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摘要:本文根据宁波市象山县城林善岙双洞隧道工程实例从工程概况、弹簧盲管施工、防水板施工以及其他防水措施几方面简析阐述了施工排水的技术。为其他类似工程提供参考及借鉴。
关键字:隧道防排水施工 弹簧盲管 施工技术
1前言
公路隧道对防排水要求很高,特别是高速公路、一级公路、地铁车站,要求洞内不漏水,无渗水。防排水质量的好坏,直接影响到隧道工程整体质量和运营使用,很多工程结构、质量和外观都达到了较高的水平,但由于防水效果不佳而影响整体质量的评定,由此可见,地下防排水是一项比较复杂的工程,探索隧道防排水技术是一项很有意义的工作。
2工程概况
林善岙隧道是宁波市象山县城乡结合部主干线上的一座双洞隧道,隧道右线出口位于山谷汇水区内,三面环山,山势险要,坡度陡峭,受季节降水影响,水量较大。洞口围岩风华严重,节理发育。设计要求边墙、拱部不渗水,路面不积水,没内排水系统畅通,与洞外排水系统有机地结合起来。
3防排水措施
隧道防排水遵循“以排为主、防排结全、刚柔相济、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则。沿隧道全长设排水边沟和ф100加劲透水弹簧软管,并设横向排水设施,形成纵横向完整的排水体系。在初期支护与二次衬砌之间设置分离式EVA防水板,在施工缝与变形缝处设置橡胶止水带或橡胶止水条。
在开挖岩面与初期支护之间,每8m设置1道(3根)ф50加筋透水弹簧软管,外裹一層无纺土工布,在渗水部位设置多重yas半圆管,将渗水汇流入边墙集水井,再由与其连接的横向排水管引至中心排水管或两侧排水沟。
在初期支护与二次模筑衬砌之间沿隧道轴线铺设防水层,防水层采用厚1.0mmEVA分离式橡胶防水板。
在环向施工缝设置遇水膨胀的橡胶止水条,在沉降缝处设置橡胶止水带。
模筑混凝土采用防水混凝土。
4施工方法
4.1ф50弹簧软管施工
在岩面开挖成形后,先对围岩施喷一层3~5cm厚的混凝土,沿隧道走向每隔8m设置一道(3根)ф50加劲透水弹簧软管,外裹一层无纺土工布,防止泥沙附着不利透水,加筋透水弹簧软管按设计位置定位后,用钢筋卡子沿环向间距100cm固定牢固,使之紧贴岩面,防止脱落。弹簧软管安装如下图所示。加劲透水弹簧软管间距:III类10米;IV类5米;V类3米。施工中应根据地下水的实际情况进行调整,地下水丰富处可增加1~2道。
4.2 yas弹簧盲管施工
4.2.1 yas弹簧盲管简介
Yas半圆管是一种软质弹簧塑料管,其形状为半圆形,侧壁有两个直边。其结构为:内在骨架采用套有PVC扇钢丝为支撑骨架,外层用PVC土工复合膜为防水层。由于它采用了钢丝为骨架,使它既有一定的柔软性,又增加了各种应变力的强度,最终彻底排除了被压平的隐患。与传统圆形透水软管相比具有施工方便,集水效果更强的特点。
4.2.2 施工
岩面开挖成形后,先喷射一层3~5cm厚的混凝土,混凝土采用C20喷射混凝土,在出现裂缝并发现有渗漏水处沿裂缝及拟设yas半圆管处用7.5号砂浆抹平。
在裂痕渗水处沿裂痕每隔40~50cm钻一直径2cm深1cm的放水孔。
沿裂缝方向铺设yas半圆管,用钢射钉固定,钉子的一般间距为20~30cm,长度5~8cm,确保弹簧管紧贴岩壁,弹簧管固定后,马上低压喷射2cm的速凝混凝土,yas半圆管的铺设方法如下图所示。
由渗水点开始向下铺设yas半圆管至边墙底部集水槽,集水槽纵向长度分为两档:当1~2根yas半圆管共用一个集水槽时其宽度为40cm,当3~4根yas半圆管共用一个集水槽时其宽度为60cm,多于4根时应另设集水槽,两个集水槽净距应大于2m,集水槽中的水通过横向排水管排入中心排水管。
