防止?jié)B漏水施工技術(shù)

PAGE7PAGE4水工隧洞襯砌結(jié)構(gòu)防止?jié)B漏水施工技術(shù)【內(nèi)容提要】水工砼襯砌結(jié)構(gòu)外土工織物防水；加TMS防水劑的砼結(jié)構(gòu)的自防水；伸縮縫、施工縫止水帶、止水條止水；砼表面使用膨脹水泥堵漏等技術(shù)在水工隧洞襯砌施工中取得良好效果。關(guān)鍵詞：水工隧洞防止?jié)B漏水技術(shù)一、前言山西省萬家寨引黃工程是一項(xiàng)跨流域的引水工程，年引水量12億m3，輸水工程線路全長(zhǎng)453Km，其中的隧洞長(zhǎng)度208Km，在該工程中占相當(dāng)重要的部分。隧洞經(jīng)過地區(qū)，地下水位多在洞線以下，地質(zhì)條件變化多端，不少經(jīng)過石灰?guī)r地區(qū)，巖溶發(fā)育，有些地段裂隙、破碎帶較多。還有不少土洞段，滲漏將導(dǎo)致地基沉陷，造成隧洞變形、裂縫，甚至坍塌；同時(shí)滲漏引起的水量損失也將造成建成后運(yùn)行成本增高。由鐵十三局二處施工的引黃南干線3#洞全長(zhǎng)4167米，其中土洞段長(zhǎng)度為全線之最，達(dá)860米。土洞圍巖為第四系Q3，Q2黃土和第三系N2粘土層。土層中埋藏有季節(jié)性地下水，最大土體含水量達(dá)21.6—24.3%，飽和度94.5—100%。該洞段的襯砌結(jié)構(gòu)防止?jié)B漏水的設(shè)計(jì)與施工在水工上有一定的代表性。本文結(jié)合工程實(shí)際總結(jié)防止?jié)B漏水施工技術(shù)。襯砌結(jié)構(gòu)防止?jié)B漏水系統(tǒng)由土工膜、土工織物防止?jié)B漏，砼襯砌的抗?jié)B，伸縮縫、施工縫的處理，表面封堵等項(xiàng)構(gòu)成。二、采用土工膜、土工織物防止?jié)B漏土工膜、土工織物復(fù)合襯砌防滲系統(tǒng)在世界上已廣泛應(yīng)用，其有效性較好，能大量減少維護(hù)費(fèi)用，降低工程造價(jià)。其結(jié)構(gòu)形式，主要由土工織物（無紡布）作為保護(hù)層，土工膜作為防滲層，復(fù)合組成。鋪設(shè)在襯砌結(jié)構(gòu)外側(cè)，作外防水。（一）、對(duì)土工膜、土工織物的技術(shù)要求土工織物（無紡布）主要是用來保護(hù)土工膜不受施工和運(yùn)行期的外力刺破，因此應(yīng)具備一定的力學(xué)強(qiáng)度及彈性。常用的土工織物每平方米重量300-500g，抗頂破能力2700—3400N，在2Kpa荷載作用下，其厚度2.6—3.3mm，滲透系數(shù)為9×10-1—8×10-1cm/s，極限延伸率50%--70%。土工織物應(yīng)具備一定的耐化學(xué)腐蝕能力。要注意避免曝曬，以防老化。土工膜應(yīng)易于適應(yīng)隧洞結(jié)構(gòu)的不平表面，能吸收一定的平面力，能抗腐蝕抗老化，，能由機(jī)械焊接來鋪設(shè)安裝?？估瓘?qiáng)度一般在10MPa—12Mpa，極限延伸率300%--600%，滲透系數(shù)1×10-11—1×10-13cm/s，厚度在0.8mm—3.0mm，幅寬2m—7m，長(zhǎng)度在20m以上。（二）、土工織物、土工膜的施工（見止水大樣圖）1、施工準(zhǔn)備：先將噴砼或模注砼作好的一次支護(hù)表面處理平整，除掉外露鋼筋、石渣等。搭好作業(yè)平臺(tái)。施工人員熟悉施工方法，明確質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2、儀器調(diào)試：施工之前，用兩塊同性質(zhì)的土工膜進(jìn)行試焊，取得焊接土工膜的最佳溫度和最佳焊接速度。幾種土工膜的一般性能序號(hào)項(xiàng)目名稱單位材料名稱乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）低密度聚乙烯（LDPE）高密度聚乙烯（HDPE）123456比重拉伸強(qiáng)度斷裂延伸率撕裂強(qiáng)度耐酸堿性柔性g/cm3MPa%KN/m℃0.9515.760053耐-30＞0.91＞12＞450＞55耐-60脆＞0.94＞15＞500＞45耐-60脆3、鋪設(shè)無紡布、釘設(shè)暗釘：按照設(shè)計(jì)或選定的暗釘密度，在一次支護(hù)表面上鋪設(shè)固定土工布，暗釘間距70cm—120cm左右。