概述: 隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,达到防水可靠,经济合理,不留后患的目的。隧道防水等级必须达到国家标准《地下工程防水技术规范》(GB50108)规定的一级防水等级标准,衬砌结构不允许渗水,表面无湿渍。
防排水设计
隧道结构防水一般由喷射混凝土、全封闭柔性卷材防水层和二次衬砌结构自防水等组成。本线隧道二次衬砌混凝土采用防水混凝土,其抗渗等级不低于P10;衬砌背后设置环向、纵向盲管,将衬砌外地下水引入洞内测沟,经测沟的积水沉淀后再由测沟和中心沟排出洞外;拱墙设置PVC塑料防水板加土工布,明洞及洞口斜切段拱墙衬砌外缘均采用2mm厚聚合物防水水泥砂浆抹面,其中回填的明洞拱墙仍设置无纺布及防水板,并在回填表面设粘土隔水层;施工缝设置中埋式止水带和外贴式橡胶止水带;二次衬砌混凝土施工后,拱部进行充填注浆。
排水盲管施做
(1)隧道拱墙环向设直径50mm打孔波纹管,纵向设直径150mm打孔波纹管;环向盲管间距一般5-10m设置,纵向每10m设置,并让环纵向盲管直接弯入测沟。高程为内轨顶面向下21cm为管的中心高程。每30米一横向Φ100PVC管将两侧水沟内积水引入中心水沟,PVC管高程为内轨顶面向下85.5cm为管的中心高程。
(2)纵向排水盲管沿纵向布 设于左、右墙角水沟底上方,纵向排水盲管按设计规定划线,以使盲管位置准确合理,盲管安设的坡度与线路坡度一致。排水管采用钻孔定位,定位孔间距在30cm~50cm。将膨胀锚栓打入定位孔或将锚固剂将钢筋头预埋在定位孔中,固定钉安在盲管的两端。用无纺布包住盲管,用扎丝捆好,用卡子卡住盲管,然后固定在膨胀螺栓上。
土工布、防水板施工
防水板施工采用无钉铺设工艺。
施工准备
⑴洞外准备:检验防水板质量,用铅笔划焊接线及拱顶分中线,按每循环设计长度截取,对称卷起备用。
⑵洞内准备:铺设台架行走轨道;施工时采用两个作业台架,一个用于基面处理,一个用于挂防水板,基面处理超前防水板两个循环。
⑶断面量测:测量断面,对隧道净空进行量测检查,对个别欠挖部位进行处理,以满足净空要求;同时准确测放拱顶分中线。
⑷基面处理:
①局部漏水采用注浆堵水或埋设排水管直接排水到边。
②钢筋网等凸出部分,先切断后用锤铆平抹砂浆素灰(如下图)。
有凸出的管道时,用砂浆抹平(如下图)。
锚杆有凸出部位时,螺头顶预留5mm切断后,用塑料帽处理(如下图)。
③初期支护应无空鼓、裂缝、松酥,表面应平顺,凹凸量不得超过±5cm(如下图)。
铺设无纺布
无纺布一般采用暗钉圈(热熔衬垫)固定,固定点间距:一般拱部0.5-0.8m,边墙0.8-1.0m,呈梅花型排列,并左右上下成行固定;无纺布应与喷射混凝土表面密贴,铺设应平顺、无隆起、无褶皱。无纺布搭接宽度不小于50mm。防水板与无纺布分开,防水板焊接在固定在在无纺布的暗钉圈(热熔衬垫)上。
铺设防水板
防水板超前二次衬砌10~20m施工,用自动爬行热焊机进行焊接,铺设采用专用台车进行。
⑴铺设前进行精确放样,弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸,尽量减少接头。
⑵复合式防水板铺设采用洞外大幅预制,洞内整卷起吊,无钉铺设工艺。从拱顶向两侧铺设,防水板铺设要有一定松驰量。在喷砼表面采用ZIC-16电锤Φ8钻头钻眼,塑料膨胀螺栓固定,锚固点边墙环向间距90cm,纵向100cm;拱部环向间距60cm,纵向100cm。沿隧道纵向在锚固点上绑扎铁丝,防水板用背带与铁丝绑紧。
