隧洞防水處理

公路隧道防水施工技術(shù)探討一．工程概況玳珉關(guān)隧道位于遼寧省撫（順）-通（化）高速公路南雜木鎮(zhèn)與夾河鎮(zhèn)之間，設(shè)計(jì)為雙洞兩車道隧道。隧道左線樁號ZK132+030-ZK132+650，全長620m；右線樁號YK132+025-YK132+652.5，全長627.5m，屬中長隧道。線路呈東北—西南走向，隧道進(jìn)口端洞口處在兩山谷的沖溝中。施工中采用了由進(jìn)口端單向掘進(jìn)的方式施工，進(jìn)口端位于殘坡積緩坡內(nèi)，隧道進(jìn)口端左線40米、右線38米范圍，埋深僅8~21米，屬典型淺埋區(qū)段。測區(qū)屬北溫帶大陸性氣候：冬夏長春秋短，四季分明，氣溫變幅較大，年平均氣溫5-6℃。降水量隨季節(jié)變化明顯，年降水量800-900mm。地下水以第四系孔隙水及碎屑巖風(fēng)化、構(gòu)造裂隙水為主，水量隨大氣降水量及節(jié)理裂隙發(fā)育情況變化而變化，圍巖富水性不均一，透水性較好，隧道開挖時(shí)可發(fā)生滴水及淋雨現(xiàn)象，斷層處甚至涌水。二．防排水設(shè)計(jì)該隧道采用復(fù)合式防排水設(shè)計(jì)：防水工程包括襯砌柔性防水工程及襯砌漏水防水工程；排水工程包括襯砌背面排水工程、路緣排水工程及洞頂截水工程。遵循以“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜，綜合治理”的原則。合成樹脂防水卷材的主要技術(shù)性能指標(biāo)：采用1.2mm厚ECB（乙烯-共聚物瀝青）防水板（與密度不小于300g/m2土工布點(diǎn)狀復(fù)合）。橫縱方向的性能均應(yīng)滿足。斷裂拉伸強(qiáng)度（常溫）：≥14Mpa；斷裂伸長率（常溫）：≥500%；撕裂強(qiáng)度：≥60KN/m；低溫彎折溫度：-35℃無裂紋；不透水性：0.3Mpa30min無滲漏。防水板的搭接接頭采用焊機(jī)焊接，雙縫，焊接寬度≥20mm，搭接寬度≥100mm，不得漏焊。三．防水施工準(zhǔn)備1．材料選擇為保證工程質(zhì)量，防水板材料的選擇至關(guān)重要。依據(jù)設(shè)計(jì)及技術(shù)規(guī)范等的要求選擇合格材料，保證每批材料抽檢合格。2．施工準(zhǔn)備2.1設(shè)備準(zhǔn)備（1）熱合焊接機(jī)2臺：用于防水材料之間搭接時(shí)進(jìn)行熱合焊接。（2）熱風(fēng)焊槍2把：在鋪設(shè)防水材料進(jìn)程中，用其對人為或其它原因造成防水板破損而進(jìn)行的修補(bǔ)。（3）檢漏器：用于檢測雙焊縫搭接質(zhì)量，加壓檢查焊接是否牢固。（4）另還需配備作業(yè)平臺1個、電鉆2臺、電絡(luò)鐵2把、小壓輪2個、釘錘2把等。2.2現(xiàn)場準(zhǔn)備測量隧道斷面，利用作業(yè)臺車對斷面進(jìn)行修整，首先應(yīng)鑿除噴射混凝土表面“葡萄狀”結(jié)塊，用電焊或氧焊將初期支護(hù)將外露的錨桿頭和鋼筋頭等鐵件齊根切除，在割除部位用細(xì)石混凝土抹平覆蓋，以防刺破防水板。對于開挖面嚴(yán)重凹凸不平的部位須進(jìn)行修鑿和找平。采用細(xì)石混凝土抹平明顯坑洼。在初期支護(hù)面上標(biāo)出拱頂中線和垂直于隧道軸線的斷面線。檢查防水板的質(zhì)量，是否有變色、老化、波紋、刀痕、撕裂、孔洞等缺陷；在防水板邊沿劃出焊接線和拱頂中線；防水層按實(shí)際輪廓線長度截取，對稱卷起備用。四．施工技法及流程1．防水板的鋪設(shè)1.1鋪設(shè)防水板加土工布防水板加土工布鋪設(shè)采用無釘鋪設(shè)工藝，采用從上向下的順序鋪設(shè)，松緊應(yīng)適度并留有余量（實(shí)鋪長度與弧長的比值為10：8），檢查時(shí)要保證防水板加土工布全部面積均能抵到圍巖。

