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摘要:隧道漏水给行车安全、隧道本身稳定和工程的社会经济效益带来严重负面影响。本文结合实际对隧道支护与防排水施工质量控制进行了探讨。
关键词:隧道支护,防排水,质量控制
Abstract: the tunnel to safety, leaking tunnel itself stability and engineering social and economic benefits brought serious negative effect. Combining with the practice of waterproof and drainage tunnel support and construction quality control are discussed in this paper.
Keywords: tunnel support, waterproof and drainage, quality control
中图分类号:U45文献标识码: A 文章编号:
一、洞身衬砌及初期支护某隧道衬砌分为明洞、洞口加强段衬砌,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩复合衬砌,衬砌分别为60㎝、50㎝、45㎝、40㎝、35㎝厚的C25防水混凝土。隧道开挖采用纵向分台阶,环向留核心土法开挖,并结合超前小导管注浆、锚杆挂网、工字钢拱架支撑、喷射早强混凝土等施工方法。
二、开挖前支护超前小导管采用长4m,¢42*4㎜的热扎无缝钢管,前端做成尖锥形。管壁上每隔20㎝交错钻眼,眼孔直径为8㎜。导管环向间距40㎝、纵向间距2m、沿隧道纵向开挖轮廓线向外以5°~15°的外插角打入岩层,纵向前后小导管水平搭接长度不小于1m。用YT-28风钻钻孔后,将小导管按设计要求插入孔中,尾部与钢拱架焊接在一起,共同组成预支护体系,待掌子面喷射混凝土强度达到强度后,再进行M30水泥浆注浆,其配合比为水泥:砂:水为1:1.5:0.52。初始注浆压力为0.5~1.0Mpa,水灰比为0.7:1~0.52:1;即水泥浆由稀到浓逐级变换,先注稀浆、然后逐级变浓至0.52:1为止。若出现水泥浆注浆进浆量很大,压力长时间不升高,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小量低压注浆或间歇式注浆,使浆液在岩层裂缝中有相对停留时间,以便凝胶。但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。注浆参数要根据试验结果或现场情况进行调整。三、开挖后支护(一)初喷混凝土根据现场实际情况,隧道喷射混凝土采用干喷工艺,其主要控制喷射混凝土压送过程中不产生闭塞,回弹及粉尘,不产生剥离、剥落及流淌等要点。故喷射混凝土施工工艺为:(1)混凝土喷射机安装调试好后,在材料上安装振动筛(筛孔为10㎜),以避免超粒径骨料进入喷射机;(2)在喷射混凝土之前,使用水或高压风管将岩壁面的粉尘、杂物及浮石清除干净,有涌水的部位,要进行排水处理;(3)喷射作业分片、分段呈S形进行,其喷射顺序按由下而上、先墙后拱顺序进行,每段长度不宜超过6m;(4)最佳喷射距离是喷射头距岩面0.5~1.0m,最佳角度是喷射束与受喷面基本垂直;(5)一次喷射的厚度根据设计厚度和喷射部位确定,初喷厚度不小于4~6㎝;(6)适当分层后,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝后间隔1h以上,且初喷表面已蒙上粉尘时,受喷面继续用高压风管或水清洗干净;(7)喷射混凝土完成时间跟下次掌子面爆破时间不得小于4h。(二)锚杆及挂网的安装锚杆采用Φ25中空注浆锚杆,沿开挖轮廓线均匀布置,环向间距40㎝、纵向间距80㎝、锚杆长度为3.5m。锚杆钻孔采用YT-28风钻机钻孔,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确。钻孔达到标准后,用高压风清除孔内岩屑后,迅速将锚杆插入孔内,将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好。开动注浆泵注浆,直到浆液从孔口周边溢出或压力表到设计压力值止。每根锚杆必须“一气呵成”。