

⑶操作顺序：喷射时先开水润管，再开风，后送料，以凝结效果好、回弹量小、表面湿润光泽为准。

2）原材料的要求：

水泥：采用不低于设计标准的普通硅酸盐水泥，使用前做强度复查试验，其性能符合现行的水泥标准。

细骨料：采用硬质、洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5。

粗骨料：采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于15mm，级配良好。使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。

水：采用不含有影响水泥正常凝结与硬化有害杂质的自来水。 速凝剂：掺量一般为水泥用量的5%左右。 3）喷混凝土技术要求

喷射混凝土时人工掌握喷头直接喷射混凝土。

⑴施喷前必须检查混凝土喷射机是否正常运作且具有良好的密封性，输料连续均匀；

⑵拌混合料采用强制式搅拌机，搅拌时间不小于2min。原材料的称量误差为：水泥、速凝剂±1%，砂石±3%；混合料应随拌随用，拌合好的混合料存放时间不得超过20 min；

⑶喷射混凝土作业前，清洗受喷面并检查断面尺寸，保证尺寸符合设计要求。喷射混凝土作业区有足够的照明，作业人员佩带好作业防护用具；

⑷喷射混凝土在开挖面暴露后立即进行，作业符合下列要求：

①喷射混凝土作业分段分片进行。喷射作业自下而上，先喷格栅钢架与拱壁间隙部分，后喷两钢架之间部分；

②喷射混凝土分层进行，一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定，拱部宜为5～6cm，边墙为7～10cm，后喷一层应在先喷一层凝固后进行，若终凝后或间隔1h后喷射，受喷面应用高压风、水清洗干净；

③严格控制喷嘴与岩面的距离和角度。喷嘴与岩面应垂直，有钢筋时角度适当放偏，喷嘴与岩面距离控制在0.6～1.2m范围以内；

④喷射时自下而上，即先墙脚后墙顶，先拱脚后拱顶，避免死角，料束呈螺旋旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形喷射，每次蛇形喷射长度为3～4m；

喷射砼轨迹图

⑤喷射混凝土终凝2h后开始洒水养护，洒水次数应以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度；养护时间不得少于14d；

⑥喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象，不平整度允许偏差为±3cm。

4）喷混凝土机具及工艺流程

喷射混凝土采用干喷工艺。混凝土在洞外拌合，由横通道竖井下料管下到

运料车运至喷射工作面，速凝剂在作业面随拌随用。混凝土配合比由试验室根据试验确定并报监理、业主审批，施工时必须严格按照混凝土配合比拌料。喷射混凝土施工工艺如图所示。

喷射混凝土施工工艺图

5）保证喷射混凝土密实的技术措施

⑴严格控制混凝土施工配合比，一般喷射混凝土标号为C25P6，配合比经试验确定为各用料质量比水泥：砂子：碎石，：速凝剂=1：1.94：2.18：0.45，混凝土拌合用料进入搅拌机前必须过磅称量，称量精度必须符合水泥、速凝剂±1%，砂石±3%的规范要求；

⑵严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求；

⑶喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。同时加强对设备的保养，保证其工作性能；

⑷喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密；

⑸初喷混凝土紧跟掌子面，复喷前先按设计要求完成超前小导管、钢筋网、格栅钢架的安装工作；

⑹渗漏水地段的处理：当围岩渗水无成线涌水时，在喷射混凝土前用高压风吹扫，开始喷射混凝土时，喷射混凝土由远而近，临时加大速凝剂掺量，缩短初凝、终凝时间，逐渐合拢喷射混凝土；有成线涌水时，斜向窜打深孔将涌水集中，再设软式橡胶管将水引排，再喷射混凝土，最后从橡胶管中注浆加以封闭。止住后采用相同配合比喷射混凝土封闭；

⑺喷射混凝土2小时后由专人养护，在气温低于+5℃时，不得采用喷水养护；发现喷射混凝土表面裂纹用红油漆作标记，进行观察和监测，确定其是否继续发展，若在继续发展，找出原因并作处理，对可能掉下的喷射砼撬下重新喷射；