⑶分离式防水板铺设采用从下向上的顺序铺设,松紧应适度并留有余量(实铺长度与弧长的比值为10:8),检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。
⑷分离式防水板铺挂前,用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平整顺直地固定在基层上(见下图),缓冲层搭接宽度50mm,可用热风焊枪点焊,每幅防水板布置适当排数垫圈,每排垫圈距防水板边缘40cm左右,垫圈间距:侧壁80cm,2~3个垫圈/m2,顶部40cm,3~4个垫圈/m2。
⑸两幅防水板的搭接宽度不应小于150mm。
⑹环向铺设时,下部防水板应压住上部防水板。
⑺防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接,细部处理或修补采用手持焊枪,单条焊缝的有效焊接宽度不应小于10mm,焊接严密,不得焊焦焊穿。
⑻防水板纵向搭接与环向搭接处,除按正常施工外,应再覆盖一层同类材料的防水板材,用热焊焊接。
⑼三层以上塑料防水板的搭接形式必须是“T”型接头。
⑽分段铺设的卷材的边缘部位预留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护。
⑾绑扎或焊接钢筋时,采取措施应避免对卷材造成破坏。
⑿混凝土振捣时,振捣棒不得接触防水板,以防防水板受到损伤。
⒀防水板的搭接缝焊接质量检查应按充气法检查,将5号注射针与压力表相接,用打气筒进行充气,当压力表达到0.25MPa时停止充气,保持15min,压力下降在10%以内,说明焊缝合格;如压力下降过快,说明有未焊好处。用肥皂水涂在焊缝上,有气泡的地方重新补焊,直到不漏气为止。
①防水板表面平顺,无褶皱、无气泡、无破损等现象。
②当基面轮廓凸凹不平时,要预留足够的松散系数,使其留有余地,并在断面变化出增加悬挂点,保证缓冲面与混凝土表面密贴。
③防水板搭接用热焊器进行焊接,接缝为双焊缝,焊接温度应控制在200~270℃为宜,并保持适当的温度即控制在0.1~0.15m/min范围内。太快焊缝不牢固,太慢焊缝易焊穿、烤焦。
④焊缝若有漏焊、假焊应予补焊;若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点,必须用塑料片焊接覆盖。
⑤灌注二衬砼时输送泵管不得直接对着防水板,避免混凝土冲击防水板引起防水板被带滑脱,防水板下滑。
止水带施工
二次衬砌的变形缝、施工缝是隧道施工的薄弱环节,也是隧道工程防水的重点,在施工中要高度重视。隧道环向纵向施工缝采用外贴式橡胶止水带+中埋式橡胶止水带;沟槽分段施工接头处于水沟周边设一道遇水膨胀止水条进行防水处理。变形缝采用外贴式橡胶止水带+中埋式钢边橡胶止水带+嵌缝材料进行防水处理。
工艺流程
挡头模板钻钢筋孔 → 穿钢筋卡 → 放置止水带 → 下一环节止水带定位 →灌注混凝土 → 拆挡头板 → 下一环止水带定位
施做方法
沿衬砌轴线每隔不大于0.5m钻一φ12的钢筋孔。将制成的钢筋卡,由待灌混凝土侧向另一侧穿过挡头模板,内侧卡进止水带一半,另一半止水带平靠在挡头板上。待混凝土凝固后拆除挡头板,将止水带拉直,然后弯钢筋卡紧止水带。
施工控制要点
(1)检查待处理的施工缝附近1m范围内围岩表面不得有明显的渗漏水,如有则采取必要的挡堵(防水板隔离)和引排措施。
(2)按断面环向长度截取止水带,使每个施工缝用一整条止水带,尽量不采取搭接,除材料长度原因外只允许有左右两侧边基上部两个接头,接头搭接长度不小于30cm,且要将搭接位置设置在大跨以下或起拱线以下边墙位置。
