高速公路隧道防排水施工技術(shù)

金 蘭 普，　黃 開 江

(中國水利水電第十工程局有限公司 三分局，四川 都江堰　611830)

高速公路隧道防排水施工技術(shù)

金 蘭 普，黃 開 江

(中國水利水電第十工程局有限公司 三分局，四川 都江堰611830)

摘要：從進(jìn)洞前防排水、開挖過程中涌水地段的防排水處理、二次襯砌中的防排水處理與控制、二次襯砌滲漏處理與控制四個(gè)方面分析了高速公路隧道防排水控制施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：隧道防排水；注漿堵水；防水布鋪設(shè)；施工技術(shù)

1概述

眾所周知，隧道襯砌中的滲漏水，尤其是施工縫處、隧道接口處及管節(jié)連接處等薄弱環(huán)節(jié)的滲、漏水問題較為嚴(yán)重，如何做好隧道防排水設(shè)計(jì)及裂縫防水技術(shù)，是保證行車安全和延長隧道使用期限的重要條件。

2隧道修建時(shí)防排水處理的準(zhǔn)備工作

2.1進(jìn)洞前的防排水處理

首先，進(jìn)洞前應(yīng)對(duì)隧道軸線范圍內(nèi)的地表水進(jìn)行了解，分析地表水的補(bǔ)給方式、來源情況，做好地表水的防排水工作：用分層夯實(shí)的粘土回填勘探用的坑洼、探坑；對(duì)通過洞頂且底部巖層裂縫較多的溝谷用漿砌片石鋪砌溝底，必要時(shí)用水泥砂漿抹面；開溝疏導(dǎo)隧道附近封閉的積水洼地；在有泉眼的地方，對(duì)于涌水的處理采用埋設(shè)導(dǎo)管引排；在洞口上方按設(shè)計(jì)要求做天溝并用漿砌片石砌筑，將地表水排到隧道穿過的地表外側(cè)，防止其下滲和對(duì)洞口仰坡的沖刷，與路基邊溝順接成排水系統(tǒng)；對(duì)洞頂開挖的仰坡、邊坡坡面采用噴射混凝土將其封閉，并對(duì)洞口上方及兩側(cè)掛網(wǎng)噴漿；若在洞頂設(shè)置高壓水池，應(yīng)做好防滲防溢設(shè)施，且水池宜設(shè)置在遠(yuǎn)離隧道軸線處。

2.2隧道開挖過程中對(duì)涌水地段的防排水處理

2.2.1涌水地段的防排水處理原則

在施工過程中，應(yīng)對(duì)開挖面出現(xiàn)的涌水進(jìn)行調(diào)查分析，找準(zhǔn)原因，采取“以排為主、防排堵截相結(jié)合”的綜合治理原則，因地制宜的制定治理方案，以達(dá)到排水通暢、防水可靠、經(jīng)濟(jì)合理和不留后患的目的。

2.2.2涌水洞段的原因分析

隧道涌水的出現(xiàn)一般是由于地下水發(fā)育，洞壁局部有水流涌出；遇到斷層地帶巖石破碎，裂隙發(fā)育而出現(xiàn)涌水現(xiàn)象；洞頂覆蓋層較薄，巖石裂隙發(fā)育，開挖地表水下滲等原因。施工中，應(yīng)對(duì)洞內(nèi)的出水部位、水量、涌水情況等做好觀測(cè)和記錄，并不斷改善防排水措施。

2.2.3涌水洞段的處理方法

對(duì)洞內(nèi)涌水或地下水位較高的洞段，可采用超前鉆排水孔、輔助坑道排水、超前小導(dǎo)管預(yù)注漿堵水等輔助施工方法；當(dāng)涌水較集中時(shí)，可用打孔或開縫的摩擦錨桿進(jìn)行排水；當(dāng)涌水面積較大時(shí)，可在圍巖表面設(shè)置樹枝狀軟式透水管對(duì)涌水進(jìn)行引排，然后噴射混凝土；當(dāng)涌水嚴(yán)重時(shí)，可在圍巖表面設(shè)置匯水孔，邊排水、邊噴射。

