¿Tecnología de construcción impermeable y completamente cerrada para la excavación subterránea del metro?
El principio de diseño impermeable de los túneles ferroviarios generales es "una combinación de prevención, interceptación, drenaje y bloqueo, adaptación de medidas a las condiciones locales y gestión integral, la construcción del metro generalmente utiliza el método de excavación subterránea". El nivel de diseño de impermeabilidad de los proyectos subterráneos de excavación subterránea es relativamente alto, siendo las estaciones de Nivel 1 y las secciones de Nivel 2. Las estaciones de metro cuentan con un gran flujo de pasajeros y una variedad de equipos metálicos, lo que requiere absoluta impermeabilidad y ausencia de fugas. Su impermeabilización se basa principalmente en la "prevención" y el "bloqueo", combinadas con otras medidas. "Prevención" significa fortalecer el rendimiento impermeable del revestimiento secundario y establecer una capa impermeable flexible entre el revestimiento secundario y el soporte inicial para evitar que la estación se conecte al agua subterránea; medios de "bloqueo" para realizar la inyección y el relleno del estrato; El paso del agua subterránea durante la construcción desempeña un papel en la impermeabilización.
El revestimiento diseñado para la estación de metro Dongdan es un revestimiento compuesto, con una capa impermeable flexible completamente cerrada colocada entre el soporte primario y el revestimiento secundario. El soporte inicial es de hormigón proyectado de resistencia temprana C20, y el revestimiento secundario es de hormigón hidrófugo C30 con grado de impermeabilidad S8. La capa impermeable flexible utiliza dos tipos de paneles impermeables. El cuerpo principal de la estación utiliza paneles impermeables ECB con un espesor de 1,2 mm. Las entradas y salidas y los conductos de aire utilizan paneles impermeables de EVA de 0,8 mm de espesor. Polietileno (PE) de 4 mm de espesor.
1. La estructura de revestimiento de hormigón impermeable incluye soporte inicial y revestimiento secundario. El soporte inicial generalmente utiliza hormigón proyectado y el revestimiento secundario generalmente utiliza hormigón proyectado.
El rendimiento impermeable del hormigón proyectado es bajo y generalmente no se considera en áreas con baja filtración de agua. El foco de la impermeabilización está en el revestimiento secundario. El revestimiento secundario generalmente está diseñado para ser de hormigón impermeable y es una parte importante de la autoimpermeabilización de la estructura. Se lleva a cabo un control estricto desde la inspección del material, el diseño de la mezcla, el transporte y el vertido, el desmolde y el mantenimiento para garantizar la impermeabilidad del hormigón.
1.1 Requisitos del material
(1) El cemento es cemento Portland ordinario ≥ 425, contenido de álcali ≤ 0,6
(2) La arena debe ser arena media; , contenido de lodo ≤ 3;
(3) El tamaño máximo de partícula de la piedra es ≤ 40 mm, cumpliendo con los requisitos para el bombeo y el espaciado libre de barras de acero, contenido de lodo ≤ 1, absorción de agua ≤ 1,5; /p>
(4) La mezcla es agente de expansión UEA y la dosificación se determina en función de la expansión máxima μ=0,5;
(5) El agua no es corrosiva y está limpia.
1.2 Diseño de mezcla
(1) La proporción de mezcla de hormigón impermeable debe determinarse mediante pruebas y su grado de impermeabilidad debe ser 0,2 MPa superior al requisito de diseño;
(2) La cantidad de cemento por metro cúbico de hormigón es ≥320 kg (incluido el agente de expansión UEA, la relación agua-cemento debe ser 0,55;
(3) La tasa de arena es 35 ~; 40, y la proporción de arena gris es (1:2,5);
(4) El asentamiento es de 180 ~ 210 mm
(5) Para mejorar la trabajabilidad del concreto; y reducir la relación agua-cemento, se debe agregar adecuadamente un agente reductor de agua de alta eficiencia. La dosis se controla a 0,8 de la dosis de cemento para reducir el calor de hidratación del concreto, se pueden agregar adecuadamente cenizas volantes.
El hormigón estructural del túnel del metro se transporta mediante 1,3 hormigón comercial, se transporta en vehículos transportadores de hormigón y se bombea para su vertido. Debido a la influencia del control del tráfico, la construcción del vertido de hormigón del metro generalmente se lleva a cabo por la noche y el volumen de vertido único es grande. El tubo de la bomba se transporta verticalmente a través del eje, con muchos codos y generalmente una larga distancia de transporte. Por lo tanto, la tubería de la bomba de entrega de concreto debe ser una tubería de alta presión y sus juntas deben ser firmes y herméticas. Antes de bombear, haga una placa de mortero con la misma proporción de cal y arena que el concreto que se va a verter, humedezca una tubería y verifique si las juntas de las tuberías tienen fugas.
