高速公路連拱隧道防水施工技術(shù)

1、高速公路連拱隧道防水施工技術(shù)摘 要：本文介紹浙江省金（華）麗（水）溫（州）高速公路雙港口2#連拱隧道，三導(dǎo)坑先墻后拱法施工，其防水作業(yè)是工程施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，文章結(jié)合該工程闡述防水施工技術(shù)。主題詞：連拱隧道 防水 施工技術(shù)1 工程概況雙港口2#隧道位于浙江省金（華）麗（水）溫（州）高速公路雙港口，隧道全長(zhǎng)130m，雙跨連拱結(jié)構(gòu)，單跨凈寬10.5m ，總開(kāi)挖寬度為25m。雙港口2#隧道按新奧法原則設(shè)計(jì)，采用復(fù)合式（柔性）襯砌，三導(dǎo)坑先墻后拱法施工。以錨桿、鋼筋網(wǎng)和工字鋼拱架及噴射砼組合為一期支護(hù)，二期支護(hù)為模筑鋼筋砼。在兩次支護(hù)間設(shè)置隧道專(zhuān)用型貼背吊帶式聚乙烯塑料板土工復(fù)合防水卷材防水層。隧道

2、地質(zhì)情況復(fù)雜，其中：類(lèi)圍巖段82m，為晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，強(qiáng)風(fēng)化層厚約2.5m，中風(fēng)化層厚約5.3m，節(jié)理裂隙發(fā)育，隧道通過(guò)微風(fēng)化基巖，3倍洞徑內(nèi)最不利圍巖為第四系松散土層及強(qiáng)中風(fēng)化基巖，圍巖開(kāi)挖后易坍塌，地下水主要為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水，水量貧乏，雨季沿裂隙有滲水及滴水現(xiàn)作者簡(jiǎn)介：王永華（），男，1986年貴州工學(xué)院鐵道工程專(zhuān)業(yè)2年制專(zhuān)科畢業(yè)，1997年長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院鐵道工程專(zhuān)業(yè)函授5.5象。類(lèi)圍巖段48m為晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，強(qiáng)風(fēng)化層厚2.03.5m，中風(fēng)化層厚3.04.2m，隧道通過(guò)微風(fēng)化凝灰?guī)r，致密堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙發(fā)育，圍巖呈碎塊石鑲嵌結(jié)構(gòu)，局部為節(jié)理密集帶，裂隙多為張性，隙面有方解

3、石充填，地下水主要為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水，水量貧乏。、類(lèi)圍巖占整個(gè)隧道全長(zhǎng)。（圖1），整個(gè)隧道存在淺埋、偏壓、圍巖自穩(wěn)性差的情況。為保證工程質(zhì)量和施工安全，采用小管棚注漿法。在開(kāi)挖光面爆破時(shí)采取少進(jìn)尺、多循環(huán)、勤監(jiān)測(cè)、強(qiáng)支護(hù)等措施。2 隧道防水設(shè)計(jì)雙港口2#隧道采用復(fù)合防排水設(shè)計(jì)，在防排水方面主要采用了三個(gè)步驟，第一步為全封閉的襯砌柔性防水工程，第二步為襯砌漏水防水工程，第三步為排水工程，在防排水設(shè)計(jì)中充分考慮了隧道施工中所采用的施工方法和特點(diǎn)，遵循了“以防為主、多道防線、剛?cè)峤Y(jié)合、綜合治理”的思想，根據(jù)高速公路隧道的要求，其設(shè)計(jì)的原則是保證襯砌內(nèi)壁不滲水。3 防水施工步驟1中隔墻超前導(dǎo)