3防排水施工技術(shù)的具體做法

3.1排水系統(tǒng)

環(huán)向排水管設(shè)在噴射混凝土面與無紡布之間，一般地段每道設(shè)一根；遇水量較大的地段設(shè)置2根，將軟式透水管錨固在噴射混凝土面上。

施工技術(shù)要點(diǎn)：

(1)鋪設(shè)前，先測(cè)量長度，修正基面。若噴射面不光滑或有鐵線、鋼筋等，應(yīng)先進(jìn)行處理；

(2)安裝時(shí)應(yīng)保證管道順直并與巖面密貼；

(3)拱部施工時(shí)，將排水管預(yù)留至邊墻下，端部用無紡布包裹，以便于邊墻施工時(shí)接長；

(4)將環(huán)向排水管接入縱向排水溝。

3.2防水系統(tǒng)

3.2.1防水板的鋪設(shè)

檢查初支面，清除鋼筋頭、鐵絲等凸出尖銳物，防止將防護(hù)水板刺破損壞。檢查初支面是否平整，若平整度不符合要求，應(yīng)用砂漿找平。

經(jīng)檢查初支面符合要求后先鋪設(shè)無紡布，緊貼噴射混凝土面平鋪，用射釘固定，固定釘與無紡布間設(shè)熱熔襯墊；無紡布鋪設(shè)好后在隧道內(nèi)拱頂彈出中心線，將預(yù)先卷好的防水卷材緊貼噴射混凝土面環(huán)向展開。縱向采用無釘鏈接，前后兩卷搭接焊縫寬度不小于10cm，采用手動(dòng)熱熔器雙道粘合，留加壓孔道；環(huán)向?qū)⒕聿匿佋跓o紡布外，并用手動(dòng)熱熔器在熱熔襯墊處將卷材與無紡布連接。

鋪設(shè)技術(shù)要點(diǎn)：

(1)合理確定防水板的松緊程度，留出一定的富余系數(shù)，尤其是拱頂部位，防止在灌注混凝土?xí)r拱頂?shù)姆浪蹇嚲o而造成混凝土封頂厚度不夠或因泵送混凝土的壓力破壞防水板；

(2)相鄰兩防水板的吊掛松緊度要一致以便于焊接；

(3)新鋪防水板需與已鋪防水板對(duì)正、對(duì)齊。

3.2.2接縫焊接

防水板的搭接寬度≥10cm，用自動(dòng)調(diào)溫電熱式雙道塑料熱焊機(jī)焊接；對(duì)于不適用熱焊機(jī)焊接的邊角及急需修補(bǔ)的地方，可采用偏噴嘴熱風(fēng)焊槍焊。

焊接技術(shù)要點(diǎn)：

(1)焊接防水板前取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定合適的焊接溫度、速度；

(2)焊接前用棉紗清理，必要時(shí)進(jìn)行拋光，確保焊口干凈；

(3)熱焊機(jī)必須使用穩(wěn)壓器，確保工作電壓恒定；

(4)一條焊縫一次完成；

(5)縱橫向交接時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)十字焊縫。相鄰防水板應(yīng)交錯(cuò)鋪設(shè)且交錯(cuò)距離≥80mm，以保證所有的接縫為三層搭接的T字形；

(6)發(fā)現(xiàn)虛焊、漏焊時(shí)切開焊縫，用熱焊槍對(duì)切開的損傷部位用大于破損直徑一倍以上的母材補(bǔ)焊，修補(bǔ)材料的接觸面必須磨光；

(7)設(shè)備使用后，應(yīng)及時(shí)清除焊機(jī)焊頭上的殘留料；

(8)由于焊機(jī)功率大、體積小，對(duì)長期擱置重新使用或在相對(duì)濕度85%以上空氣中停止使用10h以上再使用時(shí)，要求對(duì)焊機(jī)進(jìn)行干燥處理、待排除潮氣后方可使用。