暗釘位置應(yīng)在土工膜中間，離幅邊30cm—40cm，以利于焊接機(jī)行走。暗釘可用射釘槍或膨脹塑料釘。4、鋪設(shè)土工膜：鋪設(shè)前用粉筆在無紡布上沿環(huán)向畫出土工膜的位置，之后，沿環(huán)向從一側(cè)開始自下而上進(jìn)行鋪設(shè)，邊鋪設(shè)邊用塑料焊槍將土工膜焊于涂上膠的暗釘（塑料塊）上。鋪設(shè)時(shí)要調(diào)整好兩幅土工膜的搭接寬度在10cm左右。5、焊接：使用新型雙焊道自動(dòng)熔焊機(jī)，焊接和鋪設(shè)可平行作業(yè)，鋪設(shè)2—3幅后可進(jìn)行焊接，從一側(cè)開始自下而上沿環(huán)向進(jìn)行，采用焊接前的試驗(yàn)參數(shù)，并根據(jù)焊接效果隨時(shí)調(diào)節(jié)焊機(jī)溫度和走行速度。6、質(zhì)量檢查：充氣法，先堵住熔焊時(shí)預(yù)留空隙的一端，充氣到壓力表顯示0.15—0.3MPa，等5分鐘，若壓力表無變化，說明完全粘合；否則，涂檢測(cè)液，出現(xiàn)氣泡的部位須修補(bǔ)至檢測(cè)合格。7、注意事項(xiàng)：焊接中需要停機(jī)時(shí)，應(yīng)迅速抬起手把，使焊頭與土工膜分離，防止烤焦。施工前應(yīng)作好充分準(zhǔn)備，努力作到一次成形。二次襯砌鋼筋綁扎和焊接，要采取防護(hù)措施防止刺破或燒傷土工膜。三、混凝土襯砌的抗?jié)B隧洞防止?jié)B漏，混凝土、鋼筋混凝土襯砌及回填灌漿的防水是基本的，襯砌結(jié)構(gòu)不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要滿足抗裂、抗?jié)B要求?？?jié)B標(biāo)號(hào)采用S8。核心是嚴(yán)格選料、控制工藝和使用防水劑。（一）、混凝土用料及防水劑：1、水泥：選用指定廠家生產(chǎn)的不低于425號(hào)的普通硅酸鹽水泥，并按規(guī)范抽檢。2、砂：符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)地堅(jiān)硬，細(xì)度模數(shù)2.4—2.8。3、碎石：最大粒徑不大于40mm分成5—20mm和20—40mm兩級(jí)，根據(jù)試驗(yàn)優(yōu)選級(jí)配，要求超徑小于5%，遜徑小于10%，含泥量小于1%，吸水率小于2.5%，針片狀顆粒含量小于15%。4、防水劑：TMS新型防水劑。4.1TMS防水機(jī)理遇水膨脹析出凝膠，能改善新拌砼（砂漿）和易性，杜絕沉降縫隙減少滲水通道，堵塞毛細(xì)孔滲入的水份，達(dá)到防水堵滲的效果。防水劑與水泥中的鋁酸鹽礦物在水化過程中可形成鈣礬石產(chǎn)物，從而提高了基體自防水能力。防水劑具有減水效果。在砼配合比及用水量相同的情況下，坍落度可明顯增加，用水量顯著減少，促使砼（砂漿）內(nèi)部空隙率低，孔結(jié)構(gòu)獲得改善，其水密性顯著增加，各齡期的強(qiáng)度均有提高。將另一端止水帶連同留出的鋼筋棍擺平，并固定后，下一段砼才能澆筑，這樣止水帶不會(huì)跑模，止水帶接頭進(jìn)行焊接。1.4止水帶接頭施工在安裝止水帶施工中，接頭方法普遍采用熱模加壓二次硫化、粘和劑冷粘兩種方法。1.4.1熱模加壓二次硫化方法其接頭時(shí)間短，效率高，制品性能一致，適用于較大空間，無易燃物質(zhì)的施工場(chǎng)所。其施工方法：選擇特制模具，將模具預(yù)熱到規(guī)定的硫化溫度，把止水帶接頭放入模具中，加壓到規(guī)定的壓力，在規(guī)定的時(shí)間開模，修邊形成熱模接頭。1.4.2冷粘法采用冷粘技術(shù)處理止水帶接頭，工藝方便，易于控制，粘接強(qiáng)度超過止水帶本身強(qiáng)度，其耐水、耐老化、耐腐蝕性能都很優(yōu)異。適用于各種防水工程止水帶接頭施工，尤其在瓦斯等易燃?xì)怏w的工程中。其施工方法：止水帶兩頭膠梗削平，長(zhǎng)度在15-30cm之間。將接頭磨平，并用汽油或丙酮擦掉表面油污，晾至表面干燥。