4、洞開(kāi)挖（含導(dǎo)洞錨噴支護(hù)）中隔墻襯砌（含防排水施工）2左（右）左右側(cè)墻超前導(dǎo)洞開(kāi)挖（含錨噴支護(hù)）左（右）左右側(cè)墻襯砌（含工字鋼安裝、噴射砼，防水層W1、W2，排水設(shè)施安裝）S左（右）中隔墻襯砌完成，且隔墻右（左）側(cè)鋼支撐后，左（右）洞拱部環(huán)形超前預(yù)支護(hù)（類(lèi)“管棚+注漿”，類(lèi)“超前錨桿”）。3左（右）中隔墻襯砌完成，且隔墻右（左）側(cè)鋼支撐后，左（右）洞上部環(huán)形開(kāi)挖（3a，類(lèi)），或上半斷面開(kāi)挖（3a，3b，類(lèi)），整個(gè)過(guò)程包括錨噴支護(hù)。左（右）左（右）洞拱圈襯砌（含工字鋼安裝、噴射砼，防水W3，W4，排水設(shè)施安裝）。4左（右）左（右）洞下部開(kāi)挖。左（右）左（右）洞仰拱襯砌。上面3、4、步驟中必須左（右

5、）洞獨(dú)立完成后，才能對(duì)另一洞施工。隧道防水施工步驟圖（圖2、3）隧道防排水結(jié)構(gòu)如圖4 一般步驟的防水施工4.1 在有水圍巖地段錨噴支護(hù)施工對(duì)于有水巖面上噴射混凝土能否噴得上去，能否及時(shí)凝固，強(qiáng)度和厚度能否保證，砂漿錨桿注漿能否密實(shí)，我們?cè)谶@次施工中摸索了一套在有水圍巖中進(jìn)行錨噴支護(hù)的施工方法，現(xiàn)對(duì)所采用的施工方法及措施介紹如下：4.1.1 對(duì)于大面積滲水的巖面，可以直接噴射混凝土，在一般情況下其配合比為水泥：砂：碎石=1:2:2（重量比），水灰比一般控制在0.40.5，速凝劑摻量24%（水泥重量）；但這種情況則應(yīng)適當(dāng)降低水灰比，改變其配合比為1:2:1，增加噴射壓力，使噴頭處壓力在1.21.4

6、kgf/cm2（正常噴射為1.0kgf/cm2）為宜，減小噴射厚度，并采用由遠(yuǎn)處向近處，逐漸向漏水較多部位噴射，必要時(shí)用上述方法反復(fù)噴射多次，直至絕大部分巖面上的水被堵住為止。4.1.2 對(duì)出水較集中的部位或股水處，根據(jù)巖石節(jié)理裂隙鉆1.8-2.2m深的排水孔，用長(zhǎng)為30-60cm，直徑為30的鋼管插入，排水孔口周?chē)?:1水泥砂漿（水灰比為0.38）加速凝劑堵住或噴上一層混凝土，迫使孔內(nèi)的水沿管排出。4.1.3 對(duì)于局部淋水的巖面，以排為主，堵排結(jié)合的方法，先噴射一層約1cm厚的混凝土，鉆排水孔與錨桿眼結(jié)合進(jìn)行，凡是出水的眼，立即安裝上導(dǎo)管將水引出，若孔眼無(wú)水，則安裝砂漿錨桿，然后在噴射多次

7、混凝土。4.2 隧道防水卷材施工4.2.1 暗洞雙港口2#隧道，采用復(fù)合式襯砌，在初期支護(hù)與二次模筑砼之間，從兩側(cè)邊墻泄水孔以上（電力電纜槽底）沿拱部到中隔墻頂襯砌背面均設(shè)有TJ281-BEP隧道專(zhuān)用型貼背吊帶式高分子土工復(fù)合排防水卷材，土工布設(shè)置在防水卷材與初期支護(hù)之間，其作用兼作襯背排水層及緩沖層，材料規(guī)格為：重量規(guī)格300g+700g（即300g/m2土工布與0.8mm厚高分子卷材復(fù)合而成）；門(mén)幅2.0m或以上；貼背吊帶1m2不少于一個(gè)；材質(zhì)符合GB12952-91（P型，優(yōu)等品）規(guī)定；阻燃性能GB2408-80，一級(jí)（水平燃燒法）；同時(shí)具備熱熔和粘合劑粘合兩種搭接工藝。根據(jù)本隧道施工順