1.2防水板加土工布吊掛在隧道邊墻，拱部按縱、橫向間距1米，用電鉆鉆孔，打入膨脹螺栓，將3mm的鐵線水平拉緊固定在螺栓上。將防水板加土工布沿臺架環(huán)向展開,人工將防水板加土工布托起,緊靠巖面，吊掛在已固定的鐵線上。將已吊掛好的防水板加土工布，與下幅防水板加土工布粘成整體，接縫處放平加壓粘結(jié)牢固，搭接寬度不小于10（鐵路現(xiàn)在要求15cm)厘米。按上述方法逐環(huán)向前鋪設(shè)。縱向搭接與環(huán)向搭接處應(yīng)加強(qiáng)一層防水板。多層防水板焊接時(shí)，搭接部位的焊縫必須錯開，不得有三層以上的搭接重疊。

1.3兩幅防水板加土工布的搭接寬度不應(yīng)小于10（15cm)cm，防水板加土工布的搭接縫與襯砌施工縫要拉開距離，并不小于1～2m。環(huán)向鋪設(shè)時(shí)，下部防水板加土工布應(yīng)壓住上部防水板加土工布。1.4防水板加土工布之間連接采用雙縫焊機(jī)，熱楔雙焊縫技術(shù)，焊縫搭接寬度不小于10cm，每道焊縫寬1.5cm。防水板施焊前不同操作人員、不同焊機(jī)應(yīng)進(jìn)行焊接試驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行正式焊接。1.5首先將防水板加土工布焊接處擦拭干凈，無灰塵雜物、無積水，并保持干凈清潔，然后對焊機(jī)進(jìn)行調(diào)試溫度，并對樣品試焊，符合要求后，方可開始焊接。采用熱楔雙面焊機(jī)，焊機(jī)為自行式焊機(jī)，焊接時(shí)一人在前整理防水板加土工布，一人手持焊機(jī)，一人配合即可。施工時(shí)，嚴(yán)格控制溫度、速度和壓力，一般速度控制在1.5～1.8m/分，溫度控制在500～550℃，有均勻溶漿，無焊碴即可，并經(jīng)常用鐵刷子將焊嘴上的焊碴等雜物及時(shí)清理干凈。壓力控制在600～650N，最大不得超過1000N。2．焊縫檢測撕裂破壞檢測：將試焊樣品進(jìn)行撕裂測試及抗拉檢測。檢查斷裂處是否發(fā)生在有效焊縫外，同時(shí)檢查焊縫有效寬度。氣壓檢測：將焊縫兩端用特制鐵夾夾緊密封，將檢測針頭插入焊縫一端兩道焊縫之間的氣槽，用手動氣泵打壓至0.25MPa為止，觀察15分鐘，若壓力值下降值小于10%為合格，否則應(yīng)查找漏點(diǎn)，并及時(shí)修補(bǔ)。五．施工要點(diǎn)1．質(zhì)量保證措施1.1要隨時(shí)檢查焊接質(zhì)量，防水布有無漏洞。有破損漏洞及時(shí)修補(bǔ)。1.2在完成鋪設(shè)后和進(jìn)行二次襯砌前，應(yīng)對防水板進(jìn)行全面認(rèn)真的嚴(yán)格檢查，防止施工過程的某些遺漏和人為損壞。1.3對發(fā)現(xiàn)的破損處要進(jìn)行標(biāo)記，并及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)時(shí)，補(bǔ)丁要剪成圓角，不宜剪得過小。修補(bǔ)質(zhì)量以手撕不掉為準(zhǔn)，如能被撕掉需重新修補(bǔ)。1.4二次襯砌前還應(yīng)注意加強(qiáng)對防水板的防護(hù)。