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隧道工程防排水设计与施工范文

时间:2022-11-09 11:16:51

隧道工程防排水设计与施工

1工程概况

东福窑隧道位于山西省广源高速公路大同路段,上下线分离设置,隧道左线长1158m,右线长1130m,左右线隧道设计纵坡均为-2.2%~3.0%;该隧道左右线均两次跨沟,地质条件复杂、围岩差,隧道施工工期紧、风险高、任务重。该隧道的防水设计与施工中,遵循了“防、排、截、堵”结合的原则,以模筑混凝土衬砌背后施作防水层作为防水的基本措施。

2防排水设计

隧道主体结构采用C30P8钢筋混凝土,内侧设置柔性防水层,由1.2mm厚EVA防水板和土工布构成。变形缝防水采用200mm×6mm橡胶止水带,缝内填塞沥青麻丝;施工缝防水采用遇水膨胀止水条和200mm×6mm橡胶止水带,缝内填塞沥青麻丝。隧道中的排水管,环向管采用Φ100mm环向半圆PE管,布置在初期支护上;纵向管采用Φ100mm单壁打孔波纹PE管,布置在两侧边墙下端;横向管采用Φ100mm单壁打孔波纹PE管,与纵向管和中心排水沟相连接,以排出纵向管中的水。隧道主体结构防排水构造,见图1。

3防水层施工

隧道主体结构柔性防水采用防水板+土工布的方案,其中防水板选用1.2mm厚EVA复合式防水板,幅宽4m,横向抗拉强度≥19MPa,纵向抗拉强度≥21MPa。

3.1基层处理对隧道基面进行打磨和除尘,去除基层表面的浮浆和杂质。切断隧道基面的钢筋网、管道等凸出部分,并用防水砂浆找平;如遇锚杆凸出,令螺头顶预留5mm切断,并用塑料盖帽进行处理。对这些凸出部分处理完成之后,及时补喷混凝土,使隧道基面整体平整圆顺。

3.2铺设土工布在初期支护稳定、并报监理验收后,方可自下而上进行土工布的铺设。铺设土工布时,先用衬垫贴上固定,再用长度≥50mm的水泥钉以及配套的圆垫片,将土工布固定在基面上。土工布铺设时应尽量与基面密贴,不得出现过紧或过松的现象,以免影响防水板的铺设。

3.3铺设防水板铺设土工布的同时,需进行EVA防水板的铺设工作。防水板长度宜比初期支护混凝土轮廓线长度大5%~10%,采用热熔法手工焊接在衬垫之上,两者粘结强度不得小于防水板的抗拉强度,以防浇筑二次衬砌混凝土时防水板脱落。防水板进行固定时,保持其平整、顺直,松紧度应适中,以免影响二次衬砌混凝土的灌注。土工布与防水板铺设固定,见图2。

3.4防水板搭接与焊接相邻防水板之间搭接长度不小于100mm。防水板间采用热熔式塑料焊接机进行双缝焊接,焊缝宽度为10mm,见图3;焊接时,要求焊缝末端预留气孔,焊接完成后对焊缝进行充气检查,充气压力≥0.25MPa,5min内气压≥0.16MPa。防水板采用无钉铺设的方法,洞外连接成片,洞内环向铺设、无纵缝,采用热熔工艺进行焊接;当防水板出现破损时,应及时用同类材料修补,焊缝和补眼要密实饱满,避免出现气泡和空隙等现象。对漏焊和假焊处要及时补焊,焊穿和烤焦及外露固定点,必须用同样材料覆盖和修补,确保整体焊接质量[1]。

3.5防水板质量检查对防水板的外观检测包括:1)用手托起防水板,看是否与喷射混凝土基面密贴;2)看板材是否有划破、扯破、扎破等现象;3)看衬垫处防水板是否存在脱离现象[2]。对防水板的焊缝检查包括:1)看焊缝宽度是否符合要求,有无漏焊、假焊、烤焦等现象;2)接缝处采用真空加压检测,初压为0.25MPa,在15min内气压下降≤10%为合格。