yas半圆管铺设完毕后,分层喷射混凝土至设计厚度,对各层中出现的渗漏水待混凝土初凝后,在出水点继续铺设yas半圆管,施工方法同上。
5防水板施工
5.1施工工艺流程图(见图3)
5.2施工方法
5.2.1基面处理
在防水板吊挂前,首先应对初期锚喷支护的基面进行检查,对外露的钢筋头、锚杆头、钢丝等杂物进行清除,对尖锐岩石进行凿除,然后涂抹砂浆,使基面保持圆顺平滑,防止刺破防水板。对于喷混凝土表面凹凸的深度比大于1/6的要整修平顺,超挖过大的要进行挂网补喷。同时要认真检查初期支护后隧道的净空,保证二次衬砌混凝土厚度满足设计要求。
5.2.2防水板铺设、焊接
EVA复合式橡胶防水板厚度1mm,其背后设计有环向间距80cm、纵向间距100cm,呈梅花型布置的吊绳。
在检查好的初期支护混凝土上,画出拼接好(防水板在洞外预先硬化的平地上进行拼接,然后转运至工作面)的防水板的挂绳位置,在其位置上利用电钻钻孔,孔深10cm,孔径ф10mm;打入木楔,再打入铁钉(钉身尾部带钩)。利用作业平台,从拱部开始向两侧依次悬绑吊绳,将防水板吊起。
每次铺设的防水板要伸出二次衬砌50cm以上,以保证与下一循环防水板有足够的撒拉宽度,也便于操作,衬砌混凝土施工中要保护好防水板,防止损坏拉伤;尤其是有钢筋地段,焊接钢筋时须对防水板加以保护,以防止烧焦、损坏。
使用爬焊机焊接防水板,要保证防水板的焊接宽度及焊缝厚度。防水板铺设示意图4。
5.2.3施工注意事项
防水板铺设时要根据岩石基面情况预留一定富余量,使二次衬砌浇筑完成后,防水板与初期支护表面自然密贴,防止混凝土挤压拉破防水板。
木楔、铁钉处应用防水板双层粘贴,防止刺破防水板。
两幅防水板搭接宽度要保证≥10cm,并采用双道焊缝,中间留1cm空隙,做气密性试验,要求达到0.1Mpa,气压2min压降≤20﹪。
6其它防水措施
二次衬砌施工缝、沉降缝处是隧道防水的薄弱环节,所以在实际施工中应引起高度重视,林善岙隧道施工在沉降缝处安设止水带,在施工缝处采用膨胀止水条进行防水。
6.1 橡胶止水带施工
沉降缝采用QE-1型橡胶止水带防水,其施工过程如图5所示。
(a)采用ф8钢筋卡将止水带弯折预埋于前板混凝土中并固定,然后进行混凝土浇筑;
(b)拆去端头模板,调整止水带使其垂直于前板混凝土面。安装略厚于设计变形缝隙宽度的泡沫板并固定;
(c)立下一板混凝土模板,进行混凝土浇筑。
6.2橡胶止水条施工
在施工缝处安设BW-96型橡胶止水条进行防水加强处理,施工方法为:在二次衬砌首板混凝土浇筑时在接缝隙处预留一条与止水条断面一致的定位凹槽;在浇筑下板混凝土前,将止水条粘接镶嵌在预留槽中即可。其作用机理是通过止水条遇水体积膨胀的特性来密封结构物间可能存在的间隙来达到止水效果的。
6.3 二次衬砌混凝土防水
隧道二次衬砌采用10.5m长大型衬砌模板台车,减少了衬砌中的施工缝。同时在二次衬砌混凝土施工过程中顶部预留注浆管(每组衬砌预留两根注浆管),在二次衬砌混凝土达到设计强度值时,再进行注浆加固,增强了衬砌防水效果。
7效果及体会
隧道衬砌施工完毕后,经过雨季检查,没有出现渗漏水现象,保证了隧道的外观及质量。通过施工总结了以下几点体会:
地下隧道防水排水必须遵循“以排为主,防排结合,刚柔相济,多道设防,因地制宜,综合治理”的原则,只有做到防水可靠、排水通畅,才能保证防排水质量。
防排水工程施工必须有专人负责,专业施工队伍施工,并且制定严格的检查制度。
参考文献
JTGF80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》
