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隧道工程的防排水技術

09-20 16:19:56  瀏覽次數:156次  欄目:建筑工程技術
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  引言

  我公司承建的大茅洞左隧道位于海南省三亞市田獨鎮境內陵水19所緯向深斷裂南側。右幅隧道已于1984年建成通車,左幅隧道距右幅隧道80 m,為高等級的高速公路,全長1 140 m,設計行車速度80 km/h,行車道凈寬10.25 m,隧道凈高5.0 m,路面基本照明亮度6.0 cd/m,路面單向橫坡為2 %,設計縱坡為人字坡,豎曲線半徑R為35 km,坡度分別為+1.5 %和-1.42 %,隧道平面位于直線段。

  對隧道影響較大的結構共有五條斷層及閃長玢巖巖脈、節理發育帶等。隧道所經過的山脈巖性較為單一,主要為花崗巖,圍巖類別為II~V類,軟弱圍巖占85 %.

  隧道采用復合式襯砌,設有照明、消防、通風、通訊等設施,預留洞室多,預埋管線種類多。由于先期投入使用的右幅隧道滲、漏水嚴重,故對左幅隧道提高了防、排水施工質量的要求,要求隧道洞內無滲漏水,安裝設備預埋洞室不滲水,路面不冒水、不積水。下面重點介紹隧道的防、排水施工方法及其施工效果。

  1 隧道的防排水設計

  隧道的防排水體系由兩部分構成:一是初期支護期間的排水系統,包括彈簧透水管,縱、橫向排水管和兩側水溝;二是二次襯砌的防水系統,包括防水板、無紡布和防水混凝土。

  1.1 防水措施

  在初期支護與二次襯砌之間敷設一層PVC復合土工布防水板作為第一道防水,防水板敷設范圍為自拱部至邊墻下部。施工縫采用XZ-322-20型中埋式橡膠止水帶,沉降縫采用BW-9611型遇水膨脹止水條。

  1.2 排水措施

  在洞內路面兩側設置了圓形預制邊溝以排除路面積水;為了更有效地排除襯砌背后積水,隧道內沿巖面環向布設彈簧軟式透水管,彈簧透水管與邊墻底部的Φ100 mm縱向排水管相連接,并每隔25 m設一處橫向引水管,通過沉砂井將縱向排水管內地下滲水引入路面邊溝內,由路面邊溝排到隧道外路基邊溝內。

  1.3 截水措施

  為防止洞外水流入隧道,在進出口端設兩道橫向截水溝。洞內水排至洞口路基邊溝內。

  2 防排水施工

  2.1 防水施工的材料和機具

  防水施工的主要材料有聚乙烯塑料防水卷材(規格1 200 mm×1 mm,長度根據設計加工。技術性能為:扯斷強度≥7.5 MPa,扯斷伸長率≥45%,脆性溫度為-40℃)、土工無紡布和粘接用的專用粘合劑。

  施工機具需要準備架設防水卷材的簡易臺車、電鉆、射釘槍、塑料焊槍、塑焊機、小型運輸車等。

  2.2 施工步驟

  2.2.1 環向彈簧透水管的安裝施工

  安裝前要將巖面處理平整,以免噴射混凝土時背后產生空洞,影響襯砌結構受力和匯、排水效果;在地面將3根彈簧透水管并排用無紡布包好綁在0.5 m寬的細格鐵絲網上;在安裝彈簧透水管的巖面部位每隔1 m釘橫向間距為0.5 m的兩枚懸掛錨釘,錨釘露出巖面以不高于彈簧透水管的直徑為度;利用簡易臺車從一側向另一側將綁好的彈簧透水管輸送,并密貼巖面用鐵絲將其固定在懸掛錨釘上。安裝時,要注意每道彈簧透水管的端頭留有100 mm的富余量,以便與縱向排水管搭接。

  彈簧透水管的間距一般為:II類圍巖10 m,III類圍巖15 m,IV類圍巖20 m.在施工中,可根據實際滲水情況進行調整,在地下水發育處可適當增加1~2道。

  2.2.2 縱、橫向排水管和邊溝的施工

  (1)在襯砌施工前,要先將基底清理干凈,把縱向排水管連接好,然后每隔10 m用三通接頭與橫向排水管連接,并將彈簧透水管的兩端頭貼巖壁裝在排水管的梅花眼處。最后在無紡布和防水板施工時,一并將縱向排水管半包圍扣在墻腳基底處,以保證裂隙水很順暢地匯入排水管中(2)兩側邊溝的各節接縫間用瀝青麻布或橡膠墊于四周,以免地下水由防水板導出后由邊溝溢出。邊溝每隔50 m設一沉沙池。