⑻坚决实行“四不”制度：即喷射混凝土工序不完，掌子面不前进，喷射混凝土厚度不够不前进。混凝土喷射后发现问题未解决不前进，监测结果表明不安全不前进。以上制度由现场领工员负责执行，责任到人，并在工程施工日志中做好记录以备检查，项目监理负责监督。

6）喷射混凝土安全技术和防尘措施

⑴严禁将喷管对准施工人员，以免突然出料时伤人；

⑵喷射作业时，喷管不出料并出现往复摆动时，可能有大石块堵住送料管，此时应立即停机处理，切勿将大石块强行吹出；

⑶用震动疏通的方法处理堵管石，喷射手和辅助操作人员要紧握喷管，以免送风时喷管甩动伤人，处理堵管时，料罐风压不能超过0.4MPa；

⑷处理堵管和清理料罐时，严禁在开动电机、分配盘转动的情况下将手伸入喷管和料罐；

⑸喷射手应配戴防护罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套；

⑹适当增加砂石的含水率，是减少搅拌、上料、喷射过程中产生粉尘的有效方法。砂的含水率宜控制在5～7%，石子含水率宜控制在2%左右。

⑺加强通风和水幕喷雾，对降尘有显著效果。一般通风管距作业面以10～15m为宜。

2.1.6.初期支护背后注浆

初期支护施工时，在拱部会留下部分空隙，使初期支护与围岩分离，不能一起承受荷载，这样就与施工原理相违背，对结构的安全性和控制地表沉降很不利，因此隧道全断面初期支护封闭并达到设计强度后，须及时对初期支护混凝土实施拱背回填注浆，可在隧道初支全断面封闭并且初支封闭段长大于10m时（避免跑浆），及时进行初支拱背回填注浆，初支背后预埋管埋设及注浆方法如下：

⑴初期支护拱部格栅架立时在起拱线以上预先焊接注浆管，注浆管环向布置6根，纵向间距为3m，采用40cm长φ42mm、壁厚3.5mm钢管制成，注浆管在设计初支厚度外露20㎝；

⑵局部边墙漏水处可增设注浆孔；

⑶注浆孔喷射砼前应以编织袋封堵注浆管口，以免喷砼堵塞注浆孔；

⑷初支背后注浆随开挖进度跟进，注浆材料采用水泥砂浆，浆液水灰比1：1。

⑸为保证初支背后密实，采用三次注浆方式，第一次注浆注浆压力一般控制在0.3～0.4MPa之间，第二次注浆注浆压力一般控制在0.4～0.5MPa之间，第三次注浆注浆压力一般控制在0.5～0.6MPa之间；头两次注浆完毕必须及时压注清水洗孔（清洗注浆管1min），以免注浆管堵塞，末次压浆采用压注水泥浆，浆液水灰比为1：1。

2.2二次衬砌施工技术

隧道二次衬砌采用钢拱架或定型纲模板施工，先施工仰拱，拱、墙一次衬砌成形。

2.2.1.二衬施工各工序说明

⑴防水层铺设：仰拱部位采用混凝土自防水，拱墙防水采用PVC柔性防水板，土工布缓冲层。铺防水层前清理喷射混凝土面，凸凿凹补，使之平整，无钢筋头，无渗漏水；拱墙部采用环向铺设，铺设由拱顶向两侧顺序进行；铺设做到平顺，无吊空、起鼓及皱褶；双焊缝完好，搭接长、宽度符合规范要求；防水板采用热锲式滚动焊机双焊缝焊接，防水板与垫圈的粘结采用电烙铁手工焊接。防水铺设完毕，作充气试验进行质量检查。

⑵钢筋绑扎：钢筋施工按施工图的配筋要求及技术规范进行钢筋制作、绑扎。钢筋定点加工，钢筋的绑扎、安装在施工现场进行。

⑶仰拱施工：仰拱与墙体界面按设计划定设置，每19.2m为一施工单元。 ⑷钢拱架安装：隧道仰拱浇筑后24小时，即可安装钢拱架并在钢拱架测量校正加固稳定后安装定型组合模板，预留振捣灌注窗（可以采用卸掉一块模板作为振捣窗，振捣窗环向4个、纵向间距3m，相临振捣窗高差不得大于2m，混凝土浇注到振捣窗底部时关上振捣窗），一切准备工作就绪，即浇筑砼。