Generalmente, la distancia desde la estación de mezcla hasta el sitio de construcción es larga, el tiempo de transporte es largo y la trabajabilidad del concreto cambiará mucho. Antes de descargar del camión cisterna a la estación de bombeo, se debe dar marcha atrás al camión cisterna durante 3 a 5 minutos para permitir que el concreto en el tanque se agite uniformemente nuevamente. Si la trabajabilidad aún no puede cumplir con los requisitos de bombeo, se puede agregar una cantidad adecuada de la misma solución superplastificante de alta eficiencia, pero está estrictamente prohibido usar agua.
1.4 Altura de vertido de hormigón para las paredes laterales>: 2 m. Se debe utilizar un barril o canalón y se debe utilizar un vibrador enchufable. El tiempo de vibración es de 10 ~ 20 s ~ 20 s. el hormigón comienza a espesarse o no tiene burbujas.
El espesor de vertido de cada capa es ≤300 mm, el vibrador se inserta en el hormigón inferior ≥50 mm y la distancia de desplazamiento no es más de 1 vez el radio de acción. Al verter hormigón para el arco, las ventanas de vertido deben reservarse en ambos lados del encofrado y el vertido debe realizarse de forma horizontal y uniforme en ambos lados. Utilice un vibrador de superficie, el espesor de cada vertido es de 200 mm y el desplazamiento se superpone al hormigón vertido en 100 mm.
1.5 El desencofrado y el mantenimiento del hormigón impermeable deben controlar estrictamente el tiempo de desencofrado, no solo para asegure la resistencia del concreto y asegúrese de que la diferencia de temperatura entre la temperatura de la superficie del concreto y el aire circundante sea ≤20 °C. Este es un punto importante que a menudo se pasa por alto en las prisas por construir. El retiro prematuro del encofrado expone el concreto a la atmósfera prematuramente y la tensión interna hace que el concreto se agriete debido a diferencias excesivas de temperatura con el entorno. Después de retirar el encofrado, rocíe agua a tiempo para curar y mantenga la superficie húmeda. El período de curado es ≥14 días.
2. Capa impermeable flexible La capa impermeable flexible se divide en dos capas. El contrapiso se coloca en contacto con la superficie del soporte inicial para proteger el lado del tapajuntas que está en contacto con el soporte inicial, y luego el tapajuntas se suspende de su superficie.
La capa impermeable flexible no solo desempeña un papel impermeable, sino que también separa el soporte primario del revestimiento secundario debido a la suavidad del tablero impermeable. Básicamente, no se transmite fuerza cortante entre los dos, solo se transmite presión. transmitido, formando el revestimiento secundario El revestimiento secundario se dobla uniformemente bajo presión para reducir las grietas en el revestimiento secundario debido a la tensión local. Por lo tanto, la capa impermeable tiene requisitos muy altos para la superficie de base. No debe haber protuberancias ni agua clara. Por lo tanto, la superficie de base debe tratarse antes de la construcción de la capa impermeable.
2.1 Tratamiento de la base Una vez completado el soporte inicial, se debe tratar la superficie de la base y retirar las cabezas de las barras de acero y las cabezas de anclaje. Las esquinas interiores de las partes cortadas, los cambios de sección transversal o las esquinas se deben pintar en arcos con r ≥ 10 mm, y las que sean obviamente irregulares se deben rociar y nivelar en capas. Si hay agua abierta en la superficie de la base, se deben tomar medidas para bloquearla o drenarla con lechada para facilitar la construcción de la capa impermeable.
2.2 Colocar un cojín con 75 arandelas redondas termoplásticas y clavos para fijar el polietileno (PE) sobre el soporte inicial. Los clavos están a 50 cm del arco y a 100 cm de las paredes laterales, dispuestos en forma de flor de ciruelo. La distancia entre clavos en las secciones y esquinas cambiantes debe ajustarse adecuadamente. El pavimento es liso desde la parte superior de la bóveda hacia ambos lados, y la longitud de superposición de los lados largo y corto es ≥50 mm, de modo que quede liso, sin protuberancias y las soldaduras firmes.