將氯丁系列粘合劑與列克納或7900按100:5的重量比配合，并攪拌均勻。在表面干燥的兩端接頭處很薄地涂一層粘合劑，晾至干燥，再涂第二遍膠，晾至僅有觸粘性時(shí)將兩接頭按預(yù)定位置粘合，加壓放置半小時(shí)，即可施工澆注混凝土。為提高粘合強(qiáng)度，可在上、下面用硫化膠片粘合加固。2、GB止水條的施工2.1GB止水條性能指標(biāo)測(cè)試項(xiàng)目控制指標(biāo)備注耐水耐化學(xué)性水±3％GB材料在三種溶液中浸五個(gè)月后重量變化百分率飽和氫氧化鈉溶液±3％10％氯化鈉溶液±3％抗拉伸性能常溫?cái)嗔焉扉L(zhǎng)率≥800％拉伸變形時(shí)GB與砼粘接面沒有被拉開－30℃斷裂伸長(zhǎng)率≥800％比重≥1.15GB與砼粘接面浸水3個(gè)月后粘接面強(qiáng)度與基準(zhǔn)值比較≥95％環(huán)境保護(hù)屬橡膠類產(chǎn)品無毒、無污染凍融試驗(yàn)試驗(yàn)溫度－21℃—＋5℃快速凍融300次，與砼粘接強(qiáng)度與基準(zhǔn)值比較，不低于90％流淌性能60℃，75°不流淌2.2施工方法：（見止水大樣圖）GB止水條的截面尺寸有4×6cm、2×3cm。施工時(shí)，保持槽內(nèi)清潔，將槽內(nèi)均勻涂一層401膠，待膠不粘手后，即可向槽內(nèi)嵌填GB材料，嵌填時(shí)從一頭向另一頭，并將空氣擠出。嵌好的GB材料壓實(shí)（或錘擊）以利GB材料與砼粘合。在環(huán)向伸縮縫中，GB材料嵌填壓實(shí)后，剩余縫隙充填閉孔板或二氈三油；在施工縫中，只須壓GB止水條。五、砼表面封堵水工隧洞砼襯砌施工完畢后，因各種原因，造成砼局部的不密實(shí)，或干縮形成滲水通道，表現(xiàn)為砼表面洇水現(xiàn)象。利用石膏礬土膨脹水泥配制的水泥砂漿、砼，對(duì)砼表面進(jìn)行封堵處理。其有效性在土洞工程實(shí)例中得以證實(shí)。1、石膏礬土膨脹水泥的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)物理性質(zhì)比表面積比表面積不得小于4500cm2／g凝結(jié)時(shí)間初凝不得早于20分鐘，終凝不得遲于4小時(shí)體積安定性以試體的長(zhǎng)度變化作鑒別，應(yīng)符合膨脹率規(guī)定強(qiáng)度kg／cm2強(qiáng)度類別及齡期標(biāo)號(hào)抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度1天3天28天1天3天28天400200300400161820500300400500202224600400500600242628膨脹率（％）水中養(yǎng)護(hù)水泥凈漿試體在水中養(yǎng)護(hù)時(shí)，1天的膨脹率≥0.15；28天的膨脹率≮0.3，≯1。試件表面不得出現(xiàn)裂紋聯(lián)合養(yǎng)護(hù)水泥凈漿試體在水中養(yǎng)護(hù)3天后再放入箱中養(yǎng)護(hù)時(shí)，1天的膨脹率≥0.15，28天的膨脹率≥0.1不透水性水泥凈漿試體在水中養(yǎng)護(hù)1天后，在10個(gè)大氣壓力下應(yīng)完全不透水2、石膏礬土膨脹砼堵漏的機(jī)理膨脹砼在凝固時(shí)，體積增大，對(duì)周圍砼產(chǎn)生壓力，破壞毛細(xì)管，從而增加砼的密實(shí)性，使填補(bǔ)的砼與原砼結(jié)合緊密，并提高其抗?jié)B性。3、施工方法先將水暫時(shí)引出或降低水位。對(duì)于洇水裂縫，須沿其長(zhǎng)度剔成寬30—50mm、深50—100mm的喇叭形縫隙；對(duì)于洞穴須將之鑿成錐形或梯形；深度不應(yīng)小于100mm。并須將縫隙及洞穴清除、沖洗干凈。澆灌石膏礬土膨脹砼或砂漿前，舊砼表面必須用水潤(rùn)濕，并刷石膏礬土膨脹水泥凈漿一道。水泥用量及水灰比，水泥用量：在配置砂漿時(shí)，水泥:砂≤1:2；在配置砼時(shí)，水泥用量≥400kg／m3。水灰比≤0.5。砂漿或砼澆注后，必須用濕草簾加以覆蓋待終凝后充分澆水養(yǎng)護(hù)。砂漿養(yǎng)護(hù)1天、砼養(yǎng)護(hù)3天即可使用。六、認(rèn)識(shí)與體會(huì)在水工隧洞施