⑸混凝土浇筑：拱架及模板架立好后，进行模板检查，采用安全手提灯伸入模板内，从模板外侧观察有无漏光现象，如有，则对漏光部位用水泥袋子或木楔塞死避免跑浆；同时用铁锤对各个拱架支撑部位进行检查，并且将横向钢管支撑与脚手架横杆用8号铁丝牢固固定（最下面一排钢管支撑与仰拱上的预埋锚筋连接牢固，避免支撑松动或受力变形）。

拱架及模板就位验收后，进行混凝土浇筑施工，隧道边墙混凝土坍落度控制在14～16cm，拱顶坍落度控制在18～20cm，拱墙每浇筑循环10m，浇筑前清

除模板和钢筋上的杂物，混凝土灌注前先用清水润管（润管水不得排入模板内），按照预留的振捣窗位置混凝土从下至上顺序进行浇灌，混凝土倾落高度小于2m；两侧边墙与仰拱结合处必须都先灌注砂浆，使砂浆均匀平铺施工缝2cm，然后灌注混凝土，浇筑时按照分层（层厚50cm）、均匀、对称灌注，边浇筑边捣固，浇筑采用输送泵，振捣采用插入式振捣器振捣，振捣点相距50cm，每一振捣点振捣时间为30秒；灌注混凝土必须连续进行，并在拱顶埋设补偿收缩注浆管。

拱顶混凝土采用泵送挤压法灌注拱部混凝土，由于隧道有坡度，封顶时必须从坡度低的一侧开始，直至坡度高的一侧；拱顶最高位置的一块挡头板设置成可上下抽拉式作为观察口，此挡头板顶部距离初支拱顶5cm，通过此挡头板观察窗口观察拱顶混凝土浇注情况，当混凝土从挡头板观察窗口顶部冒浆时即混凝土表示已经灌满。

⑹养护：本下穿段区间隧道防水等级为二级，为保证混凝土质量良好，避免混凝土开裂漏水，混凝土拆模后必须进行养护。采用喷淋方式对隧道二衬混凝土进行养护，在隧道进口处主水管接一根φ50橡皮管沿隧道边墙接至拱顶，拱顶设置一根通长φ42钢管，钢管管壁两侧钻两排φ3小孔，小孔间距3cm；钢管与拱顶预留注浆管连接牢固，随二衬施工而接长。混凝土灌注完毕24小时后拆模，拆模立即接长喷淋水管进行淋水养护，使用电控设备控制喷淋时间，通常每喷淋10分钟停喷2分钟，持续养护时间不得少于14天。

⑺二次衬砌拱背注浆

灌注混凝土施工中，由于二次衬砌混凝土在隧道拱部与初期支护之间无法做到严密无缝，因此在二衬混凝土施工时在拱部预埋φ42小导管，二衬混凝土结束后，通过预埋小导管压注1：1水泥砂浆，填充初期支护与二次衬砌之间的空隙。注浆管底部孔口应紧贴防水层，为确保注浆管不被堵塞以及不刺破防水层，采取措施见下图。

预留注浆孔示意图 ⑻二次衬砌混凝土达到一定强度后，从注浆管逐孔压入1：0.8～1水泥浆液，注浆压力为0.3～0.5Mpa；通常分为三次注浆,第一次注浆水泥浆水灰比为1：0.8，注浆压力为0.3 MPa，第二次注浆水泥浆水灰比为1：0.8，注浆压力为0.4 MPa，第三次注浆水泥浆水灰比为1：1，注浆压力为0.5 MPa，充填二次衬砌与外防水层之间的间隙。

2.3结构防水工程施工技术

2.3.1防水原则

防水施工综合性强，技术难度大，是地铁施工的关键工序。结构防水是根据工程地质和水文地质条件、结构设计特点、施工方法和使用要求等因素进行设计和施工。遵循“以防为主、防堵结合、刚柔相济、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则，防水设计采取以提高结构自防水性能为主，以外防水（附加防水层）为辅，处理好施工缝、变形缝、接口地段等薄弱环节的整体性防水方案，确保地下工程防水工程质量。

