高速鐵路隧道施工-隧道防排水施工

1、 Page: 1高高 速速 鐵鐵 路路 隧隧 道道 施施 工工 Page: 2隧道防排水施工第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 高速鐵路隧道要求二次襯砌表面無濕漬，不允許滲水，公路隧道防水要求也很高，通常在復合襯砌中設(shè)防水板，用防水混凝土灌注二次襯砌，施工縫及變形縫中都設(shè)止水帶。 Page: 3在地下水對策中，必須分清兩個概念：一個是施工中的防排水，一個是結(jié)構(gòu)的防排水。前者是確保施工安全的，后者是隧道運營環(huán)境所要求的。施工中的防排水，就是施工中的止水和排水；隧道結(jié)構(gòu)的防排水問題，目前爭論最多的問題是：是以“堵”為主，還是以“排”為主。一般來說，在環(huán)境沒有要求的情況下，隧道都采用排水型的，只有對環(huán)境影響比較

2、顯著，才設(shè)計成非排水型（防水型）的隧道。 Page: 4第二節(jié) 隧道施工中的止水和防水涌水的對策大體上分為兩大類，即排除涌水的方法（排水方法）和阻止涌水的方法（止水方法）。在選擇施工中地下水整理方法時，首先要進行詳細的涌水調(diào)查，掌握地下水的動態(tài)和水量的大小，同時考慮圍巖條件、涌水量、埋深、周邊環(huán)境條件等綜合因素確定。 Page: 5一、止水方法 根據(jù)經(jīng)驗，在以下條件時，可以考慮采用止水方法。僅僅實施降低地下水位工法不能獲得充分的降水效果時；為保護環(huán)境不能降低水位時；水底隧道等涌水的供水無限時。止水方法有壓注法和凍結(jié)法等。 Page: 61、壓注法1）壓注的目的和方法 壓注法是向地層中壓注漿液，

3、造成固結(jié)土，降低地層的透水性，同時強化地層的方法。從壓注目的和壓注機理上看，可分為充填巖層裂隙的巖層壓注和固結(jié)土質(zhì)地層為目的的地層壓注。壓注止水方法，目前要想達到完全止水的目的是不可能的，其目的僅僅是想在周邊圍巖中形成一個難透水帶，在一定范圍內(nèi)提高圍巖的止水性能，把透水系數(shù)提高到某一基準值。壓注方式一般有：從地表進行壓注；從隧道洞內(nèi)進行壓注；利用超前導坑進行壓注。 Page: 72）壓注材料壓注材料的選擇通常根據(jù)施工目的和地質(zhì)條件選定。一般來講，細小裂隙可用化學漿液（水玻璃）；礫石，鵝卵石可用水泥漿液；根據(jù)地層中有無充填物及空洞大小選用(骨料+水泥漿液）。以砂質(zhì)土為對象的壓注在此種土質(zhì)中，目的

4、是加強缺乏連續(xù)性的砂粒。為此，應選用能均勻滲透到砂粒子間的材料，可主要選用溶液型的水玻璃材料。填充裂隙和孔隙以填充巖石內(nèi)的裂隙和孔隙為目的，通常采用水泥漿液（或水泥+水玻璃）。在涌水的情況下，要采用膠凝時間短的材料。 Page: 83）壓注效果對壓注效果應綜合評價，其方法有：根據(jù)注漿壓力推定；根據(jù)開挖后掌子面狀況目視確定；根據(jù)土質(zhì)實驗推定。 Page: 92、巖質(zhì)隧道工程實例實例日本青函隧道。青函隧道是一座海底隧道，技術(shù)上最大的問題是高壓涌水的處理，特別是在斷層破碎帶等軟弱地層中，如果不止住涌水，任其自然，結(jié)果會使流路擴大，出現(xiàn)大出水的危險。在通常的山嶺隧道中，遇到大量涌水的情況，一般都采用排

5、水工法來降低涌水壓力，減少涌水量。但在海面下最大埋深240m，海底部分長度達23km的青函隧道，采用排水工法是不可能的，同時也不能采用自然排水方式，而必須采用強制排水方式。為此，應盡可能減少排水量，降低揚水的費用，并要求盡可能地進行完全的止水。 Page: 10壓注材料：水泥+水玻璃壓注量和壓注壓力因設(shè)定裂隙和孔隙量比較難，因此，計算設(shè)計壓注量也很困難。所以先設(shè)定最終壓注壓力，根據(jù)此壓力確定壓注量。因圍巖條件變化很大，壓注壓力如果過大，就會破壞圍巖，使材料向壓注范圍以外大量逸出，因此壓力要適當。壓注壓力采用涌水壓力23倍為標準。 Page: 11壓注效果的判定壓注效果的判斷，根據(jù)幾個鉆設(shè)的檢查

6、孔的涌水量，按以下規(guī)定值進行判定：（1）硬巖地段：每米鉆孔的涌水量在0.4L/min以下或涌水地點的涌水量在10L/min以下。（2）破碎帶地段：每米鉆孔的涌水量在0.2L/min以下或涌水地點的涌水量在10L/min以下。不符合此標準的場合，要追加鉆孔，再次壓注直到獲得滿意的止水效果為止。施工壓注施工是在狹窄的空間內(nèi)進行的，在掌子面配置了24臺鑿巖機和壓注設(shè)備，采用同時進行多孔的鉆孔、壓注作業(yè)，力求提高效率。 Page: 12青函隧道中，開挖時的地層壓注，止水是有限度的，完全的止水是不可能的。因此壓注后，還殘留一定量的涌水。目前青函隧道洞內(nèi)的涌水量約為25m3/min。共設(shè)3個排水基地，包括