8、序，橫向?qū)⒎浪宸殖闪鶋K鋪設(shè)，分塊尺寸如下（見(jiàn)圖4）。襯背防水層施工以可靠便利為原則。每一循環(huán)采用在洞外平臺(tái)上先拼接成大塊體，再在洞內(nèi)將大塊體吊帶鋪掛，沿隧道縱向以3-4幅卷材拼接為宜，環(huán)向長(zhǎng)度以隧道噴砼層內(nèi)壁周長(zhǎng)決定，壁面鋪掛點(diǎn)每1m2不少于1個(gè)。大塊體之間采用雙接縫熱熔工藝，兩條接縫之間留空隙，以備充氣檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量。焊縫檢驗(yàn)方法是將雙縫之間空隙兩端密封，插入打氣筒，打氣加壓至100Kpa，保持3min氣壓不降低即定為合格；洞內(nèi)大塊體之間環(huán)向接縫允許使用專(zhuān)用粘合劑粘合，局部用玻璃膠（硅膠）補(bǔ)縫，接縫質(zhì)量以肉眼檢驗(yàn)判定。襯背防水層的分塊是根據(jù)隧道施工分部作業(yè)的程序決定的。邊墻砼灌筑前先鋪L1，

9、隧道大斷面開(kāi)挖后再鋪設(shè)L2、L3、L1、L2、L3、鋪設(shè)應(yīng)注意搭接順序，應(yīng)如蓋瓦，使之利于排水。襯背防水層鋪設(shè)前應(yīng)對(duì)隧道巖層面進(jìn)行仔細(xì)檢查，認(rèn)真進(jìn)行處理，鋪設(shè)工藝流程圖如下： 人員培訓(xùn)及考核 洞外 洞內(nèi)按設(shè)計(jì)尺寸下料 1、工作架就位；2、接通電源；3、燒掉錨桿頭 及鋼筋頭；4、檢查填補(bǔ)坑洼，鑿除凸包及尖角、 涂抹砂漿；5、按鋪設(shè)位置劃定位線。質(zhì)量檢查 合格 運(yùn)入洞內(nèi)不合格 從下往上鋪襯背防水層修 補(bǔ) 用電錘固定塑料板 鉆孔 清孔 放脹管 上螺栓 焊接 質(zhì)量檢查、松緊 不合格 修補(bǔ) 破漏 搭接寬度 填寫(xiě)檢查記錄 結(jié) 束4.2.2 明洞明洞背部防水層采用2.5mm厚的SBS型改性瀝青防水卷材，均選

10、擇晴朗干燥天氣施工，防水層外部做2-3cm水泥砂泥保護(hù)再作填土。4.3 襯砌自防水結(jié)構(gòu)為了防止柔性防水層由于施工原因而可能出現(xiàn)的局部地方防水失敗，故二次襯砌采用C30泵送自防水砼結(jié)構(gòu)，自防水結(jié)構(gòu)抗?jié)B標(biāo)號(hào)要求達(dá)S10。具體砼施工中砼標(biāo)號(hào)為C30，用AEC425#膨脹水泥，每立方米砼水泥用量為464kg，該水泥為浙江麗水蘭溪“力頓”牌，河砂類(lèi)別為中砂，砂率達(dá)36%，碎石最大粒徑為31.5mm，其中5-20mm與10-30mm各一半，坍落度為14-16cm，水灰比為0.42，使用了高效減水劑，并加強(qiáng)對(duì)泵送砼振搗以保證澆注質(zhì)量及襯砌與初期支護(hù)之間密實(shí)不留空隙。4.4 排水工程4.4.1 襯砌背面排水層

11、在防水層與噴砼之間設(shè)置300g/m2土工布，使漏水能從襯砌背面通過(guò)排水層排至墻角，再由墻角處襯背縱向盲溝集水，通過(guò)80mmPVC管引至路面邊溝排出洞外。襯背縱向盲溝采用100mm軟式彈簧透水管，盲溝設(shè)置在防排水層面，固定在砼面上，且要求防水板“U”型包裹縱向彈簧排水管。對(duì)于類(lèi)、類(lèi)圍巖區(qū)段及富水區(qū)段拱局部滲水較大形成徑流區(qū)段，應(yīng)在土工布排水層與噴砼之間加設(shè)環(huán)向盲溝，環(huán)向盲溝采用50mm軟式透水管，間距一般為9.0m，位置與數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況確定。4.4.2 路基排水工程主要指路面以下的縱向中央排水溝。其作用是將路基圍巖滲水、涌水排出?？v向中央排水溝，由內(nèi)徑300mm離心式帶孔鋼筋砼水管外裹300g

