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公路隧道防水施工技术探讨
发布时间:2014-07-15
 在隧道施工建设过程中,解决好防水问题是确保隧道工程质量、从根本上消除隧道安全隐患和增加隧道寿命的重要环节。选择好防水材料和正确的施工方法是隧道防水成功的关键。本文结合辽宁省抚(顺)通(化)高速公路玳珉关隧道对防水板的应用及防水施工技术进行探讨。

  一、工程概况

  玳珉关隧道位于辽宁省抚(顺)通(化)高速公路南杂木镇与夹河镇之间,设计为双洞两车道隧道。隧道左线桩号ZK132+030-ZK132+650,全长620米;右线桩号YK132+025-YK132+652.5,全长627.5米,属中长隧道。线路呈东北—西南走向,隧道进口端洞口处在两山谷的冲沟中。施工中采用了由进口端单向掘进的方式施工,进口端位于残坡积缓坡内,隧道进口端左线40米、右线38米范围,埋深仅8米~21米,属典型浅埋区段。

  测区属北温带大陆性气候:冬夏长春秋短,四季分明,气温变幅较大,年平均气温5℃~6℃。降水量随季节变化明显,年降水量800毫米~900毫米。地下水以第四系孔隙水及碎屑岩风化、构造裂隙水为主,水量随大气降水量及节理裂隙发育情况变化而变化,围岩富水性不均一,透水性较好,隧道开挖时可发生滴水及淋雨现象,断层处甚至涌水。

  二、防排水设计

  该隧道采用复合式防排水设计,防水工程包括衬砌柔性防水工程及衬砌漏水防水工程;排水工程包括衬砌背面排水工程、路缘排水工程及洞顶截水工程。遵循以“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜,综合治理”的原则。

  合成树脂防水卷材的主要技术性能指标:采用1.2毫米厚ECB(乙烯-共聚物沥青)防水板(与密度不小于每平方米300克的土工布点状复合)。纵横方向的性能均应满足。断裂拉伸强度(常温)大于或等于14兆帕;断裂伸长率(常温)大于或等于500%;撕裂强度大于或等于60千牛每米;低温弯折温度:-35℃无裂纹;不透水性:在0.3兆帕压力下,30分钟内无渗漏

  防水板的搭接头采用焊机焊接,双缝,焊接宽度大于或等于20毫米,搭接宽度大于或等于100毫米,不得漏焊。

  三、防水施工准备

  1.材料选择

  为保证工程质量,防水板材料的选择至关重要。依据设计及技术规范等要求选择合格材料,保证每批材料抽检合格。

  2.施工准备

  2.1 设备准备

  (1)热合焊接机2台,用于防水材料之间搭接时进行热合焊接。

  (2)热风焊枪2把,在铺设防水材料进程中,用其对人为或其它原因造成防水板破损而进行的修补。

  (3)检漏器,用于检测双焊缝搭接质量,加压检查焊接是否牢固。

  (4)另还需配备作业平台1个、电钻2台、电烙铁2把、小压轮2个、钉锤2把等。

  2.2 现场准备

  测量隧道断面,利用作业台车对断面进行修整,首先应凿除喷射混凝土表面葡萄状结块,用电焊或氧焊将初期支护将外露的锚杆头和钢筋头等铁件齐根切除,在割除部位用细石混凝土抹平覆盖,以防刺破防水板。对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平。采用细石混凝土抹平明显坑洼。在初期支护面上标出拱顶中线和垂直于隧道轴线的断面线。

  检查防水板的质量,是否有变色、老化、波纹、刀痕、撕裂、孔洞等缺陷;在防水板边沿划出焊接线和拱顶中线;防水层按实际轮廓线长度截取,对称卷起备用。

  四、施工技法及流程

  1. 防水板的铺设

  1.1 铺设防水板加土工布

  防水板加土工布铺设采用无钉铺设工艺,从上向下的顺序铺设,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加土工布全部面积均能抵到围岩。

  1.2 防水板加土工布吊挂

  在隧道边墙,拱部按纵、横向间距1米,用电钻钻孔,打入膨胀螺栓,将3毫米的铁线水平拉紧固定在螺栓上。将防水板加土工布沿台架环向展开,人工将防水板加土工布托起,紧靠岩面,吊挂在已固定的铁线上。将已吊挂好的防水板加土工布,与下幅防水板加土工布粘成整体,接缝处放平加压粘接牢固,搭接宽度不小于10(铁路现在要求15厘米)厘米。按上述方法逐环向前铺设。纵向搭接与环向搭接处应加强一层防水板。多层防水板焊接时,搭接部位的焊缝必须错开,不得有三层以上的搭接重叠