3.2.3焊縫質(zhì)量檢查

(1)目測(cè)檢查焊縫，痕跡應(yīng)透明、無雜質(zhì)、無氣泡；

(2)對(duì)焊縫抽檢進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于母材強(qiáng)度；

(3)對(duì)焊縫間的空腔作充氣檢查，將5#注射針與壓力表相連、充氣，當(dāng)壓力表指針達(dá)到0.3MPa時(shí)停止充氣，保持15min，壓力下降10%以內(nèi)為合格。

3.2.4防水混凝土

防水混凝土等級(jí)為C30P8，二次襯砌采用整體襯砌臺(tái)車施工，長度為6m，邊墻混凝土的塌落度為12～16cm，拱部混凝土塌落度為16～19cm，越到拱部塌落度越大；邊墻混凝土的厚度為60cm，拱部的混凝土設(shè)計(jì)為大拱腳，拱頂與拱腳的厚度變化為60～150cm。對(duì)混凝土采用內(nèi)外振搗，以保證混凝土的模內(nèi)流動(dòng)，對(duì)混凝土的密實(shí)有利。

防水混凝土的施工要點(diǎn)：

(1)在混凝土灌注過程中，下料高度應(yīng)控制在2m以內(nèi)，必須保證防水混凝土的抗?jié)B要求；

(2)混凝土的振搗采用內(nèi)外振搗，臺(tái)車上開振搗窗，加強(qiáng)混凝土的振搗，保證混凝土的密實(shí)度；

(3)在混凝土中摻入外加劑用于提高混凝土的抗?jié)B性、和易性、密實(shí)性，以補(bǔ)償混凝土的收縮性能；

(4)在混凝土從臺(tái)車中部灌入、向兩端流動(dòng)過程中，其配合比會(huì)發(fā)生較大的變化，故襯砌臺(tái)車不宜過長。

3.2.5止水條及橡膠止水帶

為確保二次襯砌的防水效果，在施工縫處設(shè)置遇水膨脹的橡膠止水條，將其固定在端部混凝土居中位置。在沉降縫、伸縮縫處設(shè)置橋式橡膠止水帶。在臺(tái)車的端部設(shè)置鉸接擋頭板，用于固定橡膠止水帶，以滿足止水帶的設(shè)置要求。

施工技術(shù)要點(diǎn)：

(1)止水條的敷設(shè)應(yīng)牢固、嚴(yán)實(shí)、飽滿有序、橫平豎直、弧線圓順、表面平齊；

(2)橡膠止水帶不得被釘子、鋼筋等刺破，若發(fā)現(xiàn)破損時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換；

(3)在固定止水帶和灌注混凝土過程中應(yīng)防止止水帶偏移；

(4)加強(qiáng)混凝土的振搗，使止水帶和混凝土緊密結(jié)合；

(5)安裝過程中應(yīng)盡量減少止水條的接頭。如需搭接，其搭接長度需≥10cm。

3.3拱腳防水板的保護(hù)

二次襯砌采用先拱后墻法施工。為保證拱腳處的壓力、鋼筋的安裝、邊墻爆破破壞防水板，對(duì)處于拱墻結(jié)合部的防水卷材要采取特殊的保護(hù)措施，故在拱墻結(jié)合部位施做雙層防水卷材。同時(shí)，為使拱部二襯鋼筋與拱腳處防水板間的點(diǎn)接觸變?yōu)槊娼佑|以防止鋼筋刺穿防水板，對(duì)二襯環(huán)向主筋增加了兩塊10cm寬、10mm厚的鋼墊板。

4二次襯砌中的防排水處理與控制

4.1防水層的安裝與控制

4.1.1防水層進(jìn)場(chǎng)時(shí)的檢查

除按必要的工作程序進(jìn)行取樣檢查外，還應(yīng)檢查防水板表面是否存在色變、皺紋、撕裂等缺陷；若存在質(zhì)量缺陷，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

