大坪隧道结构防排水施工技术

2013-08-15程传涛

科技传播 2013年7期

程传涛

中铁二十三局集团第四工程有限公司，四川成都 610014

0 引言

大坪隧道位于广西省桂林市永福县境内，全长398m，围岩类型为V 级复合加强偏压，采用CRD 法开挖，二次衬砌采用不低于P8 耐久性抗腐蚀砼，防水等级为一级。该隧道大部分为石夹粘土，施工期处于雨季，因该地区雨量充沛所以渗水严重，土质含水量大，施工技术复杂，施工风险等级高，施工难度大，为本标段重点控制工程。

1 结构防排水主要技术措施

1.1 防水板铺设

防水板的拼装及焊接：根据铺设段环向长度和每节衬砌长度在洞外对防水板进行预加工。采用热合焊接双焊缝无钉敷设技术，拼接成幅面宽2.0m 的防水板卷成卷备用；

1）在准备防水层铺设前基面之前，应首先切除隧道初期喷射的混凝土表层上的锚杆头和钢筋露头，切除后再行使用细石混凝土进行磨平处理。凹坑深度比要控制在1：10 之内，超过这个比例的同样必须用细石混凝土填平。如果凹坑太大则需要补充喷射混凝土。这样做得目的就在于确保混凝土的表面比较平整，没有尖锐棱角；

2）在铺设400g/m2土工布时，应当首先把单幅无纺布固定在某一特定的位置，然后再使用热熔衬垫、射钉等专门器物将无纺布紧紧地固定于喷射好了的混凝土之上。需要注意的是，热熔衬垫、射钉宜呈梅花型布置，参数可以参考拱部间距0.5m～0.7m，边墙1.0～1.2m。此外，无纺布的铺设要保持松紧适度的状态，一方面要紧贴在混凝土表层上，但不能因其过紧而导致被撕裂；另一方面，又要避免无纺布过松导致无纺布褶皱造成蓄水点。比较适宜的状态是无纺布幅间搭接宽度大于10cm；

3）在铺设防水板之前，应先使用作业车将防水板加土工布牢牢地固定于某一特定的位置，固定好后，再使用手动电热熔接器对其进行加热处理，这样做的目的就在于使防水板能够焊接在专用热熔衬垫上。防水板在铺设时同样要注意松紧适度，不仅要与无纺布充分接合在一起，并且还要紧贴于喷射混凝土表层上。防水板搭接缝与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1m 以上；

4）在使用自动双缝热熔焊接机对防水板进行自动热熔焊接时，首先要清除掉防水板表面的灰尘，要按照预先给定的温度和速度进行焊接，同时，焊缝的有效宽度不应少于1cm。焊接完毕之后要注意在2 条焊缝之间留出一条空气道，以便使用空气检测器对焊接质量进行检测；

5）检测防水板的焊接质量，一般可以采用检漏器。具体方法是，首先把空气道的一端封堵住，然后从另一端使用空气检测器进行打气加压，如果压力可以达到0.2MPa～0.5MPa，就说明防水板的焊接是完全粘合的。否则的话，就需要使用肥皂水之类的检测液，把漏气的位置找出来，然后用热熔器再行手动焊接修补，修补之后再用同样的方法检测，直到完全粘合为止；

6）防水板破损处修理：只要一旦发现防水板有破损的地方，就必须及时修补。具体做法如下：首先取一小块防水板，在置放于破损处之前，必须清除掉二者表面上的灰尘，然后再用手动电热熔接器进行焊接，焊接完毕后再使用真空检测器进行检测，直到合格为止。

2.2 混凝土结构自防水

二次衬砌采用自防水混凝土，抗渗等级不低于P8，拱墙砼掺加防水剂，仰拱砼掺加高效抗裂防水膨胀剂。防水砼结构衬砌厚度不小于30cm。

2.3 系统排水盲管的布设

系统排水盲管由纵向盲管、环向盲管和连接盲管组成。纵向排水盲管沿纵向布设于左、右墙脚水沟底上方，为φ100 透水管；环向排水盲管，为φ50 透水管，沿隧洞环向周边布设。环向盲管与纵向盲管用“T”形接头连接，每隔5m～10m 在水沟外侧留泄水孔，并用连接盲管与纵向盲管相连。安装布设环向排水管时，需要先在喷射砼面上进行定位，一般按设计图纸布设线位，但是也允许根据隧道洞壁的实际情况做一定的调整。可以在集中出水点的水源方向钻孔，孔的大小根据引水盲管确定，然后将引水盲管插入到孔内，在其外围则使用速凝砂浆进行封堵，其用意在于引导地下水从引水盲管集中流出。

2.4 注浆堵水

对隧道开挖后围岩表面裂隙股状出水及面状淋渗水进行堵水。围岩表面裂隙股状出水时，在裂隙两侧斜向向裂隙进行钻注浆孔；围岩表面面状淋渗水时，垂直岩面钻孔。孔径50mm，孔长1.5m，孔口间距1m～1.5m，单孔扩散半径微2m，注浆孔与出水裂隙面尽量大角度相交。注浆压力小于0.5MPa。注浆采用水泥浆，水灰比1：1，裂隙涌水较大时，先钻孔引水卸压，再对裂隙进行注浆，最后用膨胀快硬水泥对引水孔进行封堵处理。

