李延東
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20世紀70年代鐵路隧道最初出現的時候,并沒有任何防水措施,當時隧道的滲漏水兩完全取決于滲流方式,而后鐵路修建工程師開始發現了隧道滲漏水的危險性,最初采用混凝土進行襯砌,施工縫處理技術較差,導致該年代鐵路隧道襯砌結構裂縫較多,滲漏問題并沒有完全解決。直到20世紀80年代,建設人員開始嘗試采用剛性防水,并在施工縫鋪設止水帶,直到電氣化鐵路時代的到來。
電氣化鐵路的時代,工程師開始加強對隧道防水施工技術的研究,該方面得到了重視。一開始采用剛性或者軟性防水層,采用焊接聚乙烯塑料板的方式,隧道防水技術取得了初步進展。而后針對不同地質環境的隧道,出現了更多的高分子卷材防水技術、塑料薄膜防水技術等。1990年,北京地鐵進行建設,進一步加大了對隧道防水施工技術的研究,并采用了防水板無釘鋪設。而后在長達近30年的發展中,隧道管片襯砌精度有了大幅度的提升,也出現了更多的防水材料以及防水技術應用在鐵路隧道施工中,鐵路隧道防水技術得到了長足的發展。
隨著社會經濟的進步,鐵路隧道工程得到迅猛發展。我國地域遼闊且地質多樣化,對于地質復雜的隧道工程施工建設,既要保證工程的質量,又要保證快速施工達到預期的施工計劃。其中的防水工程需要提前制定施工的關鍵控制項目,風險評價和預警,施工作業的安全控制措施,進而指導鐵路隧道工程施工的進行。目前,主要采取“綜合治理”、“因地制宜”,“防、排、截、堵”彼此配合的方案。
(1)在對隧道防排水進行處理時,主要遵循的原則為:綜合治理、因地制宜,防、排、截、堵相結合,采取最合理的施工辦法和設計方案,使排水更加順暢,防水更加可靠。(2)在隧道施工和排水處理時會給四周的環境造成影響,可以采取限量排放和以堵為主相結合的辦法進行處理,從而使水土流失得到有效抑制,使生活用水和農田灌溉得到保證。
(1)施工縫。第一,進行施工縫的設置時,應避開地下水與裂隙水發育段,以免發生滲漏水等安全事故;第二,水平施工縫的設置應避開剪力與彎矩最大處或底板與邊墻的交接處,盡量設置在超出邊墻與仰拱交叉位置300mm的位置處;第三,施工縫初凝后,利用鋼絲刷清理干凈其表面的雜質與浮漿,澆搗水平施工縫前,先鋪一定厚度的凈漿,然后鋪1:1水泥砂漿,厚度約3cm-5cm;澆搗縱向或環向施工縫前,先在混凝土表面涂刷界面處理劑,然后再施以混凝土澆筑;第四,在施工縫中間部位安設厚為3mm的鍍鋅鋼板,對于特殊部位處預埋可重復注漿管,在環向施工縫進行不銹鋼接水槽的設置;第五,施工縫中間部位的鍍鋅鋼板止水帶需要連接主體鋼筋,連接點縱向間距不大于5m;第六,隧道水平施工縫鍍鋅鋼板止水帶設置時,其燕尾朝向應以迎水側為宜。
(2)變形縫。第一,地鐵車站在進行變形縫設置時,若位于地質條件或結構形式變化較大的位置,如車站與區間結合處時,則變形縫寬度為20mm。第二,拱頂變形縫的防水設計與邊墻類似,變形縫中設置帶注漿管的止水帶,內側設置不銹鋼接水槽,以便使滲漏水有序引入車站排水溝等處而排出。第三,嚴格按照規范要求進行可重復注漿管的預埋,超出結構表面一定長度,并加強口部防護,在結構趨于穩定水位逐漸恢復后,如若還存在滲漏水現象,那么還可以進行注漿止水。
(1)基面應保持干凈、平整,禁止有較為明顯的凹凸起伏出現。在鋪設防水板前,應對基層表面出現的粗糙、凹凸、鐵絲等雜質進行細致處理。(2)結合工程實際,仔細篩選防水材料,禁止不符合要求的材料投入施工;(3)防水板的搭接方式及搭接長度應滿足規范要求,嚴加把控焊接質量,完成施工后加強質量檢查;(4)完成防水層施工的,應進行妥善防護,一旦出現損壞應立即處理,并在檢查滿足要求后進入下道工序。由于PVC防水板與混凝土之間極易出現空隙而導致粘貼不牢,尤其是在混凝土硬化后,通常會在與防水板接觸的位置形成裂紋,如若出現此種情況,那么防水層在遇到外力而損壞時發生串水現象,因此,嚴格把控防水層表面注漿作業的質量極為重要。
通過對施工作業人員進行正式的防水技術指導,增加其相應的防水知識。防水施工作為鐵路隧道工程施工中重要的施工內容之一,項目過程中,嚴格執行操作程序,嚴格檢查作業質量,不斷提升隧道防水層作業質量。防水板的設置應嚴格按照技術標準執行,在其安裝和焊接時,盡可能按照最高標準施工。在確認焊接質量時,采取隨機抽取樣品方法,并詳細檢查。在下一階段施工之前,接縫應始終干凈整潔。施工使用到的部件必須在進入現場前遵守監督,對于防水設施,嚴格按照施工規范的要求進行施工和檢查。監理不僅對施工結果進行確認,還要對施工前準備和施工過程進行監督。嚴格執行“三檢”原則和連帶責任,各檢測人員填寫檢查記錄以提高其責任意識。因此,隧道項目的質量控制重要性不言而喻;制定完善的質量控制體系,明確分工、責任到人,做好施工全程的質量監督檢查工作。
總之,為了節省大量的交通時間,打造最佳鐵路路線,遇見山嶺路障的時候往往選擇修建隧道,隧道的數量越來越多,隧道防水施工技術在一定的程度上也得到了巨大的發展。由于我國絕大部分鐵路運行線路較老,對隧道進行維護較為困難,數千座隧道中超過半數患有水害,超過20%的隧道水害十分嚴重。這一現象引起了研究學者們的高度重視,并進一步加大了對鐵路隧道防水施工技術的研究。對鐵路隧道施工防水技術進行研究,能夠為更多的鐵路隧道施工隊伍提供借鑒,具有較高的應用價值。