7、備用在內(nèi)共設(shè)置了12臺水泵，每臺水泵的排水能力為912m3/min。為了降低用水泵強制排水的費用和提高隧道的耐久性，在經(jīng)濟利益的考慮下，在比較集中涌水地段，實施了后壓注，獲得了比較滿意的效果。 Page: 13二、排水方法一般施工中的排水方法有利用重力的自然排出的排水鉆孔、排水坑道以及利用井點的強制排水方法。1、排水鉆孔和排水坑道（1）排水鉆孔的設(shè)置場所從洞內(nèi)進行施工時，鉆孔的設(shè)置場所，在短臺階法中可考慮在上半斷面和下半斷面。在短尺鉆孔的場合，從進入到撤出約需23d，考慮到滯水層的距離，從上半斷面施工是經(jīng)濟的。在需要追加鉆孔的場合，有必要從掌子面下方的位置施工。長尺鉆孔（60m）的場合，使用大

8、型機械，開挖時間隨長度的增加而增加，因此，要確保下半斷面有一定的空間。此時，為了盡可能地避免作業(yè)間干擾，應在斷面外開挖。 Page: 14（2）鉆孔長度鉆孔長度應根據(jù)開挖目的、調(diào)查需求等決定。（3）鉆孔方向?qū)獪畬拥姆植紶顟B(tài)，要研究最有效的鉆孔方向。在短尺鉆孔的場合，最好按距滯水層最短的距離設(shè)計，距離比較大的場合，會降低其效果，應盡量靠近隧道。在長尺鉆孔的場合也是一樣，一般向上25 ，向外2的施工較多。 Page: 15第三節(jié) 結(jié)構(gòu)的防水與排水隧道的防水技術(shù)，主要有兩大類：一類是提高混凝土自身的防水功能，即混凝土的自防水；另一類是結(jié)構(gòu)的外防水技術(shù)，其中包括：背后注漿、防水板等。一、自防水技術(shù)

9、襯砌的自防水包括兩個方面：一個是采用防水混凝土；一個是處理好各種施工縫、變形縫等的防水。 Page: 16（1）在地下工程中，一般應采用防水混凝土。防水混凝土的關(guān)鍵是提高混凝土的密實度，同時防止混凝土的開裂，特別是貫通開裂。一般防水混凝土的防水性能是按抗?jié)B等級確定的，在一般情況下防水混凝土的抗?jié)B等級不得小于S6。防水混凝土的配合比應通過試驗確定。（2）防水混凝土結(jié)構(gòu)，應符合下列規(guī)定：結(jié)構(gòu)厚度不應小于250mm；裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通；迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。 Page: 17（3）防水混凝土使用的水泥，應符合下列規(guī)定：水泥強度等級不應低于32.5MPa；在不受侵蝕

10、性介質(zhì)和凍融作用時，宜采用普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥，使用礦渣硅酸鹽水泥必須摻用高效減水劑；在受侵蝕性介質(zhì)作用時，應按介質(zhì)的性質(zhì)選用相應的水泥；在受凍融作用時，應優(yōu)選普通硅酸鹽水泥，不宜采用火山灰硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；不得使用過期或受潮結(jié)塊的水泥，并不得將不同品種或強度等級的水泥混合使用。 Page: 18（4）防水混凝土所用砂、石應符合規(guī)定：石子最大粒徑不宜大于40mm，泵送時其最大粒徑應為輸送管徑的1/4；吸水率不應大于1.5%。砂宜采用中砂（4）拌制混凝土所用的水，應符合混凝土拌和用水標準（JGJ63-89）。（5）防水混凝土可根據(jù)工程抗裂

11、需要摻入鋼纖維或合成纖維。（6）防水混凝土必須采用高頻機械振搗密實，振搗時間宜為1030s，以混凝土泛漿和不冒氣泡為準，應避免漏振、欠振和超振。 Page: 19（5）防水混凝土的養(yǎng)護至關(guān)重要。在灌注后如混凝土養(yǎng)護不及時，混凝土內(nèi)水分將迅速蒸發(fā)，使水泥水化不完全。而水分蒸發(fā)造成毛細管網(wǎng)相互連通，形成滲水通道；同時混凝土收縮增大，出現(xiàn)龜裂，使混凝土抗?jié)B性急劇下降，甚至喪失抗?jié)B能力。如果養(yǎng)護及時，防水混凝土在潮濕的環(huán)境條件中硬化，能使混凝土內(nèi)的游離水蒸發(fā)緩慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛細孔隙，因而形成不連通的毛細孔，提高混凝土的抗?jié)B性能。 防水混凝土養(yǎng)護時間不得少于14d。 Page: 20二、施工縫、變形縫的防水施工縫、變形縫是防水的薄弱環(huán)節(jié)，因此必須按規(guī)范和設(shè)計要求認真施做。1、施工縫處采用止水帶或止水條防水，設(shè)置在結(jié)構(gòu)厚度的1/2處。（1）施工時要對其材質(zhì)、性能、規(guī)格進行檢查，應符合設(shè)計要求，無裂紋和氣泡。（2）先施工結(jié)構(gòu)中預埋的一半止水帶，應用鋼筋夾固定或通過邊孔的鋼筋固定在結(jié)構(gòu)鋼筋骨架上，避免灌注混凝土過程中止水帶移位。（3）拆模時和進