隧道初期支护初喷混凝土后，存在大面积渗漏水或大股涌水时也采用注浆堵水。在裂隙两侧斜向向裂隙进行钻注浆孔，孔径50mm，孔口间距1m～1.5m，单孔扩散半径微2m，注浆孔与出水裂隙面尽量大角度相交。注浆压力小于0.3MPa。注浆采用水泥浆，水灰比1：1。当初喷层表面出现股水时，采取埋管引排，将股水通过引排管引至隧道侧沟，引排管采用PVC管，管径80cm。

2.5 施工缝、变形缝防水处理

2.5.1 施工缝防水处理

施工缝通常有竖缝和平缝两种，在进行防水施工时，首先须在二次衬砌砼灌注后的4h ～12h 内，用钢丝刷将接缝处的砼面刷毛或用高压水冲洗，直至露出表面石子。在新砼灌注前，将接缝处清理干净，保持湿润，先刷水泥浆两道，再铺设10mm 厚水泥砂浆(用原砼配合比，除去粗骨料，也可掺加膨胀剂)，过0.5h 后再灌注砼。

结构环向施工缝处理方法为：中埋式止水带。拱墙、仰拱为明暗洞分界处埋止水带采用钢边橡胶止水带，其它采用橡胶止水带。

纵向施工缝处理方法为：混凝土接触面涂以遇水膨胀止水胶，并设置外贴式止水带。

自行制作的拼装式钢模或木模接挡头板，需要根据衬砌厚度及其形式来安排，单块钢模的宽度应是衬砌厚度的二分之一。与此同时，可以将制作好的钢模按照安装时的先后顺序做好编号工作。等待全断面液压钢模衬砌台车就位后，根据编号顺序一一安装好钢模挡头板，挡头板中间使用橡胶止水条沿着隧道方向夹住，两端则使用U 形卡固定。

2.5.2 变形缝防水处理

变形缝之所以产生，乃是由于刚度不同的结构在承受不同的压力后，会产生一定的不均匀沉降，进而出现的结构缝隙。本标段变形缝采用缓膨型遇水膨胀橡胶止水带止水，拱墙变形处衬砌外缘与防水卷材结合部位以聚硫密封胶封堵，衬砌内缘3cm 范围内采用聚硫密封胶封堵，以外2cm 范围内设置U 型镀锌钢板接水盒，其余空隙缝隙间充填沥青木丝板；为减少仰拱变形缝两侧沉降，仰拱部位二次衬砌内设φ50 双层抗剪钢筋，钢筋环向间距50cm，仰拱变形缝采用在填缝料填塞密实。

2.5.3 止水带（条）安装与定位

1）纵向施工缝

纵向水平施工缝浇筑砼在初凝后，终凝前根据止水条的规格在砼基面蹭压磨出一条平直、光滑槽。然后放止水条，使其一部分露出施工缝平面，然后浇注下一流段的混混凝土。将预留一半橡胶止水条浇筑在砼衬砌中。

水平施工缝在砼浇筑前，先在基面上铺25mm～30mm 与浇筑砼同标号的水泥砂浆，竖向施工缝控制入模点与基面有一定的距离，经均匀、充分振捣后使基面与新浇筑砼有25mm～30mm 水泥砂浆，新旧砼结合良好。

2）环向施工缝

首先需要安置摆设好背贴式止水带，然后将背贴式止水带固定于某一位置，固定好之后，再将中埋式止水带置设于最中间的位置，摆设妥当后，需要对其进行粘贴或者焊接定位处理，最后再用模板将其固定住，一端安装浇筑砼，另一端则使用箱形木板加以保护，待砼达到一定强度后方可拆除模板以及箱形保护。

制造拼装式钢模挡头板的技术参数为钢模的宽度应是其衬砌厚度的1/2，在挡头板的中间，使用橡胶止水条夹住，两端则使用凹槽型定位卡固定。橡胶止水带采用定位筋固定在衬砌环向主筋或锚杆上。预留一半橡胶止水带浇筑在下一循环砼衬砌中。

2.5.4 变形缝处的砼灌注与振捣

对于竖直向上的止水带两侧的砼要通过加强振捣的方式使之确保密实，与此同时还需要将止水带以及砼表面的气泡排挤出来，确保止水带与砼能够紧密牢固接合。对于水平向的止水带，应等待止水带下方充满砼并对其振捣密实，然后将止水带置放于平行位置再压出一定数量的砼浆，最后再浇灌止水带上部砼。

为了避免影响防水质量，可以采用牛皮纸隔离层对变形缝外侧的密封胶进行隔离，但是需要注意的是，变形缝侧壁与密封胶之间呈紧密粘贴的状态，务必确保其密封严实，从而杜绝渗漏水现象的发生。嵌缝质量密实，表面不容许出现开裂、脱离、滑移、下垂和空鼓、塌陷等缺陷，嵌填密封胶之前，清除槽内浮碴、尘土、积水，粘结密封胶的砼基面必须平整、干燥、干净、无任何污染。