[12-11 16:59:52] 来源:http://www.tmgc8.com 隧道工程 阅读:3878次
公路隧道防水是-个牵涉面广、难度较大的系统工程,在地下水丰富的地层中修建隧道,如何防治渗漏是地下工程建设者们十分关注的热点问题。铺设防水板和采用防水硷是新兴的技术工艺。该文在传统工法的基础上,提出“无钉铺设”和“高性能防水硷”两项新工艺,以期获得更好的防水效果。关键词:无打铺设高性能防水公随道1概述公路交通的快速发展,高速公路的大量修建,促使公路隧道建筑出现了前所未有的繁荣局面。
在雨量充沛、地下水丰富的地区修建隧道,衬砌发生渗漏几乎成了通病。隧道渗漏水的长期作用,特别是当围岩中的地下水有侵蚀性时,对衬砌和隧道设备的腐蚀作用更为剧烈,使其寿命缩短;而路面积水以至结冰,则导致行车环境恶化,甚至引发交通事故。所以,公路隧道的不漏不渗,是保证隧道长期使用,保证行车安全的重要条件。隧道防水也成了地下工程建设者们十分关注的热点问题。改革开放以来,我们在公路隧道建设中,积累了不少治水防水的经验,采取了综合治理的办法,归纳出“防、截、排、堵”四字方针,这也是我国公路工程技术人员,运用现代科学技术、总结和发展前人经验的-项创造。
2防截排堵综合治理作为-项系统工程,“防、截、排、堵”这四个方面,概互相关联,又有所区别。其中截和排是属于疏导方面的措施,是积极的首要的。《公路隧道设计规范》的解释是:所谓截,是把水从地面上截走,减少地表水的下渗;同时从地下采取导洞、泄水洞、井点降水等-系列截水措施,减少地下水向衬砌周围流集。所谓“排”,是设法将衬砌背后空隙或围岩缝隙中的水迅速排走,不使其聚积,以减少渗水压力和渗水量。衬砌背后不积水,渗水压力小,衬砌的渗漏威胁就大大减轻。
所以截和排是釜底抽薪的办法。这两个方面从设计到施工都有比较成熟的经验,可谓“前人之述备矣!”,只要按照设计和施工规范去办,就可收到预期效果。“防”和“堵”则属于防守方面的措施。“堵”是采用注浆、喷涂、嵌补、抹面等方法将裂缝、空隙堵死、不让水渗进来。“防”则是指衬砌抗渗与衬砌外围防水;包括衬砌外围的防水层以及压浆。
这些方面公路和铁路部门从注浆、外贴卷材、喷涂、防水硅、硷渗漏整治等多方面人手,层层设防,综合治理,收到可喜的效果。例如在注浆方面有地面预注浆、工作面注浆、辅助导坑注浆等方式:材料成份方面有水泥系列、水玻璃系列、化学药液-系列等品类;注浆工艺方面有单泵单液、单泵双液、双泵双液、交替双液等程式,既可加固软弱地层,又可堵塞空隙裂缝,将涌水量降低到O-0.5衬/h。在“新奥”法施工的隧道中,铺设防水卷材和浇筑防水硷二次衬砌是隧道防水的最后屏障,做好这两道工序,是防水成败的关键所在,我们将在后面分别论述。1411卯8年增刊广东公路交通总第54期3卷材防水层的现行施艺用塑料板卷材作为隧道衬砌防水材料,是我国近年来从国外引进的新技术,首次应用于京广线上的大瑶山隧道和南岭隧道,后经大秦线与北京地铁的推广应用,使其工艺技术日趋成熟。尔后在公路隧道中也广泛应用,收到了良好的防水效果。