一根锚杆完成后,迅速卸下注浆软管和锚杆接头,清洗后移至下一根锚杆使用。为了保证注浆效果,严格控制注浆压力,待孔内排完气后立即用锚固剂封闭止浆塞以外的钻孔。锚杆安装后,外露长度不超过10㎝,尾部与钢拱架焊在一起,形成整体受力。钢筋网片采用Φ8钢筋,网眼尺寸为20㎝×20㎝,锚杆与网片连在一起形成整体。(三)工字钢钢拱架安装钢拱架采用I18工字钢组成,纵向间距为50㎝,工字钢端头以满焊方式焊在钢板上,段与段之间采用Φ25螺栓连接,钢架之间采用Φ22钢筋进行连接。钢拱架在按设计安装过程中,钢架平面要垂直于隧道中线,倾斜度不得大于2°,上下、左右偏差不得大于5㎝。钢架与围岩之间的间隙不得大于5㎝,若因超挖间隙太大,则采用与衬砌同标号混凝土进行回填。为确保钢架稳定性、有效性,在两拱脚处和两边墙脚处加设由2-4根小导管组成的锁脚锚杆。(四)复喷混凝土锚杆、网片、钢拱架安装完成后,尽快喷射混凝土,并将钢架全部覆盖并达到一定的保护层,使钢架与喷射混凝土共同受力,喷射混凝土分层进行,每层厚度5-6㎝左右,并先从拱脚往上进行喷射。四、防排水施工根据隧道区的气象、水文条件,本隧道的防排水采用“防、排、堵、截”相结合的综合治理措施来消除洞内、洞外水对隧道的损害。(一)洞外排水按设计要求在洞口上方边、仰坡外侧设置截水沟,顺应地形在洞口仰、边坡3-5米位置外设置,采用M7.5浆砌片石砌筑,用水泥砂浆勾缝或抹面,并在必要位置加设跌水及急流槽等設施将水引入天然沟排走。(二)明洞排水明洞外侧铺设高分子复合自粘防水卷材,并在墙脚外设置Φ116×4㎜PVC纵向排水管,纵向排水管与引水管相连,将衬砌背后的水引入边沟排走。(三)暗洞排水1.开挖后排水。按照超前地质预报,对开挖可能出现的地下水尽可能先进行堵截,对于大股流水采用插管引导,软弱裂隙水用塑料网格夹载纺布引导将渗水集中,然后开槽引排。 2.隧道内盲沟设置。在初期支护及围岩变形基本稳定后沿初期支护表面设环向排水盲沟和纵向排水盲沟,纵向排水盲管通过横向排水管将水引至两侧暗沟排出隧道。环向排水盲沟按10m间距设置,地下水较多处,适当加密。3.初期支护与二衬间防水层。隧道防水层设置在初期支护与二衬之间,采用高分子复合防水卷材,其结构形式为无纺布+高分子片材+自粘胶+隔离膜,其施工过程为:(1)先将初期支护凸出的钢筋切断,抹平砂浆、补喷混凝土使初期支护混凝土表面平整圆顺凹凸量不超过±5㎝;(2)根据防水卷材背面无纺布上吊带位置确定钻孔位置,采用冲击钻进行钻孔,安设挂钩;(3)将高分子复合防水卷材吊带直接绑扎固定在挂钉上,卷材与卷材搭接边采用自动爬焊机焊接,搭接完成后再在焊接部位采用2㎜厚配套双面自粘封条密封,宽度不小于120㎜;(4)悬挂防水卷材时要留一定富余量,避免浇筑二衬混凝土时挤破防水板。(四)衬砌防水混凝土衬砌混凝土采用C25防水混凝土,防水等级按不小于S6进行控制,在混凝土浇筑过程中对混凝土拌和、运输、振捣进行严格控制,保证混凝土的施工质量。对二衬混凝土施工缝尽量设置在隧道沉降缝处,沉降缝及施工缝采用中埋式橡胶止水带,其技术指标按抗渗标号不低于6B,硬度60-65邵氏度,抗拉强度不低于15 Mpa,扯断伸长率不低于380%进行控制,从而确保止水带的止水效果符合设计及规范要求。(五)路缘排水施工路缘排水按设计要求设于隧道一侧路面排水沟,采用C25防水混凝土进行施工,将隧道消防水、污水排出隧道外。通过以上洞外、洞内的排水措施,使隧道内外防排水形成完整体系,隧道二衬混凝土全部施工完至今,尚未发现二衬有渗漏水现象。五、小结
对于隧道的防排水方案设计和施工是一项较为普通的难题,隧道漏水给行车安全、隧道本身稳定和工程的社会经济效益带来严重负面影响,隧道的防排水设计施、工方案从目前实施效果看是比较经济、易行、有效的,为今后此类隧道防排水设计与施工提供了经验和参考。
关键词:隧道支护,防排水,质量控制
Abstract: the tunnel to safety, leaking tunnel itself stability and engineering social and economic benefits brought serious negative effect. Combining with the practice of waterproof and drainage tunnel support and construction quality control are discussed in this paper.