1.5進(jìn)行二次襯砌澆注時(shí)，更要注意對防水板的保護(hù)，因?yàn)榇藭r(shí)再使防水板破損，將無法再進(jìn)行修補(bǔ)，必將留下永遠(yuǎn)的隱患。1.6在二次襯砌完成后，要注意對防水板預(yù)留部分的保護(hù)，以保證下一施工段的順利進(jìn)行。2．防水板的保護(hù)2.1襯砌端部預(yù)留的接頭防水板要采取防護(hù)措施，防止飛石砸破防水板。2.2襯砌加強(qiáng)鋼筋的安裝、各種預(yù)埋件的設(shè)置、擋頭模板的安裝、混凝土輸送管道的就位以及灌筑混凝土等作業(yè)都很有可能出現(xiàn)撞破、刺穿或燒穿防水板的現(xiàn)象，防水板一旦遭到破壞必須立即進(jìn)行修補(bǔ)。3．施工時(shí)的注意事項(xiàng)3.1開始掛防水布之前，先檢查巖面是否有突出的尖銳棱石，如果有，應(yīng)先將尖銳棱角打掉，而對于凹陷得特別大的地方，要先用噴射硂給填充起來。3.2在掛外層防水板時(shí)，要讓防水板緊貼巖面，錨釘應(yīng)盡量釘在四處，并保持防水板有一定的自由運(yùn)動空間，防水板要焊接好，防止脫落。3.3對于在掛防水板時(shí)損壞的地方，要逐一檢查出來，焊補(bǔ)好。3.4打混凝土的過程中，要隨時(shí)檢查防水板有無被拉動、脫落、損壞，如有應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，并派專人在現(xiàn)場檢查修補(bǔ)質(zhì)量。六．防水板鋪設(shè)與相關(guān)工序間的關(guān)系1．初期支護(hù)與防排水系統(tǒng)施工密切相關(guān)，爆破效果好，初期支護(hù)表面平順，能保證防水板與噴射混凝土表面密貼，同時(shí)釘與釘之間防水板松弛量的預(yù)留易得到合理控制。2．襯砌背后的各種排水管必須按設(shè)計(jì)認(rèn)真設(shè)置，遵循“以排為主，防排結(jié)合”的原則，確保排水暢通，以降低二次襯砌背后的水壓力，從而延長防水板的使用壽命，達(dá)到防水可靠的效果。3．澆筑二次襯砌混凝土前，必須將邊墻基底的浮渣清理干凈，否則會造成洞身襯砌不均勻沉降，混凝土施工接縫處的防水板易被拉裂。4．澆筑二次襯砌混凝土?xí)r，在輸送泵的出料口處要設(shè)防護(hù)物，防止出料管沖出的料流不斷沖擊防水板，將防水板磨破。七．結(jié)束語防水板的應(yīng)用及防水施工技術(shù)在本隧道防水施工中取得明顯效果，在多次檢查中得到業(yè)主的好評。滿足拱部、邊墻、路面、設(shè)備箱洞不滲水，隧道襯砌背后不積水，排水溝不凍結(jié)，人行橫通道拱部不滴水，邊墻不淌水。為隧道結(jié)構(gòu)物和運(yùn)營設(shè)備的正常使用和行車安全打下了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：GB18173.1-2006高分子防水材料第一部分材料《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》編號JTJ042-94人民交通出版社《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》