3.1目前国产塑料防水板的主要品种(表l)表1国产塑料防水板密度(『扩)拉伸强度(M田a)断裂伸长率(%)耐酸碱性抗渗透性备注l妻14〕7.5)19妻150〕350)5(X)稳定稳定稳定不透水软质聚抓乙烯塑料板不透水低密度聚乙烯塑料板不透水低密度聚乙烯塑料板脱9109103.2工程应用实例由我处组织施工的京珠高速公路靠椅山隧道防水,采用了PvC复合土工布防水板,配合环向排水弹簧软管与纵向排水管的方案。该隧道位于广东省韶关市翁源县铁龙、新江两镇交界处,北起铁龙丘屋村东南山麓,南至新江凉桥管理区西南山脚,横穿靠椅山,为分离式左右线隧道。该地处于亚热带季风型湿润气候区,雨量充沛,年均降水1537.4,雨天地表水流量大,隧道埋深浅,地层渗透系数大;地下水有第四系孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶裂隙水及构造脉状裂隙水,渗透系数为0.肠而d,涌水量可达7(X)m3/d,稳定渗水量约300衬/d。防水措施是在初期支护(锚杆喷射硅)与二次衬砌(整体模筑C20防水硷)之间,敷设-层PVC复合土工布防水板,敷设范围自拱部至边墙下部的泻水孔。目前施作的防水板铺设工艺如下:①挂前拼接:将幅面较窄的成卷防水板焊成便于运送和挂设的大幅面防水板。www.tmgc8.com
具体做法是将两幅防水板并排平铺在平地上,带土工布-面向上,为保证PvC面相贴焊接,先将其中-块防水板的边向上翻起12cm宽,再将另-块防水板的边搭在上面,手持焊枪置于两个PVC面间加热,达到适当温度时间向前移动,迅速用小压轮碾轧焊缝处,焊缝宽应大于Zcm。拼接成的大幅面防水板卷成卷备用(土工布向外)。②悬挂续接:其操作要点为“自下而上”、“试铺定位”、“先铺后接”。-般将四个小幅拼成-个整幅,在墙角定出铺挂位置由下向上铺,试铺定位是将卷起来的防水板打开-小部分,由4个人等距离排开托起,使防水板与初期支护表面紧贴,当土工布上的吊带贴到初期支护表面时,停下来做个记号,这个过程叫作“试辅定位”。试铺定位是环向-段-段进行的,在作记号处用电钻打直径8-ro深10cm的孔眼,打人备好的木桩,将木桩外露部分齐根切除,并将带有细铁丝必2的铁钉钉人木桩,同-高度的木桩钉好后向上翻起防水板把铁丝与吊带捆扎结实,如此沿环向挂至拱顶。
-块整幅防水板挂设完毕,按同样程序再挂下-块直到满足本次模筑硷所需长度,并在接头尾部预留0.6-1.om的接茬。然后进行犷先铺后接”,即将挂好的若干幅防水板之间接缝进行焊接并焊接上-循环预留的防水板接缝。142.1998年增刊李伦稳:公路隧道无钉铺设与防水混凝土技术探讨总第54期已完成的大宝山隧道和正在施工的靠椅山隧道的防水板的铺设,都是采用这套工艺流程,防水效果是好的。4防水板铺设新工艺—无钉铺设现行的防水板铺设工艺虽已得到广泛的应用,但还存在着明显的不足之处:①复合防水板是在厂内将PVC板与土工布预先粘轧在-起,单位面积重量大。施工时须先在洞外拼接成片,重量更大,铺设时费时费力,操作不便。
②悬挂防水板的铁件或钉头,突出于初期支护表面之外,形成-个个的“芒刺”顶在防水板上。在进行二次衬砌浇筑和振捣硅拌合物时、或围岩变形产生较大压力时,这些触点很容易被顶破而成为渗水通道。③劳动强度大,主要靠手工操作,工作效率不高。为了克服这些缺点并进-步提高防水板的铺设质量,我们建议采用新的铺设工艺—无钉铺设法。其要点如下:①防水板材选择:优先选用性能较好,无毒无味的ECB板作防水层。也可用PVC板。②-布-膜,分层铺设:第-层先将土工布用胀管螺丝或射钉或不锈钢钉加-个必50-价0的垫片(材质与防水板相同)固定在初期支护表面,固定点按梅花状排列,拱顶部分间距为50cm,墙体部分间距为so-loocm。第二层再将防水板(PvC或ECB)平铺在已钉牢的土工布上,用特制焊枪或热轧机逐点焊接在第-层的垫片上。③用热合机焊牢接头:两幅防水布接缝处要播接10cm,然后用“自动爬行热合机”沿接缝自下而上进行“爬焊”。