Keywords: tunnel support, waterproof and drainage, quality control
中图分类号:U45文献标识码: A 文章编号:
一、洞身衬砌及初期支护某隧道衬砌分为明洞、洞口加强段衬砌,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩复合衬砌,衬砌分别为60㎝、50㎝、45㎝、40㎝、35㎝厚的C25防水混凝土。隧道开挖采用纵向分台阶,环向留核心土法开挖,并结合超前小导管注浆、锚杆挂网、工字钢拱架支撑、喷射早强混凝土等施工方法。
二、开挖前支护超前小导管采用长4m,¢42*4㎜的热扎无缝钢管,前端做成尖锥形。管壁上每隔20㎝交错钻眼,眼孔直径为8㎜。导管环向间距40㎝、纵向间距2m、沿隧道纵向开挖轮廓线向外以5°~15°的外插角打入岩层,纵向前后小导管水平搭接长度不小于1m。用YT-28风钻钻孔后,将小导管按设计要求插入孔中,尾部与钢拱架焊接在一起,共同组成预支护体系,待掌子面喷射混凝土强度达到强度后,再进行M30水泥浆注浆,其配合比为水泥:砂:水为1:1.5:0.52。初始注浆压力为0.5~1.0Mpa,水灰比为0.7:1~0.52:1;即水泥浆由稀到浓逐级变换,先注稀浆、然后逐级变浓至0.52:1为止。若出现水泥浆注浆进浆量很大,压力长时间不升高,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小量低压注浆或间歇式注浆,使浆液在岩层裂缝中有相对停留时间,以便凝胶。但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。注浆参数要根据试验结果或现场情况进行调整。三、开挖后支护(一)初喷混凝土根据现场实际情况,隧道喷射混凝土采用干喷工艺,其主要控制喷射混凝土压送过程中不产生闭塞,回弹及粉尘,不产生剥离、剥落及流淌等要点。故喷射混凝土施工工艺为:(1)混凝土喷射机安装调试好后,在材料上安装振动筛(筛孔为10㎜),以避免超粒径骨料进入喷射机;(2)在喷射混凝土之前,使用水或高压风管将岩壁面的粉尘、杂物及浮石清除干净,有涌水的部位,要进行排水处理;(3)喷射作业分片、分段呈S形进行,其喷射顺序按由下而上、先墙后拱顺序进行,每段长度不宜超过6m;(4)最佳喷射距离是喷射头距岩面0.5~1.0m,最佳角度是喷射束与受喷面基本垂直;(5)一次喷射的厚度根据设计厚度和喷射部位确定,初喷厚度不小于4~6㎝;(6)适当分层后,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝后间隔1h以上,且初喷表面已蒙上粉尘时,受喷面继续用高压风管或水清洗干净;(7)喷射混凝土完成时间跟下次掌子面爆破时间不得小于4h。(二)锚杆及挂网的安装锚杆采用Φ25中空注浆锚杆,沿开挖轮廓线均匀布置,环向间距40㎝、纵向间距80㎝、锚杆长度为3.5m。锚杆钻孔采用YT-28风钻机钻孔,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确。钻孔达到标准后,用高压风清除孔内岩屑后,迅速将锚杆插入孔内,将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好。开动注浆泵注浆,直到浆液从孔口周边溢出或压力表到设计压力值止。每根锚杆必须“一气呵成”。一根锚杆完成后,迅速卸下注浆软管和锚杆接头,清洗后移至下一根锚杆使用。为了保证注浆效果,严格控制注浆压力,待孔内排完气后立即用锚固剂封闭止浆塞以外的钻孔。