JTJ042-94《公路隧道施工技术规范》
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键字:隧道防排水施工 弹簧盲管 施工技术
1前言
公路隧道对防排水要求很高,特别是高速公路、一级公路、地铁车站,要求洞内不漏水,无渗水。防排水质量的好坏,直接影响到隧道工程整体质量和运营使用,很多工程结构、质量和外观都达到了较高的水平,但由于防水效果不佳而影响整体质量的评定,由此可见,地下防排水是一项比较复杂的工程,探索隧道防排水技术是一项很有意义的工作。
2工程概况
林善岙隧道是宁波市象山县城乡结合部主干线上的一座双洞隧道,隧道右线出口位于山谷汇水区内,三面环山,山势险要,坡度陡峭,受季节降水影响,水量较大。洞口围岩风华严重,节理发育。设计要求边墙、拱部不渗水,路面不积水,没内排水系统畅通,与洞外排水系统有机地结合起来。
3防排水措施
隧道防排水遵循“以排为主、防排结全、刚柔相济、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则。沿隧道全长设排水边沟和ф100加劲透水弹簧软管,并设横向排水设施,形成纵横向完整的排水体系。在初期支护与二次衬砌之间设置分离式EVA防水板,在施工缝与变形缝处设置橡胶止水带或橡胶止水条。
在开挖岩面与初期支护之间,每8m设置1道(3根)ф50加筋透水弹簧软管,外裹一層无纺土工布,在渗水部位设置多重yas半圆管,将渗水汇流入边墙集水井,再由与其连接的横向排水管引至中心排水管或两侧排水沟。
在初期支护与二次模筑衬砌之间沿隧道轴线铺设防水层,防水层采用厚1.0mmEVA分离式橡胶防水板。
在环向施工缝设置遇水膨胀的橡胶止水条,在沉降缝处设置橡胶止水带。
模筑混凝土采用防水混凝土。
4施工方法
4.1ф50弹簧软管施工
在岩面开挖成形后,先对围岩施喷一层3~5cm厚的混凝土,沿隧道走向每隔8m设置一道(3根)ф50加劲透水弹簧软管,外裹一层无纺土工布,防止泥沙附着不利透水,加筋透水弹簧软管按设计位置定位后,用钢筋卡子沿环向间距100cm固定牢固,使之紧贴岩面,防止脱落。弹簧软管安装如下图所示。加劲透水弹簧软管间距:III类10米;IV类5米;V类3米。施工中应根据地下水的实际情况进行调整,地下水丰富处可增加1~2道。
4.2 yas弹簧盲管施工
4.2.1 yas弹簧盲管简介
Yas半圆管是一种软质弹簧塑料管,其形状为半圆形,侧壁有两个直边。其结构为:内在骨架采用套有PVC扇钢丝为支撑骨架,外层用PVC土工复合膜为防水层。由于它采用了钢丝为骨架,使它既有一定的柔软性,又增加了各种应变力的强度,最终彻底排除了被压平的隐患。与传统圆形透水软管相比具有施工方便,集水效果更强的特点。
4.2.2 施工
岩面开挖成形后,先喷射一层3~5cm厚的混凝土,混凝土采用C20喷射混凝土,在出现裂缝并发现有渗漏水处沿裂缝及拟设yas半圆管处用7.5号砂浆抹平。
在裂痕渗水处沿裂痕每隔40~50cm钻一直径2cm深1cm的放水孔。
沿裂缝方向铺设yas半圆管,用钢射钉固定,钉子的一般间距为20~30cm,长度5~8cm,确保弹簧管紧贴岩壁,弹簧管固定后,马上低压喷射2cm的速凝混凝土,yas半圆管的铺设方法如下图所示。
由渗水点开始向下铺设yas半圆管至边墙底部集水槽,集水槽纵向长度分为两档:当1~2根yas半圆管共用一个集水槽时其宽度为40cm,当3~4根yas半圆管共用一个集水槽时其宽度为60cm,多于4根时应另设集水槽,两个集水槽净距应大于2m,集水槽中的水通过横向排水管排入中心排水管。
yas半圆管铺设完毕后,分层喷射混凝土至设计厚度,对各层中出现的渗漏水待混凝土初凝后,在出水点继续铺设yas半圆管,施工方法同上。
