隧道防排水施工

1、樓子溝高水位隧道結(jié)構(gòu)防排水施工   摘  要  結(jié)合銅黃一級公路樓子溝隧道的工程實際情況，介紹了高水位公路隧道采用“無壓防排水法”的設(shè)計和施工，通過選用優(yōu)質(zhì)材料，落實施工工藝，確保襯砌表面干燥無水，實踐證明此法能滿足隧道防排水要求。   關(guān)鍵詞  公路隧道  高水位  防排水  施工     1  工程概況    1.1  工程水文地質(zhì)    樓子溝隧道位于210國道銅黃一級公

2、路K102+500-K109+400段內(nèi)，上、下行隧道長度分別為725m、720m，穿越地層主要為Qeol+pl黃土狀粉性夾黃土質(zhì)粘土，土質(zhì)均勻，最大埋深100m左右，上行線出口和下行線進口段洞口底及墻分布有第三系紅粘土，具有弱膨脹勢。隧道絕大部分地段處于地下水位線以下，隧道涌水量可達1.1m3/d·m。土的含水一般在1925之間，最高達32。    1.2  結(jié)構(gòu)設(shè)計    樓子溝隧道為黃土質(zhì)隧道，按新奧法設(shè)計施工。圍巖類別為I、類圍巖，用正臺階法開挖，超前小導管注漿。采用復(fù)合式襯砌，初期支護設(shè)計用120a鋼支撐

3、、掛網(wǎng)錨噴支護，二次襯砌采用C25混凝土。    2  隧道防排水設(shè)計    目前我國公路隧道結(jié)構(gòu)防排水參照國外的做法，普遍采用“三道防線”。即按照“防、排、截、堵相結(jié)合，綜合治理”的原則，采用一排、二防、三止水的方法，可使水害大大減輕，但由于地質(zhì)條件復(fù)雜，施工工藝落實不夠，選材不當?shù)确N種原因，不能確保隧道建成后表面干燥、無滲漏水。樓子溝隧道采用“無壓防排水法”設(shè)計和施工，選用優(yōu)質(zhì)材料，落實施工工藝。從竣工至今5年有余，襯砌表面干燥無水，滿足了隧道防排水要求。    2.1  防排水措

4、施       柔性防水層    明洞在襯砌背后設(shè)TDT400土工布和CPE防水板的復(fù)合式防水層，明暗洞接縫處設(shè)PE500排水板。暗洞在二次襯砌與初期支護之間鋪設(shè)TDT400土工布和CPE防水板的復(fù)合式防水層，每隔5m設(shè)一條環(huán)向YAS排水半管。      疏排管道    在明洞墻腳外側(cè)設(shè)置碎石盲溝，盲溝底部設(shè)置縱向PVC排水管。在暗洞襯砌拱背，防水層與噴射混凝土之間設(shè)環(huán)向YAS排水半管，每5m設(shè)一道，在滲水地段加密設(shè)置。隧道邊墻底部設(shè)縱向PVC排水管，采用

5、160×4PVC管(帶孔)，并且用防水板包裹碎石及PVC排水管。隧道底部設(shè)橫向排水管，縱向PVC排水管每隔100m被設(shè)置的檢修井截斷，并與橫向PVC排水管相通，將水流人隧道中心排水管而排出洞外，構(gòu)成一個完整的排水系統(tǒng)。洞內(nèi)路面邊溝設(shè)置在洞內(nèi)電纜槽外側(cè)(行車路面右側(cè))，主要排放消防及清洗水。    具體隧道防排水結(jié)構(gòu)見圖1。    2.2防排水材料    為滿足設(shè)計要求，做到二次襯砌不滲漏水，結(jié)合國內(nèi)防排水材料生產(chǎn)現(xiàn)狀，重點選取西安三聯(lián)公司生產(chǎn)的CPE防水板。水利部西北水利科學研究所試驗中心對CP

6、E防水板技術(shù)性能進行了檢測(表1)。    3 防排水施工    3.1結(jié)構(gòu)防水原則及結(jié)構(gòu)防水體    隧道結(jié)構(gòu)處于地下水位以下，結(jié)構(gòu)防水要求高，防水難度較大。    本隧道結(jié)構(gòu)防水遵循“無壓排水法”的原則：結(jié)構(gòu)防水共設(shè)3道防線，第一道為初支結(jié)構(gòu)混  凝土，第二道為防水層，第三道為二次襯砌混凝土，同時做好施工縫、變形縫等特殊部位的防水  處理；在做好以上工作的同時，敷設(shè)部分環(huán)向YAS排水半管，進行適量的、控制性的排水。   