3.6特殊部位防水措施隧道的施工缝、变形缝、穿墙管等特殊部位较易引起渗漏,工程处理需特别注意。

3.6.1施工缝、变形缝部位防水施工施工缝采用橡胶钢板止水带,设在二次衬砌中间,为纵向和环向设置,间距为10m,采用遇水膨胀止水条和200mm×6mm橡胶止水带,缝内填塞沥青麻丝;变形缝在断层、明洞与暗洞、围岩地质变化处设置,采用200mm×6mm橡胶止水带,缝内填塞沥青麻丝。变形缝的防水构造,见图5。

3.6.2穿墙管部位防水施工在浇筑混凝土前,先进行穿墙管的预埋工作。当隧道主体结构变形或管道伸缩量较小时,穿墙管可采用固定式防水,在管上满焊止水环,迎水面的管道周边预留凹槽、槽内用嵌缝材料进行填缝密实;而当隧道主体结构变形或管道伸缩量较大时,可采用套管式防水,套管加焊止水环,与穿墙管间用橡胶圈填塞密实,迎水面进行填缝密实。

3.7成品保护和混凝土浇筑要注意成品保护,防止喷射混凝土表面尖角刺破防水板;混凝土浇筑过程中,要加强混凝土振捣,排除止水带底部气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合,避免止水带被刺破或出现偏移。

4排水管施工

4.1环向排水管施工环向排水管采用Φ100mm环向半圆PE软管,布置在初期支护上;为使排水管与岩面密贴,围岩开挖后先喷射20~50mm厚混凝土,再设置软式排水管,Ⅳ级围岩按6m设置一道、Ⅴ级围岩4m一道,局部水量大时可酌情增加。施工过程中,如果岩面存在大面积裂隙渗水,并且水量小、水压小,可采用喷射混凝土堵水的方式,然后铺设排水管,可有效预防渗漏;如果岩面有大面积渗水现象,可用排水管进行引水和排水,在上面覆盖铁丝网并喷射混凝土,初喷完成后,若还有渗漏段,可适当加设Φ100mm弹簧半管进行排水[3]。

4.2横、纵向排水管施工横向与纵向排水管采用Φ100mm单壁打孔波纹PE管。横向排水管每50m设置一道,横坡≥3%,保证水流能够顺利流入中心排水沟,如经过电缆沟,则需设置在沟底下20~50mm;纵向排水管纵坡与隧道主体保持一致,而标高则需通过横向排水管标高进行推算。根据纵向排水管的标高,浇筑200mm宽的混凝土带,并将纵向排水管固定在混凝土带上,间距为1.5m。纵向排水管沿两侧墙角全隧道贯通布设,横、纵向排水管与环向排水管可通过塑料三通管汇集,排入排水沟,排水管与三通管接口采用无纺布进行包裹密实,见图6。

5施工注意事项

1)当基面轮廓凹凸不平时,要预留足够的松散系数,并在断面变化处增加悬挂点,保证缓冲面与混凝土表面密贴。2)灌注二次衬砌混凝土时,输送泵不得直接对准防水板,以避免混凝土冲击,引起防水板滑脱和损坏。3)施工人员应穿平底鞋或软胶鞋,严禁穿钉鞋,以免损坏防水板。

6结语

根据山西省广源高速东福窑隧道工程要求,采用以混凝土结构为主体自防水,柔性防水为辅的防水施工措施。整体隧道防水设计采用复合式衬砌防水技术,两衬之间设置1.2mm厚EVA防水板和土工布作柔性防水层,性能优良、能够满足整体隧道防水要求;施工缝、变形缝设置采用橡胶止水带处理,并塞以沥青麻丝,整体形成一个封闭的防水系统。另外,在隧道内外设置排水管,以保证整体排水通畅。防水和排水系统相结合,使整体隧道工程达到了理想的预期效果,满足了使用要求。

作者:李丹 单位:中铁十九局集团第五工程有限公司

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