公路隧道土木工程中的防水防渗施工技术
2020-08-06
(中交一公局西南工程有限公司,四川 成都 610091)
1 工程概况
公路隧道所在处的地质、水文条件都较为复杂,在缺乏完善的防水防渗措施时易发生渗漏现象,若长期处于渗漏水状态,排水沟的排水效果也将大打折扣,严重影响隧道功能的正常使用,此时虽然采取维修手段但只能在一定程度上缓解渗漏,存在“治标不治本”的问题[1]。对此,必须加强对防水防渗施工技术的探讨,改善该技术的应用效果,提高隧道结构的防渗漏能力,避免其在运营过程中发生渗漏水现象。
珠角拉山隧道正洞长 4605m,最大埋深 550m,进出口桩号K1330+555~K1335+160;平行导洞总长4636m,最大埋深550m,进出口桩号PK0+052~PK4+688。该隧道出口端围岩水文条件欠佳,围岩裂隙水较发育,洞内长期伴有较大的出水量,日均3200m3,由于地质条件的特殊性,导致反坡排水难度明显偏大,因此以何种方式做好洞内防排水作业是重点内容,值得深入探讨。
2 防水防渗施工质量要求
本隧道主要采取衬砌自防水方式,其中以施工缝和变形缝的设置尤为关键,辅以初期支护面防水层,以保证隧道防水等级可达到一级标准,在施工和使用期间不出现任何渗水现象。衬砌背后采取防水板和土工布相结合的方式,各施工缝和变形缝的施工中均采取中埋止水带防水措施,以保证其至少具有P10 的抗渗等级。针对局部地下水发育的路段,要求其抗渗等级至少达到P12。
3 防水防渗施工技术探讨
3.1 暗洞衬砌防排水施工技术
3.1.1 排水管施工工艺流程
排水管施工工艺流程具体为:埋设中心排水管→设横向排水管→设纵向排水管→连接排水管(利用三通管连接)→反包纵向排水管。
3.1.2 施工技术要点
洞内布设φ100PE 半圆引水管,利用该设施高效引水,再通过中心排水管的作用顺利排水出洞。初支后方布设半圆引水管,在结束初支作业后应保证其表面不出现渗漏现象,否则需在具体位置设半圆引水管,以发挥出引水的作用,最后借助中心排水沟导至洞外。
(1)横向排水管:选用φ100PE 波纹管,按照纵向10m 的间距标准依次设置,一端设置三通管以实现对纵向排水管的连接,剩余一端则对接至中心排水管,形成完整的排水通道。
(2)纵向排水管:①主洞选择φ160PE 波纹管,按照1~2cm 的孔径标准打孔,再使用碎石土工布反包;中心排水管选择的是φ600 混凝土圆管。②平行导洞选择φ110PE 波纹管,平行导洞中心排水管是φ400 的混泥土圆管。
3.2 防水板施工
防水板要具有严密性与稳定性,采取无钉铺设工艺,包含的施工环节较多,具体有以下环节:施工准备→喷射混凝土→基面检查→纵环向盲管铺设→缓冲层铺设→防水板悬挂→焊接机焊接→焊缝检查→模板台车就位→止水带条固定→浇筑混凝土养护→结束。
3.2.1 施工准备
EVA 防水板的规格为幅宽3m、厚1.5mm,对于初支存在渗漏现象的,设φ100mm 半圆引水管实现高效引水;设置好超前小导管、锚杆等构件后,应切断其凸出的部分,用锤铆平后均匀涂抹砂浆素灰,具体如图1所示。针对管道凸出的问题,较合适的是采取砂浆抹平的处理方式;对于锚杆凸出现象,螺头顶预留5mm 切断后再使用塑料帽处理;加强对初支结构的质量控制,保证其不出现空鼓、裂缝等质量问题[2],表面尽可能平整,凹凸量最大值不允许超过±5cm。
图1 砂浆素灰抹面示意图
3.2.2 防水板铺设