編號JTJ026-90人民交通出版社

1

防水、排水設(shè)計(jì)原則

1.1

防水設(shè)計(jì)原則

防水設(shè)計(jì)的復(fù)合式襯砌初期支護(hù)與二次襯砌之間要設(shè)置PVC防水板，防水板采用厚度1.2ram產(chǎn)品，防水板要具有韌性好、阻燃、抗凍裂性能、易鋪設(shè)等特點(diǎn)。在防水板鋪設(shè)前應(yīng)在初期支護(hù)表面鋪設(shè)土工布，PVC防水板采用無釘鋪設(shè)，防水板接頭質(zhì)量采用充氣檢驗(yàn)。PVC防水板的設(shè)置是整個隧道防水系統(tǒng)中最重要的一項(xiàng)措施，其施工質(zhì)量的好壞直接影響到隧道使用及襯砌結(jié)構(gòu)的安全。因此，防水板的施工應(yīng)嚴(yán)格按照《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ042—94)的有關(guān)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施設(shè)。

1.2

排水設(shè)計(jì)原則

排水設(shè)計(jì)的初期支護(hù)與二次襯砌之問設(shè)置環(huán)向彈簧排水管進(jìn)行匯水，襯砌的邊墻底用縱向排水管集水，然后將水排至中心排水溝。彈簧排水管的縱距根據(jù)圍巖級別及地下水量大小確定，施工時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，但設(shè)置的總數(shù)量不應(yīng)少于設(shè)計(jì)圖中的數(shù)量。局部涌水處在圍巖表面設(shè)置塑料半管，施工時(shí)可根據(jù)涌水情況確定。

2

隧道防水、排水施工

2.1

排水盲溝施工

2.1.1

環(huán)向排水盲管及邊墻泄水管施工方法

隧道拱墻每8m設(shè)一道環(huán)向盲溝，并每隔5—8m設(shè)邊墻泄水管將地下水引入洞內(nèi)側(cè)溝，縱、環(huán)向盲溝與泄水管采用變徑三通連接牢固，泄水管的出口離開水溝內(nèi)壁一定距離，不得緊貼溝壁表面。

2.1.2

縱向排水盲管施工方法

縱向排水盲管沿縱向布設(shè)于左、右墻角水溝底上方，為外包土工布的RPG一3208G。

塑料管按規(guī)定劃線，以使盲溝安裝位置準(zhǔn)確合理，盲溝安設(shè)的坡度與線路坡度一致。沿線鉆孔定位，孔間距保持在20—40cm。將膨脹錨栓打入定位孔或用錨固劑將鋼筋頭預(yù)埋在定位孔中，固定釘安在盲溝的兩側(cè)。用無紡布包住盲管，扎絲捆好；用卡子卡住盲溝，然后固定在膨脹螺栓上。

2.2

防水板的鋪設(shè)技術(shù)

復(fù)合型防水板施工采用多功能臺架上鋪設(shè)，無釘鋪設(shè)工藝。

2.2.1

準(zhǔn)備工作

①洞外準(zhǔn)備：檢查復(fù)合型防水板質(zhì)量，用特種鉛筆劃焊接線及拱頂分中線，并按每循環(huán)設(shè)計(jì)長度截取，對稱卷起備用。②洞內(nèi)準(zhǔn)備：施工時(shí)采用兩個作業(yè)臺架，一個用作基面處理，一個用作掛防水板，基面處理超前防水板鋪設(shè)兩個循環(huán)。③基面處理：檢查開挖斷面，整修初期支護(hù)表面，處理外露錨桿及尖銳物，在鋪設(shè)基面標(biāo)出拱頂中線。

