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分区注浆防水施工技术应用

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《中国建材科技杂志》2016年第一期

摘要:

介绍分区注浆防水在谈山隧道施工中的实际运用,分析分区注浆防水的特点,为富水地段隧道防水设计、施工提供参考。

关键词:

公路隧道;分区注浆防水;应用;特点

1工程概况

谈山隧道是湖北省黄石市城区与黄金山开发区的主要连接通道之一,为分离式隧道,其东、西线分别长847m、850m。隧道所在场地地下水由浅部地层中潜水和基岩裂隙水组成,潜水水位对应黄海高程为46.87-62.43m,洞身处于潜水层内,洞身地段岩溶较发育、裂隙贯通,裂隙带存水能力强,雨后有大量水从洞身裂隙处涌出。该隧道设计采用复合式衬砌结构,初支结构为C30喷射混凝土,厚度为100~280mm,二衬结构为C30模筑混凝土,厚度为350~600mm,抗渗等级为P8。防水设计方案为全包PVC防水板并设分区注浆防水,二次衬砌采用抗渗防水混凝土进行综合防水。

2防水设计

2.1防水标准隧道防水等级为二级,结构不许漏水,结构表面可有少量浸渍,浸渍总面积不大于总防水面积的6‰,任意100m2防水面积的浸渍处不超过4处,单个浸渍最大面积不超过0.2m2。
2.2防水原则1)隧道防排水按"以防(堵)为主、分区防水、排堵结合、多道设防、因地制宜、综合治理、限量排放"的原则进行设计,采取与其相适应的防水措施,以保证隧道结构物和运营设施的正常使用和行车安全[1]。2)以结构自防水为根本,加强钢筋混凝土结构的抗裂防渗能力,提高其耐久性;同时以变形缝、施工缝等接缝防水作为重点,并辅以防水层作加强防水。

2.3防水设计防水系统主要由半包式防水层、分区防水系统及注浆系统构成。1)防水层设计主要包括1.5mm厚EVA防水卷材(及400g/m2无纺布)和纵、环向排水管,由外向内依次为:无纺布缓冲层、EVA防水卷材、背贴式橡胶止水带、注浆嘴(固定圆盘)、注浆管及二衬混凝土。2)分区防水系统设计通过纵、环向背贴式橡胶止水带与防水卷材牢固粘结从而形成防水分区。为增强防水效果,谈山隧道根据整体台车模筑衬砌长度,按10m每段分区,分区部位设在环向施工缝位置,在每个分区内埋设注浆嘴18个,采用φ20注浆软管与集中面板连通;在施工缝处背贴式止水带齿槽内埋设φ6注浆细管两根,沿隧道环向布置。分区防水设置详见图1。3)注浆系统设计主要包括注浆嘴、固定圆盘、注浆管及集中面板,注浆系统的布置见上图,注浆圆盘、注浆嘴见图2和图3。

