大坂山隧道防水技術研究

大坂山隧道防水技術研究

（西）寧章寧山隧道位于青藏高原北部，大坂山中段，已有3608.35萬米，是冰土帶的一部分。季節(jié)凍融深度2.5～4.5m,視含水不同,可產(chǎn)生強或中等程度凍脹。由于凍脹力的作用,隧道出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象,將使隧道襯砌和基礎產(chǎn)生變形、脹裂,造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。因此,可以說防水是大坂山隧道施工成功與否的關鍵。在結構復雜、地質條件差、施工難度大的情況下,通過采取排、堵、復合式襯砌加不透水隔離防水技術,取得了較好的防水效果。1該項目的特點1.1第四系松散層孔隙水該隧道地處大坂山山脈分水嶺地帶,為地下水補給源區(qū),地下水的主要類型:(1)是第四系松散層孔隙水,分布與溝谷、坡麓及低洼,含水層巖性坡積、坡洪積、碎石類土,具潛水性質;(2)是基巖裂隙水為區(qū)內主要地下水類型,包括層狀巖石裂隙水、塊狀巖石裂隙水及構造裂隙水,地下水位高程隨地形而異,涌水量為0.15L/s.m。1.2大坂山氣象觀測站觀測區(qū)域屬內陸高寒風氣候,年內冬季長而嚴寒,夏季短而多雨。根據(jù)中科院蘭州分院凍土研究所1992年11月至1993年11月在大坂山建立氣象觀測站觀測,年平均氣溫-3.1℃,1月平均氣溫-14.3℃,七月平均氣溫7℃,極端最高氣溫19.5℃,極端最低氣溫-34℃,年降水量841mm,最大凍結深度進口(南坡)3m,出口(北坡)4.5m,最大積雪深度200cm。2防水設計2.1水等級不允許出現(xiàn)濕漬依據(jù)其獨特的地理位置和工程特點,確定防水等級為Ⅰ級,不允許出現(xiàn)滲漏無濕漬。采取“排、堵、防”三種方法剛柔結構設置多道防線,綜合治理的原則進行防水。見圖1。2.2防水結構2.2.1泄鞣流至泄成果SH—400排水管共3條,分別設在隧道仰拱底中部和隧道兩側邊墻角緊靠開挖面,通鋪后用干砌片石防護,SH—400排水管匯集的地下水通過豎向泄水孔流到泄水洞排出。泄水洞斷面為1.8m×1.9m,頂面與正洞底面間隔6m,泄水洞由進、出口往里每隔50m設一個橫通道(左右各一個),長度5.5m,斷面為1.5m×1.2m,坡度為5%,主要承接上方正洞豎向泄水孔排泄的地下水,匯集到泄水洞排出洞外;10cm豎向泄水孔的設置與泄水洞的橫通道同步每50m設置一個,用100型鉆機或YQ100型潛孔鉆鉆取,Ⅱ、Ⅲ類圍巖下設花管,花管采用10mm硬質塑料管。2.2.2滲流管的設計主要是將來自結構拱部的水分流,順其外側流至結構底部兩角的SH—400滲透性排水管。同時可減輕壓水對排水、防水板的壓力。經(jīng)現(xiàn)場實際測定,承壓水經(jīng)過初期支護至防水層時,水壓減了85%～90%,起到了保護防水層的作用。2.2.3pe230s排水板和cpe防水板為第三過載線它不僅起到排、防水的作用,還在初期支護與二次襯砌之間起到隔離和潤護的作用,防止二次襯砌混凝土開裂,提高其防水效果。2.2.4結構自防水把二次襯砌外加防劑水混凝土利用其密實性達到結構自防水效果。