以二次衬砌施工进度为准,防水板超前10~20m 施工,配套自动爬行热焊机用于焊接作业,在专用台车的支持下有序铺设。做好分离式防水板铺挂前的准备工作,无纺布固定在喷射混凝土上,要求搭接宽度至少达到50mm,暗钉固定是较为合适的方式,固定点间距通常为拱部 0.5~0.7m、边墙1.0~1.2m,各点均呈梅花型排列。防水层铺设平顺,保证足够的松弛度,防止浇筑混凝土时固定点脱落。相邻防水板搭接宽度应超过150mm,对于采取分段铺设方式的防水板,应保证各板预留60cm 的搭接余量。环向铺设作业时,遵循先拱后墙的原则;纵向铺设时,则应做到顺坡搭接。无论何种铺设方式,都要使下部防水板可稳定压住上部防水板。
防水板施工选用的是自动双缝热熔焊机,严格控制温度和速度,焊缝宽度应达到15mm。结束焊接作业后,两焊缝间必须预留空气道,通过气密性试验结果评价焊接质量。焊前清理中以防水板除尘尤为关键,若清理不到位,将因为夹杂灰尘而导致焊接不严密的情况[3]。
3.2.3 施工技术要点
(1)防水板搭接作业选择的是热焊器,利用该设备焊接,经过试验后确定合适的焊接温度和速度。经验表明,焊接温度以200~270℃较为合适,速度0.1~0.15m/min。若焊接速度偏快,焊缝稳定性不足;若焊接速度偏慢,易焊穿。
(2)检查焊缝,若存在漏焊或假焊的情况,应及时补焊;对于焊穿或破损现象,需用同材质的防水板进行补焊。
(3)二衬钢筋焊接过程中,可使用石棉水泥板遮挡,实现对防水层的有效防护;二衬结构混凝土灌注施工时,泵管不宜直对防水板,否则会导致防水板受损甚至脱落。
3.3 止水带及止水条施工
二次衬砌施工中,变形缝和施工缝极易出现质量问题,作为较脆弱的部位,该处的防水防渗工作必须落实到位。
3.3.1 施工工艺流程
施工流程具体为:挡头模板钻孔→穿钢筋卡→设止水带→按照设计要求确定下一环止水带安装位置→灌注混凝土→拆挡头板。
3.3.2 具体施工方法
沿衬砌轴线方向以0.5m 的间距(不宜超过该值,可根据实际情况合理缩小间距)钻φ12mm 钢筋孔,制作φ10mm 钢筋卡并从待浇筑混凝土侧穿入,使其顺利穿过挡头模板,内侧卡进止水带一半,剩余部分平靠在挡头板上。检测混凝土的状态,当其凝固后即可拆除挡头板,确保止水带能够被有效拉直,设弯钢筋以保证止水带的稳定性[4]。
3.3.3 施工控制要点
(1)确定施工缝周边1m 的范围,检查该处是否存在渗漏水现象,若存在则采取隔水板隔离等防治措施。
(2)各施工缝分别设一条止水带,在非必要的情况下不采取搭接的方式,若由于特殊情况而必须搭接时,则要尽可能减少搭接数量,保证搭接长度达到30cm 及以上。焊接焊缝施工所用设备以小型热焊机为宜,焊缝宽度达50mm。
(3)止水带的安装遵循的是对称原则[5],伸入模内和外露两部分的宽度应保持一致,沿环向以0.5m 为间距依次设2 根φ6mm 短钢筋,使其夹紧止水带。加强焊接接头的质量控制,该处外观应具有平整光洁的特点。
(4)浇注混凝土时加强振捣,但不可碰触止水带,以免出现止水带偏位或受损的情况。
(5)取衬砌厚度的1/2,将该值作为止水带埋设深度控制标准,径向允许偏差±5cm,纵向允许偏差±3cm。
(6)塑料止水带可利用焊接机焊接,若为橡胶止水带,此时较合适的是热压机硫化搭接胶合的方式,严格控制接头强度,该值应达到母材强度的80%或更高。对于使用冷接法专用粘结剂连接的情况,此时搭接长度应达到20cm,且粘结剂必须均匀分布。
4 结束语
公路隧道运营环境复杂,渗漏水现象较为普遍,防水防渗是重点施工内容,通过合理的防水防渗施工技术有助于提高隧道结构的防渗漏水平。本文则以公路隧道土木工程为背景,围绕其中的防水防渗施工技术展开探讨,提出具体的技术要点,以供参考。