根据设计图纸，区间隧道防水构造为：网喷早强混凝土，柔性防水层，二衬防水混凝土，在浇筑二衬时预留注浆孔，对衬砌背后注浆，区间防水及排水见下图。

区间防水及排水示意图

1.结构防水设计可根据工程地质和水文地质情况、结构特点、相邻建筑物的影响、施工方法和使用要求等因素并依据有关规范、规程要求进行设计；

2.暗挖结构的二次衬砌采用防水钢筋混凝土，其抗渗标号为S10。初支和二衬之间，拱墙设置柔性防水层，仰拱采用结构自防水，防水板上设置注浆止水盘，二衬背后压浆封堵；

3.变形缝处采用带注浆花管的中埋式止水带、聚乙烯板、双组分聚硫密封胶等多道防水措施；

4.施工缝处设一道水膨型止水条作防水处理；

5.结构防水层材料，宜选用耐老化，耐腐蚀，易操作且焊接时无毒气，适宜在潮湿基面上施工的材料。

2.3.2隧道防水施工

2.3.2.1柔性防水层施工

1）初期支护表面处理

根据设计图纸，防水层为全封闭隔离软性防水层，采用无钉孔铺设工艺， 在暗挖段结构施工中，喷射混凝土基面粗糙，凹凸不平，钢筋头外露，对铺设防水层质量有很大影响，为此对防水层基面必须进行处理，要求及要点如下：

⑴对凹凸度的要求：对拱部喷射混凝土平整度要求，D/L＜1/8，边墙平整度为D/L＜1/6（D为相邻两凸面间凹进去的深度，L为相邻两凸凹面间的距离）；

⑵基面不得有钢筋及凸出的管件等尖锐突出物，否则要进行割除，并在割除部位用砂浆抹成圆曲面，以免防水层被扎破；

⑶隧道断面变化或转弯处的阴阳角均应做成圆弧，阴角处圆弧半径不小于10cm，阳角处圆弧半径不小于5cm；

⑷防水层施工时基面不得有明水，如有明水则用注浆封堵；

⑸技术措施

根据以往施工经验，在施工时拟采取以下技术措施：

①在初期支护背后注浆，当初期支护无明显渗漏水后，再进行防水层施工； ②初期支护表面抹一层2cm厚防水砂浆找平层，以保证初期支护表面平整无水。最后在渗水严重处用堵漏剂堵漏，确保防水板施工时无水作业。

2）防水板铺设工艺

为保证防水可靠和便于施工，先将400g/m2无纺布用射钉枪固定铺设在初期支护基面上，然后用“热合”方法将防水板粘贴在塑料圆垫片上，从而使防水板无机械损伤，其施工工序如下：

⑴无纺布铺设

铺设方法是在喷射混凝土隧道拱顶部正确标出隧道纵向中心线，再使剪裁

好的无纺布中心线与喷射混凝土上的这一标志相重合，从拱部开始向两侧下垂铺设，并用射钉固定塑料垫片，将无纺布固定在基面上；

⑵热塑性塑料圆垫片是防水层施工的必要部件，用射钉将其固定在无纺布上，每隔50cm～150cm梅花形布设（拱顶50cm，边墙拱部50cm～80cm，底板100cm～150cm，纵向间距50～80cm），位于变化断面和转角部位，钉距适当缩小；

⑶防水板铺设时要预留一定的张度，先在隧道拱顶部位的无纺布上正确标出隧道纵向中心线，再使防水板的横向中心线与这一标志相重合，将拱顶部防水板与塑料圆垫片热熔焊接，与无纺布一样从拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边与圆垫片热熔焊接，铺设时与基面相密贴，并留出搭接余量（不小于10cm）。防水板在与圆垫片的粘接，采用电热压焊器，通过热传导将防水板与固定圆垫片同时加热熔化粘合在一起，粘合应牢固，但不烧穿防水板，一般焊接5s钟既可；

⑷防水板之间的搭接，短长边均以搭接线为准，采用专用塑料热合机进行焊接，无条件用机焊的特殊部位也可用热风枪手工焊接，认真检查，焊接牢固。

⑸为保证接缝质量，采用双焊缝焊接工艺，焊接前，应根据不同的焊接温度和焊接速度，分别进行焊接试验。焊速为0.6～1.2m/min。焊接过程中对技术参数进行测定并记录。

