隧道工程防排水施工技術思考

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隧道工程防排水施工技術思考

摘要:為了研究隧道防排水問題,以工程實例為依托,運用理論、實踐相結合的方法,對隧道工程施工中防排水技術進行簡要分析,旨在規范施工工藝、強化施工質量、提升防水等級,并為同類工程項目提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞:隧道工程;防排水技術;施工工藝

0引言

基于水的流動性與水壓傳遞性的分析,往往會有較高的水頭壓力作用于隧道襯砌結構,在此環境下襯砌一旦出現任何缺陷或病害,便極有可能形成滲水通道,進而反作用于隧道襯砌使其發生破壞甚至失效,隨后便會引發一系列病害。

1工程概況

某分離式隧道總長5.363㎞,采用端墻式門洞,以新奧法為設計原理,初期支護采用錨、網、噴、鋼拱架組合結構,二次襯砌采用模筑混凝土。本工程二襯采用抗滲等級≥S8的C30防水混凝土,仰拱為C25普通混凝土;隧道主洞與緊急停車帶內輪廓以三心圓、曲邊墻為主。對于圍巖組成,左右兩孔基本一致,從隧道起點開始依次為:640mⅤ級圍巖、1756mⅣ級圍巖與2967mⅢ級圍巖。本工程防水主要以混凝土(強度C30,抗滲等級≥S8)自防水能力為主,同時設置復合防水卷材于拱墻背后,防水板厚度≥1.5mm;施工縫與變形縫止水分別采用膨脹橡膠止水條與橡膠止水帶。

2防排水技術要點

2.1基面處理

隧道基面的處理以修復初期支護表面凹凸不平、外露突出物及滲漏水缺陷為主要任務,具體操作如下。(1)利用注漿封堵基面滲漏水或通過埋設排水管將其直接排至邊溝,確保基面基本干燥。(2)割除外露于初期支護混凝土表面的硬物(如鋼筋頭與錨桿頭),具體內容及措施為:①對鋼筋網片而言,將其凸出部分切斷鉚平后采用砂漿素灰進行壓抹處理;②當有管道凸出現象時,可直接切斷后采用砂漿實施抹平處理;③對于凸出的錨桿,直接切斷后(螺頭頂需預留5mm)采用塑料帽進行封蓋。(3)在處理初期支護表面凹凸缺陷時,應確保表面平順并滿足D/L=1/10~1/6(D,L分別表示兩凹凸間距與凹進深度)。(4)基層處理完成后,對其相關指標需進行質量檢查。對于凈空尺寸的檢查,其設備一般以斷面儀為主,通過對支護斷面尺寸以10m為控制間距實施檢測后,判斷其是否滿足設計要求。當與設計尺寸不符時,則應加密檢測,并按規范要求對“侵限”部分實施處理。隧道初期支護噴漿表面應密實、平整且無凹凸、疏松、裂縫與空鼓缺陷,表面平整度按照規范要求應≤20㎜,以2m直尺檢測為主。

2.2布設系統排水盲管

環向、縱向及橫向排水盲管為隧道排水系統的主要組成,三者通過三通連接形成一體,構成完整的排水系統。其中縱向排水盲管作為中間環節具有承上啟下的關鍵性作用。

2.2.1環向排水盲管

(1)以設計圖紙與洞壁滲水實況為依據(在噴射混凝土表面)進行線位布設,盡量使排管通過噴射層面出水點與下凹部位,地下水較大地段應適當加密排水盲管。(2)以300~500mm為控制間距在所定線位兩側打鉆定位孔后打入膨脹螺栓,隨后利用鐵絲將盲管定位其上。(3)沿水源方向在集中出水點位置鉆孔,完成后插入單根引水盲管,并對其四周采用速凝砂漿實施封堵處理。(4)當隧道開挖后圍巖表面存在股流或線流時,則需設置排水半管或線形排水板,并在管周噴射10~20mm厚水泥砂漿后再實施混凝土噴射操作。(5)對無滲漏地段,在必要情況下可按一定間距在噴層表面上、下打設排水孔并安裝排水半管或線形排水板,以此確保隧道在運營期內可將因地下水變遷而產生的漏水順利排出洞外。

2.2.2縱向排水盲管

在邊墻底部按設計位置將縱向盲管位置測放后,按一定間距沿線鉆孔并將膨脹螺栓打入,最后安設盲管并用卡子將其卡牢固定在膨脹螺栓上。需要注意的是,縱向盲管安設需控制好坡度,其必須與設計相符。

2.2.3橫向排水盲管

作為連接側向排水溝與縱向排水盲管的水利通道,本工程橫向排水盲管選用硬質塑料管,其具體施工應以設計要求為依據,事先預留拼接于縱向盲管之上,其后在仰拱及填充混凝土施工前接長至側向排水溝。