12、/m2土工布濾層及級(jí)配碎石濾層組成，僅作排水通道使用，縱向中央排水溝槽的開(kāi)挖在初期支護(hù)完成后進(jìn)行，中央排水溝沿隧道全長(zhǎng)布置將地下水排出洞外。4.4.3 路緣排水工程為了處理隧道內(nèi)沖洗、消防排水的污水和將襯背地下水排出，在隧道路肩部位設(shè)置帶蓋板排水溝，污水排出洞外與洞門(mén)外路基兩側(cè)邊溝相接。5 特殊部位的防水施工特殊部位是指隧道結(jié)構(gòu)的施工縫、沉降縫及中墻位置。分析如下：5.1 施工縫防水由于隧道襯砌施工技術(shù)和施工組織上的原因，隧道不可能連續(xù)澆注完成。當(dāng)兩次澆注間歇超出一定的時(shí)間后，兩次澆注的混凝土表面應(yīng)作為施工縫來(lái)處理。施工縫容易出現(xiàn)環(huán)向、縱向裂縫，因此應(yīng)特別重視施工縫的防水處理。施工縫防水處理應(yīng)

13、做的工作：5.1.1預(yù)留施工縫時(shí)，應(yīng)使每一循環(huán)邊墻長(zhǎng)度盡量合理，邊墻頂面外側(cè)與邊墻頂面內(nèi)側(cè)做成沿半徑方向一致，拱的每一循環(huán)位置與邊墻的每一循環(huán)盡量不重合，每一循環(huán)長(zhǎng)度也應(yīng)合理。5.1.2 施工縫表面應(yīng)力求平整，且在施工縫表面進(jìn)行鑿毛處理時(shí)，并對(duì)留出設(shè)置BE遇水膨脹橡膠止水條20×15mm的位置進(jìn)行適當(dāng)處理。5.1.3 對(duì)環(huán)、縱向施工縫均按圖所示的位置，在舊砼面上安裝20mm×15mmBE遇水膨脹橡膠止水條。5.1.4 橡膠止水條的搭接，最好用熱焊接。如用粘結(jié)，必須由廠方提供或推薦與膠條膠種相匹配的粘接劑，按廠方提供的粘結(jié)方法牢固粘結(jié)，并用射釘將此部位固定于混凝土表面。5.1

14、.5 繼續(xù)澆注混凝土前，施工縫宜先鋪一層10-15mm厚的同標(biāo)號(hào)水泥砂漿。5.1.6 對(duì)施工縫內(nèi)新澆注的混凝土應(yīng)加強(qiáng)振搗。隧道施工縫BE遇水膨脹橡膠止水條位置（如圖5）： 5.2 沉降縫防水設(shè)置沉降縫是防止混凝土結(jié)構(gòu)不均勻沉降開(kāi)裂、增強(qiáng)混凝土自身抗?jié)B防水能力的重要措施。本隧道在明洞與暗洞交界處、類(lèi)圍巖與類(lèi)圍巖交界處共設(shè)置了4道沉降縫，邊墻、拱部的沉降縫應(yīng)與其表面垂直；沉降縫斷面應(yīng)盡量平整直順。沉降縫在邊墻和拱部橫斷面的中部設(shè)置了E5型橋式橡膠止水帶（規(guī)格為290×25×R25×10 mm），止水帶兩側(cè)設(shè)置了聚乙烯硬質(zhì)泡沫板， 在沉降縫內(nèi)側(cè)設(shè)置RS彈性密封膠，在沉降縫的外側(cè)設(shè)置BW止水膠泥條。止水帶施工時(shí)要求定位準(zhǔn)確、居中、與止水帶接觸的混凝土要密實(shí)，不得出現(xiàn)石子集中和漏振現(xiàn)象。明洞、暗洞的沉降縫的構(gòu)造如下（圖6-1、6-2）。5.3 中隔墻排防水為了防止中隔墻兩肩軟式透水管在主隧道噴錨支護(hù)時(shí)，排水孔被堵塞，其施工順序如下（圖7-1、7-2）：5.3.1 預(yù)埋120mmPVC縱向排水管，并使預(yù)埋的120mmPVC排水管的一半嵌入兩肩的混凝