3）防水板质量检查

主要质量标准及检验方法

焊缝质量检查方法

用5号注射针头与压力表相接，用打气筒进行充气检查，将焊缝加压至1.0～1.5MPa时，停止充气，保持该压力2min，否则说明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊缝上，产生气泡地方重新焊接。可用热风焊枪和电烙铁等补焊，直到

不漏气为止。检查数量根据随机抽样的原则，每4条抽试一条，为保证质量，每天每台热合机焊接应取一个试样，注明取样位置、焊接操作者及日期。防水板焊接详见下图。

防水层搭焊示意图

2.3.2.2.防水层的保护

1）特殊部位采取的保护措施

⑴断面发生变化处，铺设双层防水板；

⑵二次衬砌的钢筋绑扎时，钢筋端部安装塑料套帽，防止搬运和绑扎钢筋时刺破防水板；

⑶钢筋焊接时，防水层上铺设石棉板，防止电焊火花掉在防水板上，损坏防水板。

2）防水板一般的保护措施

⑴防水层施工完成后，须严加保护，否则极易损坏，导致防水质量下降及至完全失效，故要求各方面予以重视密切配合；

⑵在未设保护层处（如拱顶、侧墙）进行其他作业时不得破坏防水层； ⑶在灌注二次衬砌模注混凝土时，振捣棒不得直接接触防水层以免破坏防水层，振捣棒引起的对防水层的破坏不易发现，也无法修补，故二次衬砌模注混凝土施工时应特别注意；

⑷作好技术交底工作，加强对施工人员的教育，提高大家防水层保护意识

2.3.2.3.混凝土结构自防水施工

在地铁工程施工中，由于洞内施工场地狭小，又是多道工序同时作业，影响防水板的防水效果，因此在把好防水层铺设质量关的同时，还必须特别重视结构自防水施工质量。

1）防水砼自身性能的技术要求

根据上述要求，结构自防水砼必须具备密实度高、收缩率小、强度高、可灌性好的多种性能，因普通防水砼工艺均通过选择附加剂的办法达到防水目的，根据以往施工经验，采用普通防水砼，由于受掺加剂稳定性的影响，易使结构体产生裂纹，难以达到防水效果，甚至影响到结构的受力。根据各大城市地铁积累的经验，结合本工程特点，具体施工技术要求建议如下：

⑴水泥

使用品质较稳定的转窑R32.5或R42.5号普通硅酸盐水泥，砼碱含量（Na2O）不超过0.6%，性能指标必须符合《普通硅酸盐水泥》（GB175-92）标准的规定。

⑵石子

采用质地坚硬、附着物少的优质石子，粒径级配0.5～2.5，石子最大粒径不宜大于40mm，含泥量不大于1%，泥块含量不大于0.5%，所含泥土不呈块状或包裹在石子表面，吸水率不应大于1.5%。

⑶砂子

采用符合现行《普通砼用砂质量标准及检验方法》的河沙（中砂），含泥量不大于3%，泥块含量不大于1%。

⑷粉煤灰

采用一级品质，稳定性好的磨细粉煤灰代替部分水泥，以提高砼的和易性，

掺量不大于水泥用量的20%。

⑸掺加剂宜用“TMS”，掺量根据具体要求确定。

2）防水混凝土配合比

防水混凝土配合比，应根据工程要求、选材情况、结构条件和施工方法，通过试验确定。每m3混凝土的水泥用量不小于320Kg（包括粉细料在内）；砂率宜为35～40%，灰砂比应为1：2～1：2.5；水灰比不大于0.45；防水混凝土配料必须按重量配合比准确称量，计量允许偏差为：水泥、水、外加剂、粉细料为±1%，砂、石为±2%。

3）防水混凝土的拌合与运输

⑴混凝土拌合

当结构自防水砼采用高性能砼时，砼的拌合必须选材固定，计量准确。掺加外加剂时，应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间。