7、3.2 YAS排水半管及仰拱排水盲溝      YAS排水半管設(shè)置    在初期支護完成后，由于洞內(nèi)地下水位較高，含水量大，曲墻部分滲漏水地段較多；采用了  YAS排水半管排水后，基本上做到初期支護表面干燥。其操作要點如下：    在隧道左、右兩側(cè)同一橫斷面上，用風鉆打40-50mm孔6個，孔深30cm。6個孔分別布設(shè)在：起拱線附近鋼拱支撐板上方1.5m處，以下1.0m及檢修道標高處。用YAS排水半管  從上至下覆蓋孔口，上端高出鉆孔1m并封堵端口，下端與160縱向PVC排水

8、管接通。    YAS排水半管安設(shè)：先用水泥釘固定，每4m在其上及兩邊15em范圍內(nèi)用噴混凝土定型、順接，噴層厚2cm，保證管孔暢通。設(shè)置距離：類圍巖每5m一環(huán)，I類圍巖每3m一環(huán)，在出水量較大地段每2m一環(huán)。YAS排水半管安設(shè)固定見圖2。      仰拱排水盲溝的設(shè)置    由于仰拱部位未設(shè)置防排水設(shè)施，在仰拱回填完成后，出現(xiàn)滲漏地段，對于滲漏的縫隙和孔洞，從混凝土表面鑿槽，觀察水流方向并處理。    地下水流能疏干時，疏干后用配合比l：0.5-0.9的(水泥：五

9、磯防水劑)防水砂漿補縫和孔洞；遇水流比較大、股流不斷時，設(shè)置排水盲溝，根據(jù)具體情況鑿成一定尺寸的凹槽，壓人聲25PVC塑料管，出口與中心排水管濾層接通，將水排入中心排水管，用水泥砂漿固定塑料管，抹平表面。    3.3  初期支護噴射混凝土   提高噴射混凝土防水效果的實質(zhì)就是增加噴射混凝土的密實性，減少其收縮變形裂縫，達到防滲漏目的。由于噴射混凝土水泥用量較多，易產(chǎn)生干縮犁縫，而且其質(zhì)量與噴射混凝土技術(shù)關(guān)系密切。因此要想噴射混凝土不裂不滲，必須設(shè)計好用料級配，控制水灰比，選擇好施工工藝。具體實施時采取以下有效措施。 

10、60;    圍巖基面處理    當圍巖壁面有滴水、淋水或涌水時，應(yīng)先治水。根據(jù)現(xiàn)場情況，治水可用堵(采用注漿堵水)、排(采用埋管引水)方法，從而保證噴射混凝土不帶水作業(yè)，不改變噴射混凝土的配合比。      采用濕噴法施工工藝    選用TK961型濕噴機進行噴射混凝土施工，噴射混凝土均勻性好，抗壓、抗?jié)B強度均較高，而且粉塵、回彈較少。      對使用材料嚴格控制       噴射混

11、凝土使用材料主要有水泥、砂、石、水，對這些材料規(guī)格質(zhì)量都應(yīng)嚴格控制。其中石子最大粒徑不大于15mm，其砂石最佳級配可參照表2。      合理選用外加劑    為了提高噴射混凝土的早期強度和防水性能，噴射混凝土時一般都須添加一定數(shù)量的外加劑。外加劑的品種和用量也直接影響噴射混凝土的防水效果，必須合理選擇。      噴射施工    先噴3-5cm厚混凝土后，再架設(shè)鋼架和鋼筋網(wǎng)，再分層噴至設(shè)計厚度，以保證噴混凝土的密實性?，F(xiàn)場實際情況表明，滲水多發(fā)生在網(wǎng)構(gòu)鋼

12、架拱墻連接節(jié)點處。施工中采取以下措施：清除拱腳處的全部回彈料和碴土，并在施噴前用高壓風水沖洗連接面；上齊扣緊全部節(jié)點的螺栓。    3.4  防水層    在初期支護完成、圍巖基本穩(wěn)定后進行防水層施工。施工點距爆破面應(yīng)大于150m，距灌注模筑襯砌處應(yīng)大于20m。      噴射混凝土基面處理    噴射混凝土基面不得有鋼筋及凸出的管件等尖銳突出物，否則要進行割除，并在割除部位用砂漿抹成圓曲面，以免防水層被扎破。隧道斷面變化或轉(zhuǎn)變處的陰陽角均應(yīng)做成圓弧，陰角

13、處圓弧半徑不小于10cm，陽角處圓弧半徑不小于5cm。全面普查初支結(jié)構(gòu)的滲漏水情況，沿著襯砌作業(yè)方向，超前進行初支結(jié)構(gòu)注漿止水。      防水層鋪設(shè)       防水層鋪設(shè)采用無釘熱合鋪設(shè)法。在噴射混凝土表面，先鋪設(shè)TDT400土工布，貼上熱熔襯墊，用射釘槍射水泥釘固定，釘長不小于50mm。襯墊數(shù)量平均拱部每平米34個，邊墻每平米2-3個，呈梅花型布置。然后鋪設(shè)CPE防水板，在有襯墊的地方用熱焊機壓焊，將襯墊與防水板焊接在一起。焊接溫度與電壓及環(huán)境有密切關(guān)系，施焊前必須進行測試，畫出電壓溫度關(guān)系曲線，供