2.3防水板鋪設

2.3.1鋪設準備

在洞外對防水板質量進行全面檢查,對合格產品采用特種鉛筆畫出焊接線與拱頂分中線,同時按照每循環設計長度截取后對稱卷起,為正式鋪設做好準備;將拱頂中線在隧道內鋪設基面標出后,畫出隧道中線第一環及與隧道中線垂直的橫斷面線。

2.3.2隧道防水板的鋪設

(1)超前二襯施工9~20m距離,同時為避免電火花與機械對防水板造成灼傷或損傷,應在設置臨時擋板對其進行保護的同時與開挖掌子面保持好安全距離;(2)正式鋪設前應先精準放樣,并將標線彈出后進行試鋪,以此確定一環防水板的具體尺寸,進而促使正式鋪設中最大限度地減少接頭;(3)鋪設過程應由上至下進行,上部防水板應被下部防水板壓住,同時控制好松緊度并確保余量(本工程按1.08考慮)足夠,以此確保任何位置的圍巖均可被防水板覆蓋;(4)對于分段鋪設的防水卷材,其邊緣預留搭接余量應≥600mm,同時采取有效措施對邊緣部位進行保護;(5)在鋪設橫通道處防水板時,如若成形較差,則須采用模筑混凝土或漿砌片石(本工程對此情況采用模筑混凝土)對其實施平順處理后方可鋪設防水板;(6)對于熱合器而言,其焊接困難部位應采用熱風槍進行手工焊接;(7)兩幅防水板搭接時,其搭接寬度應≥100mm。

2.3.3防水板固定

一般情況下,采用熱合器或熱風槍進行防水板固定,使其融化后與塑料墊圈黏結牢固;當基面存在較大凹凸時,為保證防水板與混凝土黏結密實,應于斷面變化處加設固定點。

2.3.4防水板焊接

(1)焊縫應擦洗干凈,同時確保接頭平整無褶皺、氣泡與空隙等缺陷;(2)對于板間搭接縫的焊接,其應采用雙焊縫、調速、調溫熱楔式功能的自動爬行式熱合機實施熱熔焊接,同時配合手持焊槍進行細部處理與修補;(3)正式焊接前應采用小塊塑料片進行試焊,以此獲取最佳施焊速度與溫度;(4)單條焊縫的有效焊接寬度應≥15mm;(5)環向及縱向搭接處,除按正常工藝施工外,還需采用同材質防水板覆蓋一層后利用熱焊焊接牢固;(6)焊縫搭接部位應錯開焊縫,嚴禁出現三層以上的重疊接縫;(7)為防止出現錯臺,必須利用刀具將焊縫搭接處刮成緩角后再進行拼接;(8)若固定點出現外露、焊穿與烤焦缺陷,則須采用塑料片對其實施焊接覆蓋處理。

2.4止水帶安裝

為確保隧道整體防水效果,對設置于隧道襯砌形式變化位置處的沉降縫應采用止水帶實施防水強化處理。(1)止水帶應準確埋設(包括埋設位置與埋設方式),其中心空心圓環應重合于變形縫;對于中埋式止水帶,其應在擋頭模板上固定牢固,具體可先安裝一端,另一端在混凝土澆筑過程中采用箱型模板保護。需要注意的是,只能在止水帶允許部位打孔固定,對其本體部分不得損壞;止水帶固定過程中應嚴防其發生偏移,以免因單側縮短對止水效果造成影響。(2)為避免止水帶接頭過多,其一環長度應以施工需求為依據向生產廠家事先定制;止水帶接頭應選擇在襯砌結構應力最小的部位,接頭黏結前應做好表面清刷與打毛工作,本工程采用熱硫化法進行黏結,其過程控制搭接長度≥100mm,焊縫寬度≥500mm。當采用冷接法連接時,其黏結劑應采用工程專用,且搭接長度應≥200mm。(3)混凝土澆筑過程中,為避免因沖擊力過大刺破止水帶,在振搗充分、密實的前提下,對其附近應嚴格控制振搗力道與距離;襯砌混凝土脫模后,如若發現因走模使止水帶偏離中心過大,則對部分混凝土應適當鑿除或填補,以此進行止水帶糾偏。

3結語

基于以上論述,隧道工程防排水施工過程技術復雜且操作難度較大,防水質量的控制貫穿于工程建設的全壽命周期內,只有在確保設計合理的基礎上進行施工過程的動態控制,遵循“防、排、截、堵”原則,因地制宜、綜合治理、精心施工,方可實現隧道施工地層水的有效防治。

參考文獻:

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作者:楊龍飛 單位:山西省交通建設工程監理有限責任公司

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