3分区注浆防水施工

分区防水主要施工工艺为:喷射混凝土层的整修→半包式防水层铺设→防水分区处理→预埋注浆设施→衬砌施工→注浆。1)防水层铺设前,应保证喷射混凝土基面表面平整,无酥松、空鼓、裂缝、明水等现象,基面上不得有尖锐的毛刺部位。2)按照设计要求埋设纵、环排水管,可根据相应部位的水量大小调整排水设置,总体应保证防水层背后不积水,埋管后按设计要求进行无纺布和EVA防水卷材的铺设。3)防水分区处理和预埋注浆设施①将外贴式止水带焊接固定在EVA防水卷材上。②在外贴式止水带齿槽内全长埋设两道φ6注浆细管,环向在止水带末端就近引出。待二次衬砌后注浆处理,以便封堵二衬施工缝(变形缝)处的渗透通道,确保分区效果。③在拱顶,拱腰及边墙处理设注浆嘴和注浆软管,每个防水区分别在两端及中线处预设3排18套注浆嘴和φ20注浆软管。④将固定圆盘通过点焊或粘贴固定在防水卷材上,并用胶带将圆盘四周临时封住(圆盘与防水卷材间应有渗漏通道),防止浇注二次衬砌混凝土时砂浆渗入固定圆盘造成堵塞。⑤将注浆软管一端接在注浆嘴上,另一端引至二次衬砌内表面集中面板上,并逐一编号待衬砌背后某处渗漏水需要注浆时根据该处编号进行注浆堵水。4)按设计要求进行衬砌混凝土浇筑。5)注浆环向施工缝:二次衬砌施工完毕且混凝土达到设计强度70%后进行,注浆采用纯水泥净浆,水灰比0.75:1,注浆压力0.3MPa,注浆持续时间2h。拱顶部位:二衬完成后进行拱顶φ20软管注浆,注浆采用水泥砂浆,水灰比1:1,注浆压力0.2-0.3MPa,每次注浆均遵照”先两侧后中间”的顺序。拱腰和边墙部位:当隧道衬砌局部地段出现渗、漏水现象,即通过预埋注浆设施进行注浆堵水。注浆采用具有强烈膨润性,滤失量低,防渗漏能力强的纳基膨润土和水泥混合浆液,水灰比1:1,其中天然纳基膨润土防水粉掺量为水泥用量的10%注浆压力0.2-0.3MPa。纳基膨润土和水泥混合浆液浸水。

4分区注浆防水的特点分析

隧道矿山法施工中的“全包防水”是指在混凝土初期支护与二次衬砌之间用防水板全部封闭,将通过隧道初期支护的渗水阻隔于防水板之外。由于目前衬砌工艺方面的原因,隧道衬砌结构的拱部混凝土往往不能灌满,容易在拱部形成一道纵向积水通道,在此情况下,只要防水层有一个地方破损,最终将导致地下水在隧道二次衬砌与防水层之间连通,使防水层不能真正发挥全部作用,防水总体效果并不如人意。传统分区防水设计是基于上述前提,在防水层与二次衬砌之间进行了分区,其目的是希望防水层某一点出现破损的情况下,不让渗入的地下水窜到隧道的其他区段,而是将其限制在某个较小的区域里面[2]。分区注浆防水则是在传统分区防水的基础上,细化分区并采用注浆堵水的方式进行隧道的防水处理,其主要特点如下:1)分区注浆防水是对被防水层隔开的两层空隙分区,实现地下水渗漏的隔绝。2)控制防水区域、防止渗漏水的扩散和空隙水的乱窜是分区注浆防水的初衷,即初期支护的一个地方渗漏水不致引起其他区段有水,防水层一点的破损不会导致其他防水区段的失效。3)因预埋了注浆设施,二衬完毕后,若局部地段渗漏,可以根据分区情况确定防水层损坏的区域,可通过对预埋在相应部位的注浆管进行注浆堵水,使隧道注浆堵水、查找渗漏源更具有针对性。4)注浆是分区注浆防水的关键,在分区防水层上安装注浆嘴和注浆导管,形成注浆系统,通过注浆系统,对分区对应的渗漏区域的防水层与混凝土结构之间的渗水缝隙通道空间,进行有效的注浆修补,修补防水层,同时浆液会填充混凝土结构的各种裂缝中,弥补混凝土的缺陷。5结语分区注浆防水是针对复合式衬砌而言的,防水分区的基础是初期支护要有良好的抗渗能力,保证与围岩密贴,保证内部密实,分区的关键是分区部位混凝土的密实,后注浆是分区防水效果的保证,设置排水系统有利于发挥分区防水的优势,实现动态防水。谈山隧道在施工过程中,严格按照设计要求进行了分区注浆防水施工,目前尚未发现衬砌地段有渗水现象,在今后将加强观察,如出现渗水情况,将及时进行拱墙分区部位的注浆施工。

参考文献

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社,2003

[2]黎庆.全包式分区及预注浆防水技术在区间隧道中的应用[J].中国建筑防水,2004,(5).23-24

作者:易敏 单位:中铁十一局集团第三工程有限公司

中国建材科技杂志责任编辑:杨雪    阅读:人次