(3)止水带对称安装,伸入模内和外露部分宽度必须相等,沿环向每0.5m设二根φ6mm短钢筋夹住,以保证止水带在整个施工过程中位置的正确。止水带处砼表面质量应达到宽度均匀、缝身竖直,环向贯通,填塞密实,外表光洁。
(4)浇注混凝土时,注意在止水带附近振捣密实,但不得碰止水带,防止止水带走位。止水带施工中泡沫塑料对止水带进行定位,避免其在混凝土浇筑中发生移位。
止水条施工
工艺流程
制作专用端头模板 → 浇筑先浇衬砌段时形成预留槽 → 浇筑下一段衬砌混凝土前安装止水条。
施做方法
水平施工缝先浇筑混凝土在初凝后、终凝前根据止水条的规格在混凝土端面中间压磨出一条平直、光滑槽。环向或竖向施工缝采用在端头模板中间固定木条或金属构件等,混凝土浇筑后形成凹槽。槽的深度为止水条厚度的一半,宽度为止水条宽度。清洗后,在灌注下循环混凝土之前,将止水条粘贴在槽中。
施工控制要点
(1)二衬混凝土初凝后,拆除端头模板,将凹槽压平、抹光,凹槽的
宽度略大于止水条的宽度。
(2)止水条安放前,先已浇筑混凝土端部充分凿毛、清洗干净。
(3)止水条在衬砌台车移动前4h左右安装,安装前最好先在凹槽内涂抹一层氯丁胶粘剂,止水条顺凹槽拉紧嵌入,确保止水条与槽底密贴,并用水泥钉固定牢固,同时在端部混凝土面上涂抹一层界面剂。
(4)止水条若有搭接,则可将止水条切成对口三角形,用氯丁胶水粘结。接口处不得有空隙。
(5)在二衬混凝土浇筑前,先在水平施工缝基面铺设25~30mm与浇筑混凝土同标号的水泥砂浆,经均匀、充分振捣后使基面与新浇筑混凝土有25~30mm水泥砂浆,新老混凝土结合牢固。
劳动组织
防水板施工一般需要4~6个人一组,施工人员经培训合格后上岗,并保持相对稳定,可根据施工现场情况及时调整:止水条、止水带以及排水盲管作业根据现场情况具体组织。
机具设备
防水工程的质量要求
(1)衬砌不渗水,结构表面无湿渍;
(2)混凝土抗压强度和抗渗压力符合设计要求;
(3)防水层连接紧密,无渗水现象,立面拐角的防水毯无空鼓和皱褶;
(4)材料甩头预留长度不小于规定长度,其收边和保护达到了设计要求;
(5)防水层的破损处已按要求修补达标;
(6)防水层与其它防水材料的连接符合设计要求
施工注意事项
(1)流水作业人员必须经过培训上岗,技术人员应加强现场指导,严把质量关。
设计采用的注浆防水等措施,严格按照设计和有关技术规定执行。
(2)施工缝垂直设置,不留斜缝,确保止水条形成全封闭的防水圈。
(3)在防水砼拌和前,应加强对原材料的检验,合格的材料方能用于施工。在浇注过程中应加强振捣,确保砼的密实性。
(4)洞口段施工时,应注意隧道中心水沟和边墙侧沟与洞外排水设施的顺接,确保排水畅通。
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知识点:隧道防排水技术
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隧道工程
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铁路隧道防水施工技术及运用【摘要】铁路隧道对防水有比较高的要求,如果采用的施工技术不合理,则会出现渗漏水情况,这不仅会导致衬砌混凝土碳化速度加快,而且也会造成隧道结构的破坏,影响隧道的使用寿命。论文以实际工程为例,对隧道工程施工中暗挖隧道施工、变形缝施工、止水带施工等防水施工技术进行了介绍。 引言
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