14、查用。防水板搭接采用ZPR210型爬行熱合機雙縫焊接，中間留出空隙以便充氣檢查。檢查方法為：用5號注射針頭與打氣筒相連，針頭處設(shè)壓力表，將打氣筒加壓至1.5MPa時，停止充氣，保持該壓力達2min；如果壓力下降，說明有未焊好之處，用肥皂水涂在焊縫上，產(chǎn)生氣泡地方為焊接欠佳處，需重新焊接，可用熱風焊槍和電烙鐵等補焊，直到不漏氣為止。檢查數(shù)量采取隨機抽樣的原則，每10條焊縫抽試1條。為保證質(zhì)量，每天每臺熱合機焊接應(yīng)制取一個試樣，注明取樣位置、焊接操作者及日期，供試驗檢查之用。    3.5 縱、橫向排水管    在二次襯砌施工前，將縱向P

15、VC排水管下半周埋設(shè)在15號素混凝土管基中，上半周布置6m8mm的梅花狀小孔，用1-2cm碎石覆蓋其上，并且用防水板包裹碎石及PVC排水管，使PVC排水管處于防水板包圍中，嚴格使YAS排水半管中的漏水通過碎石過濾層進入縱向PVC排水管。每100m設(shè)置檢修井截斷縱向PVC排水管，在地下水集中涌出地段適當加密檢修井，并與橫向VC排水管相通，襯砌背后的地下水通過環(huán)向YAS排水半管、土工布匯集到縱向PVC排水管，再通過檢修井導人橫向排水管，構(gòu)成一個完整的排水系統(tǒng)。    3.6二次襯砌模筑混凝土      施工中，用控制水灰比、水泥

16、用量和砂率來保證混凝土的抗?jié)B性能。      提高混凝土質(zhì)量  優(yōu)化配合比設(shè)計，盡量減小水灰比，水灰比不能大于0.6，砂率為35-45，灰砂比為1：2.0-1：2.5。施工中嚴格按配合比準確計量。計量允許偏差為：水泥、水、外加劑為±1；砂、石為±2。結(jié)構(gòu)混凝土的人模坍落度控制在11-14cm。      混凝土的攪拌與運輸        混凝土攪拌不僅僅使材料均勻混合，還起到一定的塑化和提高和易性作用，對防水混凝土的性能影響較

17、大，拌和時間不小于2min。采用混凝土輸送泵輸送，在輸送過程中要避免出現(xiàn)離析、漏漿。      嚴格控制混凝土施工工藝    采用長度為10m的模板臺車施作二襯。為保證混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，做到一次性完成。施工過程中嚴禁外來水滲透到正在澆灌的混凝土中。    結(jié)構(gòu)混凝土振搗采用插入式振搗棒混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置各種鋼筋或綁扎鐵絲，不得接觸模板。模板要架立牢固、嚴密，不能出現(xiàn)跑?，F(xiàn)象。混凝土擋頭板做到表面規(guī)則平整，避免出現(xiàn)水泥漿漏失現(xiàn)象?；炷帘盟腿四r，左右對稱灌注，沿隧道高度分層進行，每一循環(huán)應(yīng)連續(xù)

18、灌注，以減少接縫造成的滲漏現(xiàn)象。隧道拱墻一次灌注，后澆筑仰拱，保證其整體性。      拱頂混凝土灌注的特殊要求    隧道拱頂混凝土灌注采用泵送擠壓混凝土施工工藝，拱頂設(shè)計三個灌注孔，由后向前灌注。由于客觀原因，拱頂混凝土往往會產(chǎn)生不密實、灌不滿等現(xiàn)象，對此部位的混凝土施工，根據(jù)工程經(jīng)驗，在拱頂最高位置貼近防水板面預(yù)埋注漿管，一是作為排氣孔，排除拱部空氣，減小泵送壓力；二是通過灌注過程觀察流漿情況檢查混凝土灌滿程度；三是作為注漿管，對二襯實施回填注漿，以彌補混凝土因收縮或未灌滿造成的拱頂空隙。   &#

19、160;  混凝土養(yǎng)護    混凝土灌注完畢，待終凝后應(yīng)及時養(yǎng)護，采用噴、灑水養(yǎng)護。由于臺車和模板不能及時拆除，初期養(yǎng)護灑水至模板表面和擋頭板進行降溫，待拆模后，對結(jié)構(gòu)表面及時進行灑水養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤，養(yǎng)護期不少于14天，以防止在硬化期間產(chǎn)生干裂，形成滲水通道。    3.7 特殊部位防水       施工縫防水處理    施工縫是結(jié)構(gòu)防水的薄弱環(huán)節(jié)，須認真處理。本隧道在施工縫中設(shè)置預(yù)埋式橡膠止水帶。嚴格按規(guī)范要求施工，澆灌、振搗混凝土時不得碰歪止水帶。