5防水板施工
5.1施工工艺流程图(见图3)
5.2施工方法
5.2.1基面处理
在防水板吊挂前,首先应对初期锚喷支护的基面进行检查,对外露的钢筋头、锚杆头、钢丝等杂物进行清除,对尖锐岩石进行凿除,然后涂抹砂浆,使基面保持圆顺平滑,防止刺破防水板。对于喷混凝土表面凹凸的深度比大于1/6的要整修平顺,超挖过大的要进行挂网补喷。同时要认真检查初期支护后隧道的净空,保证二次衬砌混凝土厚度满足设计要求。
5.2.2防水板铺设、焊接
EVA复合式橡胶防水板厚度1mm,其背后设计有环向间距80cm、纵向间距100cm,呈梅花型布置的吊绳。
在检查好的初期支护混凝土上,画出拼接好(防水板在洞外预先硬化的平地上进行拼接,然后转运至工作面)的防水板的挂绳位置,在其位置上利用电钻钻孔,孔深10cm,孔径ф10mm;打入木楔,再打入铁钉(钉身尾部带钩)。利用作业平台,从拱部开始向两侧依次悬绑吊绳,将防水板吊起。
每次铺设的防水板要伸出二次衬砌50cm以上,以保证与下一循环防水板有足够的撒拉宽度,也便于操作,衬砌混凝土施工中要保护好防水板,防止损坏拉伤;尤其是有钢筋地段,焊接钢筋时须对防水板加以保护,以防止烧焦、损坏。
使用爬焊机焊接防水板,要保证防水板的焊接宽度及焊缝厚度。防水板铺设示意图4。
5.2.3施工注意事项
防水板铺设时要根据岩石基面情况预留一定富余量,使二次衬砌浇筑完成后,防水板与初期支护表面自然密贴,防止混凝土挤压拉破防水板。
木楔、铁钉处应用防水板双层粘贴,防止刺破防水板。
两幅防水板搭接宽度要保证≥10cm,并采用双道焊缝,中间留1cm空隙,做气密性试验,要求达到0.1Mpa,气压2min压降≤20﹪。
6其它防水措施
二次衬砌施工缝、沉降缝处是隧道防水的薄弱环节,所以在实际施工中应引起高度重视,林善岙隧道施工在沉降缝处安设止水带,在施工缝处采用膨胀止水条进行防水。
6.1 橡胶止水带施工
沉降缝采用QE-1型橡胶止水带防水,其施工过程如图5所示。
(a)采用ф8钢筋卡将止水带弯折预埋于前板混凝土中并固定,然后进行混凝土浇筑;
(b)拆去端头模板,调整止水带使其垂直于前板混凝土面。安装略厚于设计变形缝隙宽度的泡沫板并固定;
(c)立下一板混凝土模板,进行混凝土浇筑。
6.2橡胶止水条施工
在施工缝处安设BW-96型橡胶止水条进行防水加强处理,施工方法为:在二次衬砌首板混凝土浇筑时在接缝隙处预留一条与止水条断面一致的定位凹槽;在浇筑下板混凝土前,将止水条粘接镶嵌在预留槽中即可。其作用机理是通过止水条遇水体积膨胀的特性来密封结构物间可能存在的间隙来达到止水效果的。
6.3 二次衬砌混凝土防水
隧道二次衬砌采用10.5m长大型衬砌模板台车,减少了衬砌中的施工缝。同时在二次衬砌混凝土施工过程中顶部预留注浆管(每组衬砌预留两根注浆管),在二次衬砌混凝土达到设计强度值时,再进行注浆加固,增强了衬砌防水效果。
7效果及体会
隧道衬砌施工完毕后,经过雨季检查,没有出现渗漏水现象,保证了隧道的外观及质量。通过施工总结了以下几点体会:
地下隧道防水排水必须遵循“以排为主,防排结合,刚柔相济,多道设防,因地制宜,综合治理”的原则,只有做到防水可靠、排水通畅,才能保证防排水质量。
防排水工程施工必须有专人负责,专业施工队伍施工,并且制定严格的检查制度。
参考文献
JTGF80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》
JTJ042-94《公路隧道施工技术规范》
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。