2.2.2

鋪設(shè)防水板

①安裝膨脹螺栓：在鋪防水板臺架上，根據(jù)防水板掛繩的間距將膨脹螺栓孔的位置畫在初支混凝土面?？紤]防水板鋪設(shè)不能太緊，畫線布孔時(shí)膨脹螺栓孔間距較防水板掛繩間距小，一般取掛繩間距的0.9倍處鉆孔，在孔內(nèi)安裝膨脹螺栓。膨脹螺栓露出混凝土面不超過1.5cm。②鋪設(shè)防水板：鋪設(shè)防水板前根據(jù)襯砌斷面外輪廓周長，裁取防水板的長度。一般一環(huán)最多分兩塊，盡量減少接縫。同時(shí)準(zhǔn)備好復(fù)合防水板專用粘膠。將露出初支混凝土面超過3cm的錨桿或尖銳物品割除。將裁好的防水板吊上防水板作業(yè)臺架上將防水板沿環(huán)向展開，由上向下將掛線掛在膨脹螺栓上。用自動爬行焊接機(jī)將防水板逐幅焊接成整幅，兩幅防水板焊搭大于100mm，采用雙焊縫，每條焊縫寬15mm，焊縫無漏焊、假焊、焦焊、焊穿等現(xiàn)象。粘結(jié)后防水層在泄水孔位置開孔，做好防水板與泄水孔的密閉性連接。③防水板的檢驗(yàn)：檢查防水板質(zhì)量無老化、刀痕、撕裂、孔洞等缺陷；檢查基面有無錨桿頭和鋼筋頭外露；充氣檢查防水板焊接質(zhì)量，平順無褶皺、鼓泡，無脫膠；檢查防水板與基面的密貼情況；檢查防水板的松弛度和緊繃現(xiàn)象；檢查防水板與泄水孔的密閉性連接。

2.2.3

施工技術(shù)措施

防水板鋪設(shè)前，先割除混凝土襯砌表面外露的錨桿頭、鋼筋尖頭等硬物，凸凹不平處需先噴平，使混凝土表面平順；局部漏水處需先進(jìn)行處理；防水板，特別是在凸凹較大的基面上，要預(yù)留足夠的松散系數(shù)，使其留有余地，并在斷面變化處增加懸掛點(diǎn)，保證緩沖面與混凝土表面密貼。做好防水板與泄水孔的密閉性連接；鋪設(shè)防水板地段距開挖工作面不小于爆破安全距離；襯砌混凝土灌注前檢查防水板質(zhì)量，填寫檢查證。灌注襯砌混凝土?xí)r，不損壞塑料防水板；防水板和粘膠是易燃物品，工作區(qū)內(nèi)禁止煙火，并設(shè)置必要的消防設(shè)施。

2.3

止水帶施工

隧道二襯變形縫處均需設(shè)置中埋式橡膠止水帶，止水帶采用φ10鋼筋固定于堵頭板上，施工方法如下：

2.3.1

沿襯砌設(shè)計(jì)軸線間隔0.5m在擋頭板上鉆一φ12鋼筋孔，將加工成型的φ10鋼筋卡由先待模筑混凝土一側(cè)向另～側(cè)穿人，內(nèi)側(cè)鋼筋卡卡緊止水帶一半，另一半止水帶緊貼在擋頭板上。待混凝土凝固后拆除擋頭板，將原貼在擋頭板上的止水帶拉直后，彎曲鋼筋卡套緊另一半止水帶即可。

2.3.2

在綁扎鋼筋和支模時(shí)，止水帶必須采取可靠的固定措施，避免被尖角小石子及銳口的鋼筋損傷，發(fā)現(xiàn)有破裂及時(shí)修補(bǔ)，否則在接縫變形和受水壓時(shí)，止水帶所能抵抗外力和防水的能力就會大幅度降低。

2.3.3

澆搗時(shí)，應(yīng)防止止水帶偏移，并充分振搗，使止水帶與混凝土很好貼合。

2.3.4

止水帶鋪設(shè)除材料長度原因外只允許有左右兩側(cè)邊基上部兩個接頭，接頭搭接長度不小于30cm。

2.4

二次襯砌抗?jié)B混凝土施工

2.4.1

施工配合比設(shè)計(jì)。根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級為C25，抗?jié)B標(biāo)準(zhǔn)不小于S6的要求進(jìn)行材料的選取，以及配合比的計(jì)算與校正，選取混凝土理論配合比為302：689：1

202：167=1：2.28：3.98：0.553。對該配合比進(jìn)行28d抗?jié)B試驗(yàn)，結(jié)果當(dāng)加壓至1.2·MPa時(shí)，6個試件均未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，其抗?jié)B性能不小于S12，滿足S6要求。該配合比所用材料、強(qiáng)度、抗?jié)B性能均符合交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.2

二次襯砌防水混凝土施