淺談白力塢隧道施工防滲防裂技術措施

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一、工程概況

白力塢隧道設計為單洞雙線隧道,進口里程為DK332+482,出口里程為DK334+668,隧道全長2186m。隧道縱坡為一字坡,自進口至出口坡度為53‰,圍巖分為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四個級別,其中Ⅱ級95m、Ⅲ級745m、Ⅳ級860m、Ⅴ級486m,隧道圍巖較差,隧道在進口和出口分別開辟工作面進行施工。

二、引起隧道襯砌結構出現滲漏、開裂的原因分析

通過施工過程分析,發現引起隧道襯砌結構滲漏、開裂的主要原因由以下幾方面:

1.由于二次襯砌施工的時機選擇不恰當,隧道圍巖變形還沒達到規定的施作時間,二次襯砌受力過大,引起開裂,出現滲漏現象。

2.因地質原因,引起隧道襯砌結構下沉,導致隧道開裂,出現滲漏現象。

3.襯砌混凝土養護不到位,熱脹冷縮導致混凝土出現收縮裂縫,地下水從裂縫中滲漏。

4.排水管路堵死,導致襯砌背后水壓過高,襯砌出現滲漏現象。

三、避免隧道襯砌結構出現滲漏、開裂的措施

通過對可能產生滲漏、開裂的原因分析,我們主要采取以下幾方面加以控制:

1.保證隧道襯砌背后排水暢通,做好防水隔離層。防水隔離層可防止滲水、漏水,改善二次襯砌的受力條件,減少在二次襯砌中出現裂紋。

2.初期支護與二次襯砌背后務必回填密實,初期支護背后不得回填異物,必要時采取多次注漿充填,直到密實。

3.地下水水量及流向等在隧道施工期間和運營期間可能有所變化,在施工期間無水或少水的地段并不能保證在運營期間無水或少水,防水板本身具有良好的防水性能,但在施工過程中,往往因澆筑二次襯砌而破壞,從而影響防水效果。因此,切不可因暫時無水而輕視防水層的施作,或忽視施工質量。

4.防止二次襯砌受力過大,產生開裂的辦法是加強監控量測,根據量測結果,調整施工支護參數,確定二次襯砌施工時間,適時施作二次襯砌。

5.防止隧道襯砌因熱脹冷縮產生開裂的辦法是按設計要求做好伸縮縫,伸縮縫一定要在豎向通直,不能出現錯臺、咬口等,伸縮縫處的止水條按要求設置。

6.對于地質條件較差,如隧道通過斷層、破碎帶等地段時,必須加強隧道襯砌結構,采用鋼筋混凝土結構,隧道襯砌斷面采用特殊結構形式。隧道襯砌伸縮縫處采用柔性結構。

7.為減小二次襯砌施工縫,進行二次襯砌時,必須連續灌筑。不得已間歇時,應按設計要求設置止水帶。

8.為避免由于基底下沉,造成二次襯砌開裂,二次襯砌施工前,必須將邊墻基礎清理干凈后,方可立模模筑。

9.采用外加劑和摻合料,配置低水灰比的砼,使用粉煤灰的大摻量技術也是防止襯砌開裂的有效措施。

10.注重注漿固結圈:加強巖體結構性能承擔部分水壓,限制流入襯砌范圍的水量,為防排水及二次襯砌受力條件的改善提供較好的初始環境,防止巖溶管道水形成集中荷載導致襯砌開裂,出現滲漏,因此針對巖溶水發育地段的超前帷幕注漿或徑向注漿的質量及對注漿后效果檢測是防治襯砌開裂、滲漏的先決條件。針對斷層破碎帶,注漿是加固固結巖體的唯一手段,可防止地下水徑流條件改變而導致襯砌結構受力環境惡化。

12.加強初期支護:其主要功能是開挖前預防塌方、開挖后對注漿固結圈起到補強和維護的作用,有效發揮其堵水、限流量的作用,因此針對巖溶發育地段,斷層破碎帶的初期支護應嚴格按設計施作,必要時尚應根據圍巖條件,注漿加固圈結構性能評價、洞壁變形情況進行加強或補強。

13.增設中防水板:排水盲溝是實現有控(限量)排放、改善襯砌受力條件、保證襯砌承受部分水壓的保障措施,因此防水板的施工應保證形成襯砌與巖體之間的隔水屏障,應嚴格施工工藝及質量要求,排水系統應根據襯砌周邊巖體性質、地下水量、地下水攜帶物性質、顆粒大小,正確選擇盲溝、盲管材料,防止固巖體物質隨水流失,最終惡化襯砌受力環境,又應具有較強的反濾能力,以防止排水系統的淤塞導致限量排水不暢。

14.適時實做二次襯砌:根據新奧法原理,加強巖體的變形量測,適時施作二次襯砌或對二次襯砌進行加強,保證二次襯砌處于較好的工作環境或具有較高的結構性能,防止結構開裂;采取相關措施,提高襯砌混凝土本體抗滲性能,抑止二次襯砌混凝土微裂縫開展。加強襯砌三縫防水處理,完善強化三縫止水條、止水帶的安裝施工工藝及質量管理,襯砌施工縫以混凝土界面粘結劑加強防水處理。二次襯砌與初期支護、初期支護與圍巖之間,必須注漿密實、不得留有空隙。

15.提高超前地質預測預報水平:采用綜合物探及水平鉆探等手段,在開挖前查清巖體物理特征、水文地質環境、水壓、水量,正確選擇適當的注漿方式,提高注漿堵水的有效性和耐久性,合理確定防排水措施,尤其應注意注漿后通過注漿效果的檢測判定工后地下水賦存條件及隧道周邊巖體結構改良后對襯砌結構的影響,選擇適宜的襯砌結構,防止襯砌結構性破壞導致開裂、滲漏。

16.加強襯砌基礎的處理:加強襯砌基礎的施工管理,除清除虛碴、雜物、積水外,對于軟弱圍巖(如斷層破碎帶、巖溶充填物)開挖后必須采用噴混凝土封閉,防止風化、軟化,也便于襯砌前清基,必要時可采用樹根樁、旋噴樁等地基處理方法,形成復合地基,保證襯砌基礎穩定。

17.嚴格加強材料、機械設備的使用和管理:針對本工程涉及領域新、新材料和新設備多的特點,認真執行和落實各種材料、機械設備使用和管理制度及辦法,隨時和定期組織檢查考核。對各種材料的標識、搬運、儲存、保管、發放等管理,嚴格執行企業的有關規定,從源頭上控制好產品質量。對機械設備實行定機定人定崗管理,落實安全使用、維護、保管制度,嚴格執行維修、保養、小修、大修計劃,保證各種機械設備工作正常,確保施工和工程質量不受影響。

總之,要防止隧道襯砌結構滲漏、開裂就要從施做時間、施工質量、施工工藝、施工材料、施工設備、施工人員等方面嚴加控制,方能達到預期的效果。