⑵混凝土运输

混凝土在运输过程中，要防止产生离析现象及坍落度损失（对坍落度的损失控制在1cm以内），同时要防止漏浆。

4）混凝土浇筑

底板一次浇筑长度为9m，边墙拱部一次浇筑长度也为9m。

⑴防水层铺设后进行二衬钢筋绑扎，钢筋在洞外加工厂严格按施工图和技术规范要求弯制，洞内现场绑扎、焊接。钢筋绑扎和焊接时要注意保护铺设的防水层；

⑵衬砌台车安装：衬砌台车为液压式衬砌模板台车，有效长度12m，待仰拱砼施工完成后，强度达到70%以上时，铺设台车轨道，轨道中线与隧道中线重合。台车就位后再调整台车顶模标高到设计标高，最后调整左右方向的液压千斤顶，使两侧模板满足设计净空要求。台车与已完成的衬砌搭接10cm，在台

车调整时不得破坏已完成的衬砌；

⑶模板要架立牢固，尤其是挡头板，不能出现跑模现象；砼挡头板做到模缝严密，避免出现水泥浆漏失现象，且达到表面规则平整。每次衬砌完成后，要及时对台车，模板内的油污、水泥浆等杂物要清理干净，模板上刷涂脱膜剂，以备下次使用；

⑷砼采用输送泵泵送入模，考虑到区间较长，在进行区间中部二衬施工时，从竖井泵送砼，距离较远，为确保砼质量，采用洞内放置一至二台砼输送泵，进行接力输送，或采用洞内轮轨式混凝土输送车运送；

⑸混凝土浇筑：模板台车就位加固验收后，开始混凝土浇筑。混凝土灌注时按照台车上设置的灌注孔顺序进行，自落高度小于2m，浇筑时按照分层、均匀、两侧对称灌注，灌注层厚度根据运输条件，灌注进度及振捣能力 决定，边浇筑边捣固，振捣采用插入式捣固棒配合附着式振捣器振捣，附着式振捣器布置间距通过现场试验确定，并与模板相连。灌注混凝土连续进行，并在拱顶埋设补偿收缩注浆管，考虑到拱顶混凝土难以灌满宜采用泵送挤压法灌注拱部混凝土，采用泵送挤压法灌注混凝土时需对挡头板加固并作特殊处理；

⑹控制泵送入模关：防水混凝土采用泵送入模时，将润湿砂浆接走当作它用，确保不改变入模混凝土的原有质量。混凝土泵送入模时，须水平均匀入模，分层浇筑分层振捣，层厚不超过400mm，相邻两层浇注时间间隔不超过1.5h，确保上下层砼在初凝前结合好，不形成施工冷缝。垂直控制其自由下落高度，当自由下落高度超过2m时，应使用串筒、溜槽或在浇注面接一段水平导管；

⑺把好混凝土振捣关：防水混凝土振捣采用附着式和插入式两种振捣器，附着式振捣器拟用于暗挖结构拱部混凝土灌注，插入式使用在边墙和仰拱，混凝土振捣前先根据结构物设计好振捣点位布置，振捣时间为10～30s。对新旧混凝土结合面、沉降缝、施工缝止水带位置需要认真、细心、小心进行振捣。

5）拆模与养护

根据本工程结构特点，等砼达到设计标号的70%，即可拆模、养护。砼浇注完毕应在终凝后洒水养护，每天浇水的次数以能保持砼表面经常处于湿润状态为宜。洒水养护不少于14d。

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洞室结构的拱顶混凝土灌注，往往会产生拱顶混凝土不密实、不满灌、漏振捣、易收缩现象，故对此部位的混凝土施工除在混凝土性能上减少其收缩率以外，还需对其灌注工艺作特殊要求，根据工程施工经验，

⑴模板台车要具有足够刚度的拱顶施工模板拱架体系，保证在一定压力下模板台车不至于失稳；

⑵设计具有能承受一定挤压的活动式挡头模板，利用结构纵向钢筋作为拉杆加固挡头板，钢筋与挡头模板体连接采用倒楔形螺杆锚固结构，见下图；

中间位置进行挤压泵送灌注，待混凝土自挡头板挤出浆来时，稳压持续几min，看混凝土是否灌满，如稳定压力不能再灌入时，说明拱顶已灌满，若稳定压力仍能灌入，则应稳压持续到不能灌入为止；

⑷在拱顶最高位置贴近初期支护面布设二次衬砌混凝土后补偿注浆管，一则通过浇灌也可检查混凝土灌满程度，同时待混凝土达到一定强度后注浆，以补偿混凝土因收缩或未灌满造成的拱顶空隙。