2.3 Colocación de la placa impermeable Las placas ECB y EVA se colocan desde la bóveda hacia ambos lados en dirección circunferencial y durante la colocación se utiliza soldadura termofusible con juntas anulares. Al colocar la tabla impermeable, no se debe estirar demasiado y dejar un margen de superposición adecuado. Suelde entre el tablero impermeable y la junta circular con un soldador de voltaje o una pistola de soldar plástico de aire caliente. El tablero impermeable se suelda mediante una máquina soldadora de termosellado autoescalante de doble costura. El ancho de superposición de los lados largo y corto es de 10 cm, y el ancho de la soldadura es ≥10 mm. Debe ser uniforme y continuo, y no debe haber. soldadura falsa, falta de soldadura o penetración.
2.4 Durante la inspección de calidad, conecte la aguja de inyección 5# al manómetro y use una bomba para inflar entre las soldaduras dobles. Cuando la presión alcanza 0,1 ~ 0,15 MPa y el tiempo de mantenimiento de la presión es ≥1 min, la soldadura está calificada. Si la presión cae, demuestra que algo no está bien soldado y se debe realizar una soldadura de reparación.
3. Impermeabilización de piezas especiales Las piezas especiales, incluidas juntas de construcción, juntas de deformación, juntas de expansión, tuberías de pared, etc., son eslabones débiles de la impermeabilización estructural y deben operarse en estricta conformidad con el proceso de construcción. Si se opera incorrectamente y tiene fugas con frecuencia, será muy difícil corregirlo.
3.1 La junta de construcción se debe fijar entre dos piezas de hormigón. Antes del vertido, se deben tratar las juntas de construcción. Primero retire la película de lechada de cemento, las piedras sueltas o el hormigón débil de la superficie y luego instale una tira de goma hinchable con agua en el medio del segundo revestimiento. La superficie base de la junta de construcción debe estar rugosa para asegurar un buen contacto entre los dos vertidos de hormigón y reducir posibles grietas.
3.2 No existen juntas de deformación en toda la longitud del cuerpo principal de la estructura de la estación. Sólo se proporcionan en las uniones entre el cuerpo principal y las estructuras auxiliares como la estación y los tramos, entradas y salidas. , uniones de conductos de aire y uniones entre excavaciones abiertas y excavaciones subterráneas. Se instala un impermeabilizante de goma en el medio del revestimiento de la junta de deformación, se rellenan placas de poliestireno entre las juntas y se bloquean las aberturas con goma de polisulfuro de dos componentes y mortero impermeable. El waterstop es un puente de caucho con un espesor de 10 mm y está enterrado en el medio del revestimiento a 200 mm del borde interior del segundo revestimiento. El tope de agua se superpone y la dirección de presión es consistente con la dirección del flujo de agua, es decir, el tope de agua superior está cerca del soporte inicial y el tope de agua inferior está cerca del borde interior del revestimiento. La superficie del revestimiento impermeable debe rasparse con una lima. La longitud de superposición es de 10 cm y está completamente unida con adhesivo.
3.3 Juntas de dilatación El metro funciona a una temperatura constante y se ve menos afectado por los cambios de temperatura. Las juntas de dilatación sólo se instalan en aberturas y lugares propensos a congelarse.
3.4 El tubo que penetra en la pared debe recubrirse con material R1 y una capa de poliuretano en la superficie del tubo que penetra en la pared, y unirse al panel impermeable ECB a través de una membrana SBS o una placa de acero resistente al agua. El anillo debe soldarse en el tubo que penetra la pared y la superficie debe recibir un tratamiento anticorrosión. Cuando se utiliza una carcasa a través de la pared, se debe incrustar un relleno impermeable entre las dos tuberías, se debe presionar una brida en el interior y se debe colocar una capa impermeable en el exterior.
4. Relleno de lechada
Si hay agujeros en el panel impermeable, el agua subterránea penetrará en el revestimiento secundario. Si el hormigón en sí no es denso, el agua penetrará en la superficie del mismo. el revestimiento secundario. La lechada de relleno de post-agujeros no solo puede llenar el espacio restante causado por un vertido insuficiente de concreto, de modo que el soporte inicial y el revestimiento secundario puedan encajar estrechamente y soportar conjuntamente la tensión, sino que también puede llenar los espacios causados por el concreto suelto o agrietado y bloquear el flujo. canal de agua subterránea, desempeñando así el papel de impermeabilización. Rellenar lechada detrás del agujero puede evitar defectos de apariencia causados por el tratamiento de la superficie interna del concreto. Los tubos de lechada se incrustan en la bóveda antes de verter el hormigón en la bóveda. El tubo de lechada está hecho de 42 tubos de acero sin costura. El extremo superior está a 2 cm del tablero impermeable debajo del soporte inicial y el extremo inferior pasa a través del encofrado a 10 cm. Los tubos de acero son rectos, no requieren perforación dentro de los tubos y se colocan en el medio del arco del túnel de cada ciclo de revestimiento y donde puede ocurrir filtración de agua. Cuando la resistencia del hormigón alcance los 70 y se forme un círculo completamente cerrado, se podrá realizar.