它不但在結構中承擔防水作用,而且還起著承重和圍護作用,使結構防水和承重為一體。3排水系統(tǒng)的鋪設在隧道開挖后進行初期襯砌的同時,按照設計標高和位置埋設SH—400滲透性排水管,用干砌片石進行防護,確保初期襯砌時不被擠壓變形,堵塞影響排水。排水管每隔50m與10cm豎向泄水孔相連,豎向泄水孔的管口接洽處,應抹上水泥砂漿,保證水流通暢。仰拱底部SH—400排水管施工工藝與兩側排水管施工方法相同。4防水層設計4.1超前壓漿止水注漿與整地基面首先進行基面干燥處理,保證防水層在無水條件下施工,防止因滴水、積水造成熱焊機,電烙鐵、焊槍漏電傷人,排、防水板背后積水,也影響施工質量。因此,對節(jié)理密集段,斷層破碎帶的涌水,大量的滲水,要進行超前壓漿止水,注漿止水壓力要考慮圍巖強度,采取逐漸增加的方式進行。其次是平整基面。由于噴射混凝土后或初襯后基面粗糙、凹凸不平,鋼筋頭,錨桿頭等外露,很容易扎破土工布和防、排水板,需對基面進行平整處理,達到如下要求:(1)拱部平整度:D/L≤1∶8;邊墻和底板平整度:D/L≤1∶6。其中:D——表示噴混凝土相鄰兩凸面間凹進去的深度;L——表示噴混凝土相鄰凸面間的距離。(2)基面不得有鋼筋、凸出的管件等尖端突出物,否則要進行割除。(3)基面轉角時陽角應抹成R≥5cm的園角。4.2防水涂層4.2.1土工布的鋪設在處理好的基面上,把450g/m2的土工布襯墊貼上,其土工布的粘貼用75塑料墊圈加水泥釘用射釘槍進行錨固,水泥釘長度不得小于60mm,平均拱部3～4點/m2,邊墻2～3點/m2,墊圈布設呈梅花狀排列,以防止受力后破裂。4.2.22地板在粘貼好的土工布上,沿隧道縱向每間隔3m設一道PE2305排水板,其粘貼方法與土工布操作相同。4.2.3縱向搭接,熱焊焊接防水板的鋪設為全隧通鋪,材料為2厚的防水板,用電烙鐵將防水板熱焊在75mm塑料勢圈上。防水板邊與邊的搭接寬度為10cm,采用熱合機自動雙焊縫熱溶連接?？v向搭接與環(huán)向搭接,除按正常施工外,還應覆蓋一層同類材料的防水板用熱焊焊接。要求鋪設平順、無皺折,無隆起,焊接熱溶牢固,防止熱溶燒破防水板。4.2.4fspe保護板仰拱和仰拱與邊墻轉角0.5m范圍內應做保護層,可用25m厚的FSPE保護板或5cm厚豆石混凝土作保護。在保護層未鋪前,所有人員不得穿帶釘鞋,防止刺破防水層。4.3縫顏色不透明防水層施作完畢后,應組織防水專業(yè)人員對全部焊縫處進行自檢,如發(fā)現(xiàn)有虛焊或焊縫顏色不透明,應視為不合格,及時采取補焊措施。對接縫處要進行充氣試驗,方法為抽樣檢查,一般抽取20%的焊縫檢查即可,試驗中將帶有儀表的針頭扎入兩道焊縫之間,然后加壓,壓力為0.1MPa,壓2min壓降不大于20%為合格。5一些體驗的經(jīng)驗5.1施工作業(yè)要求嚴寧張公路大坂山隧道因其獨特的地理位置和氣候條件,造成標準高,施工作業(yè)要求嚴,工序相當復雜。在施工中堅持做到排、防并舉,抓住SH—400滲透排水管安裝和全封閉防水板鋪設兩個關鍵工序,重視初襯、二襯的防水防線和注漿止水措施,收到良好的防水效果。5.2土工布、防水板的鋪設防水材料質量是防水成功的重要關鍵措施。既要結實牢固,又要保證厚度和沒有孔洞,如果土工布、防水板強度不夠,