基于工程案例的隧道施工防水技术研究

基于工程案例的隧道施工防水技术研究

摘要:本文结合工程案例,以隧道施工中的防水技术为研究对象,探讨了隧道渗漏水的原因,给出了预防措施,在此基础上,笔者探讨了预防渗漏水的施工工艺,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词:工程隧道防水施工

1 工程概况

某隧道为单线铁路隧道,全长1040m,预留电气化铁路,为全线最长隧道,埋深最大为38.8m。隧道位于低缓丘陵上,地形起伏不大,岩层受多期应力作用,节理、裂隙发育,褶皱严重。地下水较发育K=0.3m/d。

该隧道自开工以来,经过合理配置生产要素,科学组织、精心施工,严格按新奥法原理组织施工。施工中展开科技攻关,严格把关。隧道衬砌施工结束后达到了不渗不漏的目标。

2 渗漏水原因

2.1 混凝土自身的原因

普通混凝土在硬化过程中,由于多余水分(未起水化作用的游离水)的蒸发,在混凝土中留下开放性毛细孔道,特别是混凝土拌合物在沉降泌水过程中析出的水一部分被挤向上面,一部分积聚在集料颗粒的下

面,使其间形成透水通路。这样,当围岩节理发育,岩石破碎,风化严重时,大气降水和地下水就会渗到混凝土中,当水压较大时,洞内就有渗漏现象发生。

2.2 施工因素造成的渗漏水

(1)混凝土和易性欠佳,或施工工序质量控制不严,导致混凝土质地不均匀;捣固不密实,水泥与骨料不能很好地粘结,形成疏松层或留下各种形状的透水缝隙。(2)衬砌材料中有杂物,腐烂后形成缝隙或孔洞。(3)施工缝未做处理或处理不好,挡头板粗糙,有的用杂木、片石堵塞,漏浆严重,产生漏水缝隙。(4)灌注衬砌时,地下水流入混凝土,改变了混凝土的水灰比,造成混凝土内泌水通道增加。(5)隧道围岩较差,采用先拱后墙法施工的拱脚回填不密实,拱墙结合处不密贴,造成渗漏水。(6)明洞与暗洞连接处未留沉降缝,因不均匀下沉造成衬砌开裂;明洞外贴式防水层施工质量差,特别是明暗洞结合处防水层处理不好,造成渗漏水。(7)隧道两侧围岩性质差异大,边墙基础沉降不均匀引起衬砌混凝土开裂。

3 预防措施

隧道渗漏水应以预防为主,即通过完善合理的设计,严格控制施工质量,特别是衬砌的灌注质量,以施工缝的处理来消除衬砌中的渗水缝隙,并严格按设计要求做好防水处理,才能有效地避免渗漏水的出现。

3.1 设计方面

做好工程地质和水文地质勘探工作,切实掌握围岩的地质构造、裂隙和节理情况、地下水的类型,以及隧道顶面的地形、积水情况等,并据之制订防水措施;选用适宜的防水措施和防水材料,对其有侵蚀性的水应考虑采用防腐蚀水泥,以延长衬砌的寿命。

3.2 施工方面

在施工时,应当对渗漏水的预防给予高度的重视,尽量在施工阶段把防水设施完全做好,而不要等以后再处理。为此,做了以下工作。

(1)严格按设计及给定的配合比配制混凝土。混凝土中掺入适量粉煤灰,提高混凝土密实性,采用泵送混凝土连续灌注,以减少施工缝,并加强混凝土的振捣和养生。(2)不断完善爆破技术,实施控制爆破,严格控制超欠挖,光爆效果多次受到业主及监理单位的表彰。(3)必须根据隧道的水文地质情况、水流性质、渗流量的大小、岩层裂隙倾向及地表水补给情况,严格按设计做好衬砌背后的排水设施,尽可能将施工用水、排水及永久性排水统筹考虑,这是工作的重点。

4 预防渗漏水的施工工艺

我国隧道工作者通过理论和实践经验的总结,提出“以排为主,截、堵、排相结合”的综合治水方法。在该隧道主要以排为主,达到了不渗

不漏的治水目标,现将具体作法介绍如下。

排,是将地下水排入隧道内,再由洞内水沟排出。“以排为主”就是给地下水以排的出路,但不是只排不堵,为了“排”就必须“截”、“堵”。

此处所讲的“截”、“堵”、“排”只是针对衬砌混凝土基岩中渗流水的综合治理,使隧道达到不渗不漏的目的。混凝土施工缝是防水的最薄弱之处,稍有不慎,就会在施工缝处出现渗漏水,在保证混凝土施工质量的前提下,主要是对施工缝的防排水作了如下的施工处理。

4.1 施工工艺

(1)由于下水峪隧道采用全液压大模板衬砌台车,泵送混凝土浇筑,为了便于脱模及台车行车,台车设计考虑先灌注一部分矮边墙,以便于台车降位脱模。为此,治水工作从矮边墙着手,否则将出现矮边墙接头处渗漏。先按中线标高支好矮边墙模板,牢固后按测算施工缝位置预埋φ50软式透水管,渗涌水较大处加密布设。接着在矮边墙与边墙施工缝处纵向布设防水板,钉牢补好孔洞。按要求布设好后浇筑混凝土,浇筑混凝土时随时注意透水软管的校正,以免被挤走堵口达不到排水的目的。(2)将台车每两板间施工缝处拱部防水板与矮边墙防水布粘接上。台车长9m,在4.5m处布φ60～80稻草盲沟,与边墙φ50透水管接好,固定牢固,采用电钻打φ22孔,孔中钉入木桩,用防水布条包住钉在木桩上,以免浇混凝土时挤走拉断。(3)调整台车、立挡头模。立挡头模采用电钻沿施工缝钻孔后插φ22钢筋,外套φ40钢管支撑挡头板,

这样支撑挡头模牢固且快速,便于拆模。作挡头模时尽量不要将施工缝处防水板弄坏。(4)灌注混凝土。用输送泵灌注混凝土,灌注时注意整理防水板,将防水板浇筑在混凝土中。(5)拆挡头板。(6)修补拆挡头板时弄坏的防水板,预埋接缝处φ50透水管后将外露防水板钉于墙上,下部与边墙透水盲管套接,并用防水布包扎,以免浇筑时分离开堵住,流水不通而形成水压引起渗漏水。(7)浇筑下一板混凝土。浇筑时注意将接缝处防水板浇筑于混凝土中。

4.2 注意事项

在施工缝防治水施工过程中注意以下几方面的问题。

(1)在施工矮边墙时,布设防水板一定要留出一定余地,并将盲管埋于防水板与围岩之间,不能布设反了,以免矮边墙顶渗漏水。浇筑混凝土随时校正软式透水管,以保证其位置正确。(2)布设盲管时一定要用 2 cm宽的防水板条将盲沟固定于围岩上,并且固定间距环向约50cm一条,以免盲管被混凝土挤走,保证不了其位置。(3)施工挡头板时将施工缝处外侧防水板轻折与挡头板紧贴,避免施工钢筋及钢管时穿破,拆出挡头板后及时检查,并将破坏处粘补牢固。(4)预埋施工缝处φ50软式透水管时,一定要将透水管包住,再将防水板钉于围岩上,然后粘补好钉孔。(5)浇筑下一板混凝土时,一定要注意将施工缝处防水板浇筑于混凝土中。(6)浇筑混凝土须一次连续全断面浇筑完毕,并保证振动质量。