近日,中建隧道盾构分公司《湘江漫滩富水条件下地铁抗裂防渗技术研究与应用》获中建集团科学技术进步二等奖。此前,该项目获局科学技术进步特等奖。
明知山有虎,偏向虎山行
地铁车站工程渗漏问题频发。据中国建筑防水协会统计,我国地下工程渗漏率高达80%,渗漏修补费用占到维修费用的80%以上。平均单个车站渗漏修补费用约500万元,单线累计可达上亿元。地下工程车站抗裂防渗是我国地铁建设的难题。
依托工程长沙地铁4号线一标汉王陵公园站距湘江200m,地层以粉细砂、圆砾为主,地下水丰富,渗透性大,具有腐蚀性。长沙已建成的1、2号线渗漏严重。湘江漫滩地质条件下地铁车站抗裂防渗是依托工程亟需攻克的难题。
难题1:传统防水系统可靠性差,亟需建立地铁防水方案可靠性评价指标体系。
难题2:传统外包防水效果难保证,亟需解决外包防水可靠性难控制技术难题。
难题3:混凝土受原材料、工艺影响,开裂难控制,亟需解决混凝土易开裂的技术难题。
针对以上三大难题,本项目从防水评价指标新体系、零接缝防水新结构、混凝土结构全过程管控三个方面系统开展了湘江漫滩富水地质条件下地铁车站抗裂防渗技术研究。
科技促发展,创新解难题
创新点1:建立了地铁车站防水方案可靠性评价指标体系
通过提炼评价指标、建立判断矩阵,建立了评价指标体系,为防水方案选择和防水体系可靠性评价提供理论支撑。
创新点2:研发了地铁车站新型零接缝皮肤式防水技术
一是提出了以HDPE+喷涂速凝橡胶沥青层为核心的地铁车站零接缝皮肤式防水结构,丰富了地铁车站刚柔并济防水结构设计思路。
二是优选了新型零接缝皮肤式高性能防水材料,引导了喷涂式防水新材料在地铁车站的应用。
三是发明了一种地铁车站防水施工方法,解决了传统防水层接缝多、空鼓多、易失效难题。
创新点3:开发了混凝土新配比、新工艺及新型智能养护技术
一是创新了圆环法试验仪器和软件系统,发明了基于新型圆环法的混凝土早龄期温度应力试验设备及方法,指导了抗裂混凝土配合比的开发。
二是研制了低水化热抗裂混凝土配合比,解决了混凝土水化热大、易开裂的技术难题。该配合比在水泥用量及龄期评定上突破了2008版地下工程防水标准,并获标准编制组认可,推动了标准修订。
三是提出了合理的车站结构混凝土分段长度和浇筑工艺,大幅降低了混凝土结构约束应力,减少裂缝产生。
四是形成带模养护+智能养护的混凝土全方位全周期养护技术,大幅降低了混凝土结构收缩应力,减少裂缝产生。
科研创成绩,工程出精品
本项目取得一批具有自主知识产权的技术成果,共获得专利8项,其中发明专利2项;发表学术论文16篇;撰写专著及成果汇编3部;获得省级工法2项;软件著作权2项;国家级QC成果1项。以湖南大学岩土工程研究所所长赵明华教授为组长的专家评价委员会一致认为:“成果总体达到国际先进水平”。
依托工程汉王陵公园站成功经受2017年7月湘江历史最高水位的考验,长沙公证处对车站未发生任何渗水、漏水的情形进行了公证:“该项目施工在二〇一七年六、七月长沙所经历的暴雨中未发生任何渗水、漏水的情形”
本项目成果直接应用在汉王陵公园站,其中,新型抗裂混凝土和智能养护技术推广应用在长沙地铁4号线一标13个车站中,应用效果好。中国土木工程学会授予本项目成果为“城市轨道交通技术创新推广项目”在全国轨道交通建设中予以推广。
国内外超100家行业单位前来观摩160余次,累计超过一万人次。CCTV央视网、湖南卫视等媒体10余次专题报道零接缝“皮肤式”防水。(文/盾构分公司机关:陈泽)