7）质量检查

⑴防水混凝土的原材料必须进行检查，应符合现行国家标准、施工及验收规范和设计的有关规定，如有变化时应及时调整混凝土的配合比，并得到监理的认可；

⑵每灌注单元过程检查原材料的计量；

⑶在拌制和浇筑地点测定混凝土坍落度，每工作班不少于二次，掺引气剂的防水混凝土同时测定含气量；

⑷检查配筋、钢筋保护层、预埋铁件、穿墙管等细部构造是否符合设计要

求，合格后填写隐蔽工程验收单，报监理检验认可；

⑸连续浇筑混凝土量为500m3以下时，应留两组抗渗试块，每增加250～500m3应增留两组。试块应在浇筑地点制作，其中一组应在标准条件下养护，另一组应与现场相同条件下养护，试块养护期不得少于28d。

2.3.2.4.施工缝、变形缝防水

1）施工缝防水处理

施工缝是在施工过程中，由于混凝土一次性连续浇筑不能过长或必须分部施工而设置施工接缝，这种接缝是结构自防水的薄弱环节，处理得好坏将会直接影响建筑物的防水质量，因此，须认真做好施工缝的防水处理，根据设计图纸，施工缝防水构造如下图所示。

环向（纵向）施工防水构造示意图

施工缝处理时应注意以下事项：

⑴止水构件(止水胶、止水带)的安装位置必须准确，止水胶必须搭接100mm，止水胶采用小型硫化机现场硫化；

⑵安设水膨型聚胺酯密封胶应保证施工缝处无明水；

⑶在浇注下一阶段混凝土时，在施工缝处应采用弱振，并注意振捣棒不得

碰到水膨型聚胺酯密封胶，避免损害材料的密封性；

⑷水膨型聚胺酯密封胶应连续均匀设置，不得有间断点（用量：大于30ml/m）；

⑸注浆管可用管子夹固定，PVC注浆管的末端应带有保护套，并露出混凝土的内边缘3～5cm，间距不大于3m；

⑹注浆应在混凝土结构基本稳定且发现有渗漏水时进行，注浆可根据不同情况选用超细水泥或其它化学浆液，并按常规注浆堵漏施工工艺进行；

⑺在施做水膨型聚胺酯密封胶前，应先将混凝土表面的浮渣清理干净并清除积水，施做好水膨型聚胺酯密封胶和注浆管，且在施做下一段混凝土前再涂刷界面处理剂。

2）变形缝（沉降缝）的施工处理

变形缝是由于结构不同刚度、不均匀受力及考虑到混凝土结构胀缩而设置的允许变形的结构缝隙，它是防水处理也是结构自防水中的关键环节。按照设计要求，在模筑内部结构变形缝断面中部埋设350mm宽带注浆花管的中置式止水带，且每条变形缝的止水带接头采用热熔法对接，并在缝内嵌20mm宽密封条。其施工技术措施为：

⑴止水带的定位和固定

止水带采用铁丝将止水带展平固定在结构钢筋上，利用档头板的支持作用将止水带定位，固定在结构断面中间，见下图，并确保止水带中间变形孔与变形缝重合，为避免止水带在混凝土灌注时跑位，应加强对挡头板的支撑，使其具有一定的刚度。

仰拱变形缝防水图及拱顶侧墙变形缝防水图

⑵变形缝处的混凝土灌注与振捣

①竖直向止水带两边混凝土要加强振捣，保证缝边混凝土自身密实，同时将止水带与混凝土表面的气泡排出；

② 水平向止水带待止水带下充满混凝土并充分振捣后，剪断固定止水带的铁丝，放平止水带并压出少量混凝土浆，然后浇灌止水带上部混凝土，振捣上部混凝土时要防止止水带变形。