锚杆安装后,外露长度不超过10㎝,尾部与钢拱架焊在一起,形成整体受力。钢筋网片采用Φ8钢筋,网眼尺寸为20㎝×20㎝,锚杆与网片连在一起形成整体。(三)工字钢钢拱架安装钢拱架采用I18工字钢组成,纵向间距为50㎝,工字钢端头以满焊方式焊在钢板上,段与段之间采用Φ25螺栓连接,钢架之间采用Φ22钢筋进行连接。钢拱架在按设计安装过程中,钢架平面要垂直于隧道中线,倾斜度不得大于2°,上下、左右偏差不得大于5㎝。钢架与围岩之间的间隙不得大于5㎝,若因超挖间隙太大,则采用与衬砌同标号混凝土进行回填。为确保钢架稳定性、有效性,在两拱脚处和两边墙脚处加设由2-4根小导管组成的锁脚锚杆。(四)复喷混凝土锚杆、网片、钢拱架安装完成后,尽快喷射混凝土,并将钢架全部覆盖并达到一定的保护层,使钢架与喷射混凝土共同受力,喷射混凝土分层进行,每层厚度5-6㎝左右,并先从拱脚往上进行喷射。四、防排水施工根据隧道区的气象、水文条件,本隧道的防排水采用“防、排、堵、截”相结合的综合治理措施来消除洞内、洞外水对隧道的损害。(一)洞外排水按设计要求在洞口上方边、仰坡外侧设置截水沟,顺应地形在洞口仰、边坡3-5米位置外设置,采用M7.5浆砌片石砌筑,用水泥砂浆勾缝或抹面,并在必要位置加设跌水及急流槽等設施将水引入天然沟排走。(二)明洞排水明洞外侧铺设高分子复合自粘防水卷材,并在墙脚外设置Φ116×4㎜PVC纵向排水管,纵向排水管与引水管相连,将衬砌背后的水引入边沟排走。(三)暗洞排水1.开挖后排水。按照超前地质预报,对开挖可能出现的地下水尽可能先进行堵截,对于大股流水采用插管引导,软弱裂隙水用塑料网格夹载纺布引导将渗水集中,然后开槽引排。 2.隧道内盲沟设置。在初期支护及围岩变形基本稳定后沿初期支护表面设环向排水盲沟和纵向排水盲沟,纵向排水盲管通过横向排水管将水引至两侧暗沟排出隧道。环向排水盲沟按10m间距设置,地下水较多处,适当加密。3.初期支护与二衬间防水层。隧道防水层设置在初期支护与二衬之间,采用高分子复合防水卷材,其结构形式为无纺布+高分子片材+自粘胶+隔离膜,其施工过程为:(1)先将初期支护凸出的钢筋切断,抹平砂浆、补喷混凝土使初期支护混凝土表面平整圆顺凹凸量不超过±5㎝;(2)根据防水卷材背面无纺布上吊带位置确定钻孔位置,采用冲击钻进行钻孔,安设挂钩;(3)将高分子复合防水卷材吊带直接绑扎固定在挂钉上,卷材与卷材搭接边采用自动爬焊机焊接,搭接完成后再在焊接部位采用2㎜厚配套双面自粘封条密封,宽度不小于120㎜;(4)悬挂防水卷材时要留一定富余量,避免浇筑二衬混凝土时挤破防水板。(四)衬砌防水混凝土衬砌混凝土采用C25防水混凝土,防水等级按不小于S6进行控制,在混凝土浇筑过程中对混凝土拌和、运输、振捣进行严格控制,保证混凝土的施工质量。对二衬混凝土施工缝尽量设置在隧道沉降缝处,沉降缝及施工缝采用中埋式橡胶止水带,其技术指标按抗渗标号不低于6B,硬度60-65邵氏度,抗拉强度不低于15 Mpa,扯断伸长率不低于380%进行控制,从而确保止水带的止水效果符合设计及规范要求。(五)路缘排水施工路缘排水按设计要求设于隧道一侧路面排水沟,采用C25防水混凝土进行施工,将隧道消防水、污水排出隧道外。通过以上洞外、洞内的排水措施,使隧道内外防排水形成完整体系,隧道二衬混凝土全部施工完至今,尚未发现二衬有渗漏水现象。五、小结
对于隧道的防排水方案设计和施工是一项较为普通的难题,隧道漏水给行车安全、隧道本身稳定和工程的社会经济效益带来严重负面影响,隧道的防排水设计施、工方案从目前实施效果看是比较经济、易行、有效的,为今后此类隧道防排水设计与施工提供了经验和参考。