4.1.2防水層鋪設(shè)后的檢查與處理

防水層鋪掛結(jié)束后，應(yīng)對(duì)其焊接質(zhì)量和防水層鋪設(shè)質(zhì)量進(jìn)行檢查。

其檢查方法為：

(1)用手托起防水板，看其是否與噴射混凝土面密貼；

(2)看防水板表面是否有劃破、扎破等破損現(xiàn)象；

(3)看焊接或粘結(jié)寬度是否符合要求，有無漏焊、假焊等現(xiàn)象；

(4)拱部及拱壁出露的錨固點(diǎn)是否有塑料片覆蓋；

(5)每鋪設(shè)20～30m長剪開焊縫2～3處，查看其是否存在假焊、漏焊現(xiàn)象；

(6)進(jìn)行壓水(氣)實(shí)驗(yàn)，看其是否存在漏水(氣)現(xiàn)象，檢查防水板鋪掛質(zhì)量。如果存在問題，應(yīng)立即進(jìn)行修補(bǔ)，對(duì)于不合格的應(yīng)及時(shí)返工。

4.2止水帶的安裝與控制

防水混凝土施工縫是襯砌防水混凝土間隙灌注施工造成的。對(duì)于施工縫的防水處理，在復(fù)合式襯砌中，一般采用塑料止水帶或橡膠止水帶。

4.2.1二次襯砌端部的質(zhì)量檢查與處理

在澆筑二次襯砌混凝土前，用鋼絲刷將上層混凝土刷毛，或用高壓水槍將混凝土表面沖洗干凈并檢查止水帶接頭是否完好、止水帶在混凝土澆筑過程中是否被刺破、止水帶是否發(fā)生偏移，如有割傷、破損等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)和處理，以保證止水帶具備的防水功能。

4.2.2止水帶安裝質(zhì)量的檢查與處理

檢查止水帶是否有固定和防止偏移的輔助設(shè)施、接頭寬度是否符合要求、是否割傷破裂等，如存在問題，應(yīng)立即進(jìn)行修補(bǔ)。

4.3混凝土的澆筑與控制

襯砌混凝土施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)混凝土的后倉管理，隨時(shí)進(jìn)行檢查。混凝土振搗必須由專人負(fù)責(zé)，避免出現(xiàn)欠振、漏振等現(xiàn)象。加強(qiáng)施工縫、變形縫等薄弱環(huán)節(jié)的混凝土振搗，使止水帶和混凝土緊密結(jié)合。

4.4二次襯砌滲漏的處理與控制

4.4.1引流堵漏

對(duì)于滴水及裂紋的滲漏處理，可采用鑿槽引流堵漏的施工方法。如在滲漏部位順裂縫走向?qū)⒁r砌混凝土鑿出一定寬度和深度的溝槽，埋設(shè)引流管將水引入邊墻排水溝內(nèi)，再用無紡?fù)凉げ几采w或防水堵漏劑封堵，然后用顏色相當(dāng)?shù)姆浪炷练舛禄蚰妗?/p>

4.4.2注漿堵漏

對(duì)于滲漏嚴(yán)重的部位，可采用注漿堵漏的施工方法。如在滲漏部位鑿除一定寬度和深度的凹坑，清理混凝土渣并檢查表面混凝土的密實(shí)性，從滲漏部位向襯砌方向鉆孔，其深度建議控制在襯砌厚度范圍內(nèi)，埋管注漿，其注漿漿液由設(shè)計(jì)確定。

5結(jié)語

每道工序的施工質(zhì)量均對(duì)隧道防排水效果產(chǎn)生很大的影響，施工中的每一點(diǎn)疏忽都可能造成滲漏水隱患。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)每道工序的施工質(zhì)量控制，嚴(yán)格按規(guī)范施工，確保施工達(dá)到設(shè)計(jì)效果，使隧道防排水質(zhì)量得到保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路隧道施工技術(shù)規(guī)范，JTJ4294[S].

[2]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(隧道部分)，JTJ07198[S].

[3]公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，JTJ026-90[S].

金蘭普(1982-),男，重慶豐都人，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

黃開江(1974-),男，四川達(dá)州人，副分局長，高級(jí)工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-02-15

文章編號(hào):1001-2184(2015)02-0008-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV554;TV52

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