该焊机的主要技术参数如下:工作电压AC220土SV焊接速度1.0-1.5比了而n动率soow焊接温度200土10℃(可调)焊接厚度0.2-3.0④焊缝检查:两条焊缝各宽10mrn,其净间距为20rlnn,在两条焊缝中间夹层中,用打气筒进行充气检查,看其是否漏气,即可检验出焊缝质量。充气时压力为0.1-0.巧MPa,压力保持不少于-分钟即可认为焊接良好。⑤防水层的保护:防水板铺设完毕直到完成二次衬砌都必须严加保护。在绑扎钢筋或其他作业时不得破坏防水板,浇筑和振捣硷时振动捧不得接触防水板,不得穿带钉子的鞋踏蹬防水板。⑥检查与修补:-段防水板铺设完毕应检查其有无破坏之处(扎破、撕裂、穿孔)。如有则应及时加以修补。补钉要用同种材料剪成,周边大出ICm,要剪成圆角,避免长方三角形等尖角。用焊枪将破坏处用补钉补好。按照这种工艺铺设的防水层与初期支护紧靠密贴、平整美观。劳动强度降低,工效也有所提高。5高性能防水硅二次衬砌是隧道防水的最后-道防线,把二次衬砌硅浇筑成-个不漏不渗;内实外光的密封整体是最积极、最有效的措施。在《公路隧道设计规范)中规定:“为了防水抗渗,衬砌硷不光要求有-定的强度,如巧号20号以上,同时也要求-定的抗渗标号,寒区不宜低于氏,-般地区不宜低于人”。在长大隧道施工中,当前绝大多数采用泵送硷,而泵送硷的首要品质是它的1431998年增刊广东公路交通总第54期可泵性,改善硅的可泵性又要提高其流动度,增加其水泥用量和用水量,这与硷的抗渗要求又是-对矛盾。众所周知,硅的抗渗性能是和其水灰比密切相关的(见表2)表2硅抗渗性能与水灰比关系水灰比(W/C)抗渗标号(号)0.650.印0.麟0.550.590.500.54S4、j凡-马2>马2所以(公路隧道施工技术规范)中又规定:“防水硷水灰比不应大于0.55,严寒地区不应大于O.50。根据我们的施工实践和室内试验,我们认为隧道防水应采用“高性能泵送防水硷”。中国工程院吴中伟院士最近提出:“高性能硷是采用现代硷技术,选用优质原材料,在严格的质量管理的条件下制成的;除了水泥、水、集料以外,必须掺加足够数量的细掺料与高效外加剂,保证硷的耐久性、工作性、各种力学性能、适用性、体积稳定性及经济合理性”。在这个理论指导下,我们配制成高性能泵送防水硷。主要措施如下:①选用质量良好的粗骨料:其最大粒径当泵管为必150时,可用5-4连续级配,泵送管为必125时,可用5-30连续级配。石子破碎宜用锤式或反击式破碎机,颗粒形状较好,针片状少,空隙率小。②选用优质级配砂:将给定粒级的人工机制砂按-定比例配人天然河砂而制成的优配砂密度大,空隙率小,0.3巧以下细颗含量适中,配出的硷粘结力强,可泵性好,强度也高。③加人优质矿物掺合料:目前国际硅界已把矿物掺合料作为配制高性能硷的主要技术手段。国内采用的有硅灰、粉煤灰、矿渣粉、沸石粉等。我们开发的SK粉属于矿渣粉的系列,质量系数达1.9(国家标准为1.2)。将SK粉按25%左右比例掺人泵送硅中,可显著提高其可泵性及耐久性。④掺人减水微膨胀型外加剂:现在外加剂已成了硷第五种不可或缺的材料。国产品牌有300多种,大型厂家200多个,年产60-70万吨,我们选用的是邓型防裂防水剂和JN型防水防裂泵送剂,这两种外加剂都可取得较好的效果。⑤严格执行操作规程:有了上述四项措施,还必须在配料、计量、搅拌、输送、振捣、拆模、养护等工序上进行严格的控制,才能最后完成不渗不漏、内实外光、经济适用、耐久高强的公路隧道建筑任务。www.tmgc8.com