  1.3两幅防水板加土工布的搭接宽度不应小于10厘米,防水板加土工布的搭接缝与衬砌施工缝要拉开距离,并不小于1米~2米。环向铺设时,下部防水板加土工布应压住上部防水板加土工布。

  1.4 防水板加土工布之间连接采用双缝焊机,热楔双焊缝技术,焊缝搭接宽度不小于10厘米,每道焊缝宽1.5厘米。防水板施焊前不同操作人员、不同焊机应进行焊接试验,合格后方可进行正式焊接。

  1.5 首先将防水板加土工布焊接处擦拭干净,无灰尘杂物、无积水,并保持干净清洁,然后对焊机进行调试温度,并对样品试焊,符合要求后,方可开始焊接。采用热楔双面焊机,焊机为自行式焊机,焊接时一人在前整理防水板加土工布,一人手持焊机,一人配合即可。施工时,严格控制温度、速度和压力,一般速度控制在每分钟1.5米~1.8米,温度控制在500℃~550℃,有均匀溶浆,无焊碴即可,并经常用铁刷子将焊嘴上的焊碴等杂物及时清理干净。压力控制在600牛~650牛,最大不得超过1000牛。

 2.焊缝检测

  撕裂破坏检测:将试焊样品进行撕裂测试及抗拉检测。检查断裂处是否发生在有效焊缝外,同时检查焊缝有效宽度。

  气压检测:将焊缝两端用特制铁夹夹紧密封,将检测针头插入焊缝一端两道焊缝之间的气槽,用手动气泵打压至0.25兆帕为止,观察15分钟,若压力值下降值小于10%为合格,否则应查找漏点,并及时修补。

  五、施工要点

  1.质量保证措施

  1.1 要随时检查焊接质量,防水布有无漏洞。有破损漏洞及时修补。

  1.2 在完成铺设后和进行二次衬砌前,应对防水板进行全面认真的严格检查,防止施工过程的某些遗漏和人为损坏。

  1.3 对发现的破损处要进行标记,并及时进行修补,修补时,补丁要剪成圆角,不宜剪得过小。修补质量以手撕不掉为准,如能被撕掉需重新修补。

  1.4 二次衬砌前还应注意加强对防水板的防护。

  1.5 进行二次衬砌浇注时,更要注意对防水板的保护,因为此时再使防水板破损,将无法再进行修补,必将留下长期的隐患。

  1.6 在二次衬砌完成后,要注意对防水板预留部分的保护,以保证下一施工段的顺利进行。

  2.防水板的保护

  2.1 衬砌端部预留的接头防水板要采取防护措施,防止飞石砸破防水板。

  2.2衬砌加强钢筋的安装、各种预埋件的设置、挡头模板的安装、混凝土输送管道的就位以及灌筑混凝土等作业都很有可能出现撞破、刺穿或烧穿防水板的现象,防水板一旦遭到破坏必须立即进行修补。

  3.施工时的注意事项

  3.1 开始挂防水布之前,先检查岩面是否有突出的尖锐棱石,如果有,应先将尖锐棱角打掉,而对于凹陷得特别大的地方,要先用喷射砼填充起来。

  3.2 在挂外层防水板时,要让防水板紧贴岩面,锚钉应尽量钉在四处,并保持防水板有一定的自由运动空间,防水板要焊接好,防止脱落。

  3.3 对于在挂防水板时损坏的地方,要逐一检查出来,焊补好。

  3.4 打混凝土的过程中,要随时检查防水板有无被拉动、脱落、损坏,如有应及时修补,并派专人在现场检查修补。

  六、防水板铺设与相关工序间的关系

  1.初期支护与防排水系统施工密切相关,爆破效果好,初期支护表面平顺,能保证防水板与喷射混凝土表面密贴,同时钉与钉之间防水板松弛量的预留易得到合理控制。

  2.衬砌背后的各种排水管必须按设计认真设置,遵循“以排为主,防排结合”的原则,确保排水畅通,以降低二次衬砌背后的水压力,从而延长防水板的使用寿命,达到防水可靠的效果。

  3.浇注二次衬砌混凝土前,必须将边墙基底的浮渣清理干净,否则会造成洞身衬砌不均匀沉降,混凝土施工接缝处的防水板易被拉裂。

  4.浇注二次衬砌混凝土时,在输送泵的出料口处要设防护物,防止出料管冲出的料流不断冲击防水板,将防水板磨破。

  七、结束语

  防水板的应用及防水施工技术在本隧道防水施工中取得明显效果,在多次检查中得到业主的好评。满足拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水,隧道衬砌背后不积水,排水沟不冻结,人行横通道拱部不滴水,边墙不淌水的要求。为隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全打下了基础。

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