  2.2.3 無紡布和防水板的施工

  (1)防水板焊接質量的好壞,直接影響到洞身的防水效果。防水板的焊接是通過塑焊機高溫加熱,使所要焊接的兩片塑料防水板局部熔化后,加壓將兩片塑料板粘合在一起的,要求焊接密實可靠。

  (2)檢查初期支護凈空,提前處理巖面欠挖,否則待襯砌臺車就位后再處理欠挖,既影響施工進度,又容易損壞防水板,降低防水效果;進行上述檢查處理后,還要檢查巖面平整度,將凸出巖面的噴射混凝土鑿除,用砂漿填平;將凸出的錨桿及鋼筋頭切割掉,用大錘砸平,防止刺破塑料防水板。

  (3)鋪設無紡布應環向鋪設,用射釘槍將無紡布(加防水板暗釘粘結塊或壓力條)釘在初期支護混凝土表面。防水板暗釘環向間距為:拱部0.5~0.7 m,邊墻1.0~1.2 m,縱向間距0.3~0.5 m,凹凸不平處相應增加固定點;相鄰兩環之間搭接寬度≮0.1 m,其接頭不能在同一截面上。無紡布必須緊密釘牢在初期支護上,不得脫落、松動或留下空白。

  (4)鋪設塑料防水板應采用暗釘法,逐環順序進行。鋪設前根據防水板的寬度,用粉筆在無紡布上沿環向劃出每幅防水板的位置,然后從側面開始自上而下鋪設防水板,邊鋪設邊用塑焊槍將防水板焊于暗釘塊上。

  防水板鋪設要求平整,并保持一定的松弛系數(一般為1.2),防止混凝土施工中將防水板繃緊拉壞;相鄰兩環防水板搭接寬度為0.10~0.15 m,搭接不夠或過寬都不好,會影響焊接質量。每次鋪設的防水板要伸出二次襯砌外0.5 m,以保證與下一組防水板有足夠的搭接寬度。襯砌混凝土施工中要注意保護好防水板,防止損壞拉傷,尤其焊接鋼筋時需對防水板加以保護,防止烤焦、損壞。 設為首頁

  (5)防水板采用熱楔焊接法,用塑料自動焊機焊接。其操作方法是:調整焊接機速度指示器(焊接速度通過實驗來確定,采用厚1.5 mm的防水板時,焊接速度為0.2~0.3 m/min),按下溫度開關,將溫度指示器調節到需要的溫度值(采用厚1.5 mm的防水板時,焊接溫度為250~300 ℃),待10~20 s后,紅色指示燈亮,即達預定溫度;將要焊接的防水板沿焊接機行走方向,分別由左側或右側插入熱楔的下部,待溫度達到要求后,搬動加壓手柄使滾輪自動壓緊防水板,移動焊接機,熱楔將防水板表層熔融粘合。

  3 防水效果及體會

  按照上述施工方法,大茅洞隧道襯砌已完成500 m,施工地段為大茅洞隧道的淺埋段、斷層破碎帶、節理發育帶以及塌方段等,經雨季觀察無一處滲漏水,證明上述防排水技術措施效果良好,得到建設單位及監理單位的一致好評。總結施工經驗,我們主要有以下幾點體會:

  3.1 隧道地下工程防排水應堅持防排結合、綜合治理的原則,只有做到防水可靠、排水暢通,才能保證防水質量。

  3.2 選用新型優質防排水材料是保證防排水質量的重要物質條件。

  3.3 防水卷材的拼粘及鋪設重在細心、認真,施工班組要實行定人、定崗,責任到人,形成專業化施工,從而提高施工速度和施工質量。

  3.4 防水混凝土雖然能滿足自身防水要求,但襯砌過程中的伸縮縫、施工縫、預留洞室都會影響混凝土的防水效果,必須配合其它防水措施才能保證防水工程質量。

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