⑶变形缝施工注意事项

变形缝止水带必须准确就位，中心气孔必须放置在变形缝中间；

变形缝止水带必须密封成环，接缝采用硫化机现场硫化；

缝间衬垫材料采用聚乙烯板；

边墙内侧必须留30*80mm凹槽，待结构施工完毕后，安装不锈钢接水槽； 在混凝土浇注前应检查止水带有无破损，如破损应进行修补；

止水带的接头部位不得留在转角部位，止水带在转角部位的转角半径不得小于20cm；

注浆管应露出结构表面3～5cm，并做好口部保护，待结构稳定后且水位恢复后，如有渗漏，可通过注浆嘴进行注浆止水；

变形缝两侧各2.5m范围内二衬钢筋需加强。

2.3.2.5.注浆防水

注浆是指回填注浆、衬砌内注浆、衬砌后围岩注浆等，在隧道开挖前，预计涌水量大的地段、软弱地层，可采用预注浆；开挖后有大股涌水或大面积渗漏时，采用堵漏注浆；衬砌后渗漏水严重的地段或背后有空隙地段，进行回填注浆；衬砌后或回填注浆后仍有渗漏水时，采用衬砌内注浆或衬砌后围岩注浆。区间隧道、施工通道、联络通道等均可采用注浆方式止水。

1）材料

⑴注浆材料要根据地质条件、注浆目的和注浆工艺等全面考虑，一般要符合下列要求：

①具有良好的可灌性，易注入地层和构筑物中；

②浆液稳定性好，能在一定时间内凝固，固化时收缩小，与需注浆体有一定的粘结力；

③结合体有一定的抗压、抗拉强度，且早期强度高，透水性低；

④无毒、无污染，如地下水有侵蚀性时，还应具有相应的耐侵蚀性； ⑤注浆工艺简单，操作方便、安全。

⑵注浆浆液为单液浆或双液浆，水泥为标号不低于R32.5的普通硅酸盐水泥，水玻璃浓度宜为35°～40°Be。

⑶常用注浆材料基本性能见下表。

常用浆液性能表

2）注浆机具及设备

电动活塞式注浆泵、搅拌桶、浆液搅拌机、煤电钻钻机、注浆管。 3）注浆施工

⑴复杂地层浅埋暗挖大跨度地铁区间隧道防水注浆，根据不同阶段分别采用预注浆，隧道开挖前布设超前小导管进行超前预注浆，既可加固地层又可止水。

⑵隧道在开挖支护过程中，拱部间隔2m埋设一根φ42注浆管，初支完成后在其背后压注1：1水泥砂浆，作用既可充填初支拱顶背后空隙，又可起止水隔墙。

⑶开挖支护过程中，为防止塌方部位填塞不密实，形成汇水区，塌方处理时，预埋注浆管。塌方处理完后压注1：1水泥砂浆，填塞空隙，消除汇水空间。

⑷初期支护与二次衬砌间采用充填注浆。方法是在二次衬砌施工时在顶部，边墙预埋注浆管（纵向间距2m，拱部等距离布置3根），待初支、二衬结束后，进行背后充填注浆。充填注浆施工顺序应符合下列规定：

①应沿工程轴线由低到高，由下往上，从少水处到多水处进行。 ②在多水地段，应先两头，后中间。

③对竖井应由上往下分段注浆，在隧道内应从下往上注浆。

⑸控制措施。注浆过程中，应严格控制注浆压力，防止出现结构变形、串浆，危及地下构筑物、地面建筑物的异常现象。当出现异常现象时，宜采取下列措施

①降低注浆压力或采用间隙注浆，直到停止注浆； ②改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间； ③调整注浆实施方案。

⑹注浆结束的条件，须符合下列规定：

①预注浆各孔段的进浆量，应小于50L/min，注浆压力达到或接近设计终压后稳定10min；

②围岩与初期支护、初期支护与二次衬砌间填充注浆压力达到设计压力后稳定10min。

2.3.2.6.特殊、重点结构部位的防水处理

1）区间隧道与竖井交叉口处的防水

区间隧道施工线路是由竖井进入区间正线，竖井与隧道交叉口处的防水层与区间隧道洞身防水层一起施作，在竖井井壁与区间隧道接口转角两侧各施做一条外贴式止水带，转角处设置一条双组分聚硫密封胶。

2）区间隧道与与明挖车站结构接口处的防水

明挖车站结构与隧道交叉口处的防水层与区间隧道洞身防水层一起施作，

在车站结构与区间隧道接口转角两侧各施做一条外贴式止水带，转角接口处设置两条缓膨型遇水止水条，止水条中间预埋可重复性注浆管。