La lechada de lechada puede ser mortero de cemento y lechada de cemento, pudiendo añadirse una determinada proporción de impermeabilizante y cenizas volantes si es necesario. Generalmente se inyecta primero mortero de cemento, y la consistencia es espesa al principio y luego fina. La proporción de mezcla y la proporción agua-cemento deben ajustarse de acuerdo con la velocidad de inyección para controlar su dispersión dentro de un cierto rango. Si la lechada se esparce rápidamente, se puede aumentar su consistencia o se puede detener la pulverización durante 8 a 12 horas. Si el espacio es relativamente pequeño, la lechada se puede realizar directamente, pero la tasa de piedra de la lechada de cemento es menor que la del mortero de cemento, y el volumen de la lechada es grande pero el efecto no es obvio. Si solo hay grietas en la superficie del revestimiento y la lechada detrás del orificio aún no puede resolver la fuga, podemos perforar orificios directamente e inyectar lechada química en la superficie del revestimiento en el punto de fuga. Sin embargo, la puntualidad de la lechada química no es tan buena como la de la lechada de cemento y no se recomienda su uso en grandes cantidades en revestimientos. La secuencia de inyección debe ser de abajo hacia arriba, desde el área con deficiencia de agua hasta el área rica en agua o rica en agua, desde la dirección cuesta abajo hasta la dirección cuesta arriba, y desde ambos extremos hasta el medio. La longitud de inyección de cada sección es generalmente ≤20 m. La lechada de relleno puede compensar los defectos de las placas impermeables y los revestimientos secundarios, y se ha utilizado a gran escala en la estación de metro de Dongdan, logrando buenos resultados. Es un paso indispensable en una construcción impermeabilizante completamente cerrada.
5. Puntos clave de la tecnología anti-filtración en proyectos de metro
(1) La superficie de la base es la base y la clave para garantizar la calidad del tablero impermeable, y debe haberla. sin rocío ni protuberancias.
(2) El tapón de agua de goma a tope en la junta de construcción es difícil de adherir al concreto en la operación real y se forman espacios fácilmente durante el vertido y la vibración. Se recomienda instalar una tira de goma ordinaria no expandible un poco más ancha que la barrera de agua en el encofrado del extremo antes de verter. Después de retirar el encofrado, saque la tira de goma del concreto e instale la barrera de agua expandible en la ranura formada.
(3) Fortalezca la resistencia a la tracción y el alargamiento del cojín y utilice geotextiles compuestos o no tejidos, que no solo tienen las funciones de filtración, aislamiento, drenaje, resistencia a ácidos y álcalis, sino que también protegen eficazmente el tablero impermeable.
(4) Además de cumplir con los indicadores de resistencia, el tablero impermeable también debe centrarse en probar su resistencia a ácidos y álcalis y a los rayos ultravioleta, y fortalecer la protección del producto terminado, especialmente para evitar daños a la Tablero impermeable mediante escoria de soldadura. Debido a la erosión del agua subterránea y la adición de agentes alcalinos de fraguado rápido, el agua alcalina a menudo se filtra desde la superficie del hormigón proyectado para formar cristales, que son altamente corrosivos para la piel humana. Durante la construcción de paneles impermeables, las juntas a menudo se reservan y las piezas quedan expuestas al aire húmedo subterráneo, lo que provoca corrosión. Después de un tiempo, la soldabilidad se reduce considerablemente. Además, los tapajuntas expuestos al aire deben protegerse de la luz solar y cubrirse con sombra antes de sellar.
(5) El vertido de hormigón debe ser lo más completo y denso posible. El relleno y la lechada son un remedio indispensable para la obstrucción del agua y no se pueden omitir ni ignorar.
(6) Para el hormigón impermeable, se deben seguir estrictamente los requisitos previos para el desencofrado y se debe considerar el efecto de la temperatura sobre las grietas del hormigón.
6. Conclusión
En el proyecto del metro de Dongdan, el revestimiento secundario, los paneles impermeables flexibles, las piezas especiales y la lechada de relleno forman un sistema impermeable integral.
Para tratar las aguas subterráneas se utiliza un método de tratamiento que combina "prevención" y "bloqueo" y ha logrado resultados satisfactorios. Después de múltiples inspecciones y aceptación por parte de la unidad de construcción, no se encontró ninguna fuga. La tecnología de construcción impermeable de los proyectos de excavación subterránea del metro tiene cierto valor de referencia para la construcción impermeable completamente cerrada de otros proyectos de excavación subterránea.
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