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从七道梁隧道渗水处理浅谈隧道抗渗技术

2017-09-09黄晓辉

中国科技纵横 2017年15期
关键词:公路

黄晓辉

摘 要:七道梁隧道渗水部位主要在二衬模板接缝处的拱顶和拱腰位置,受季节影响较小,在雨季,渗水量稍有增大,在冬季,衬砌上也经常挂冰。经过20年的运营,隧道内电气、保温、消防通风等设施严重老化,隧道渗水严重,造成侧壁瓷砖脱落,拱顶涂装污染,个别路段由于路面渗水造成断板、脱皮等病害,严重影响了车辆运行的平稳性。本次改造是对隧道路面、渗水、照明等设施进行综合維修处理。根据七道梁隧道渗水现状,对隧道病害产生的原因、危害进行分析,并提出病害处治的方案,保证公路隧道的运营安全,以期为工程实践提供指导和帮助。

关键词:公路;隧道渗水;处治方案

中图分类号:U453.6 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)15-0087-01

1 概述

七道梁隧道位于甘川公路G212线K19+282.5—K20+847.5盘山越岭线地段,是国道212线的重要组成部分,全长1560米,山顶海拔2660m,北山坡地形陡峻,基岩裸露。南山坡地形较缓,地表为黄土覆盖。地层比较简单,仅露出白垩系和第四系地层。白垩系以泥质胶结的砾岩砂岩为主,有少量的砂页岩。第四系主要有黄土坡残积层和冲击地层。发布于南北坡较陡的坡脚处,除两段洞口外,隧道洞身全部位于白垩系地层。

2 渗水原因分析

隧道不可避免地要经过含水量较高的地层,如果没有可靠的防水、引水措施,地层水就会侵入隧道,影响其内部结构与附属管线,乃至危害到隧道的运营和降低隧道使用寿命。该隧道渗水的原因主要有:

2.1 工程设计因素

由于七道梁隧道的修建较早,防水等级设计较低,不能满足现有防渗水要求。

2.2 施工因素

(1)混凝土没有按防水的设计要求进行施工,抗渗混凝土标号低于相应标准,且施工缝处混凝土密实度不高,界面有裂隙,从而出现渗水现象。(2)由于建成时间长,防水设施失效,造成隧道渗水。混凝土自身的防水在隧道工程防水中无疑具有重要作用,但由于设计、施工、材料等方面的原因,混凝土结构本身往往是有缺陷的。而隧道工程在重大荷载作用下产生的不均匀沉降和拉压应力,以及混凝土结构自身产生的懦变,都会引起隧道工程围护结构主体的一些部位产生裂纹、裂缝,并在各种构造节点部位产生变形、位移,导致水的渗入,产生渗漏现象,同时由于有害介质对混凝土的腐蚀,如硫酸盐的侵蚀,造成混凝土中CaO、Ca(OH)2成分的减少;石灰溶出腐蚀,使混凝土中的CaO、Ca(OH)2溶于水中被带走;混凝土的碳化加速钢筋混凝土中钢筋的锈蚀,进而促进钢筋混凝土强度下降,造成裂缝的扩展等,也会导致渗漏现象的产生,因此隧道工程单靠混凝土自防水是不可行的,附加防水材料是必要的。

3 隧道病害处治方案

遵循“防、排、截、堵相结合,刚柔相济,综合治理”的原则,实施以下防水措施:

3.1 渗漏水处理引水的施工工艺

(1)查找漏水点(裂隙):对整个隧道衬砌进行漏水点(裂隙)查找,为下一个工序作好准备。(2)凿槽:沿渗漏水裂缝或施工缝骑缝凿“U”型槽,槽的宽度和深度取决于渗漏水的流量,一般宽约10-15cm、深约8-10cm,所凿的槽要延伸至排水沟上边沿以下30cm,以保证水能顺畅排走。(3)做引水空腔:埋设MF7型半圆软式透水管做引水空腔,每一条环行裂缝形成主引水通道,将其余的渗漏裂缝和渗漏点引入至主引水通道;在每一条环行裂缝两端把水引入两边排水沟,以形成引水网络系统。(4)封缝:在严格清洗槽内混凝土表面的基础上,再用半管PVC管覆盖住槽中施工缝,然后用凯利特堵漏宝封住两边,固定PVC管,做到PVC管两侧不留空隙。(5)嵌涂柔性防水材料:在封缝之后嵌上BW遇水膨胀嵌缝胶,以适应缝的变形及热胀冷缩,达到永久防水的目的。(6)在遇水膨胀嵌缝胶外面,用凯利特堵漏宝进行封闭。(7)表面加固:用环氧砂浆将槽压实抹平,加强表面防渗能力。(8)养护:按照所用材料性能的要求养护,确保表面防渗能力。

3.2 隧道套衬病害处治的施工工艺

根据对衬砌回弹模量检测,并对病害严重部位钻芯取样进行混凝土强度测定结果表明,衬砌的整体比较稳定。重点是对出现剥落、掉块、碳化的部位进行处理。隧道套衬横断面图,如图1所示。

(1)在做好排水处理措施后,对衬砌病害部位进行表面清洗,凿除表层碳化、腐蚀严重混凝土。(2)在原混凝土和衬砌混凝土之间铺设防水板防水层,其材料为热塑性塑料,防水板之间的搭接采用热风焊接,使用垫片法固定到原混凝土层上,从而形成整体的柔性防水衬套。同时采用止水带将整个防水层分成一个一个的防水单元,并预设注浆设施。(3)铺设二衬钢筋。二衬内设钢筋应使环向受力主筋焊接成环,确保结构整体受力。施工时严格定位,并控制好混凝土保护层厚度。沉降缝处钢筋须截断。(4)安装模板,设施注浆口。(5)浇筑混凝土。施工时不得发生钢筋偏位及跑模现象。(6)拆模、养生。

这种衬套防水系统,不仅具有良好的防水效果,而且能有效地减少衬砌模注的约束应力,减少了内衬混凝土干缩时的约束应力,使内衬混凝土的裂缝变少。另外,在结构允许的一定变形范围内,不但能够保持良好的防水效果,同时还能防止结构混凝土因开裂或不密实而遭受含有害介质地下水的侵害与破坏,提高了结构主体混凝土的使用寿命。

4 效果

该工程防水系统自2012年6月开始施工,于年底完工,总体来看,基本达到了预期的防水效果,而且还收到了良好的综合效果:首先,复合衬砌之间设置防水板防水层,不仅具有良好的防水效果,而且由于其表面光滑,能有效地减少套衬砌模注砼的约束应力,避免套衬砌模注砼产生裂缝。其次,施工方便,速度快,有利于各工序衔接,避免窝工。

5 不足

由于没有充分考虑到现场施工情况的复杂性,因此没有设置防水分区系统,但从实践来看,将防水层成品完全保护好是非常难于做到的,而一处渗水后,水就会窜到其它地方,造成整个防水系统的防水效果大打折扣。

6 结语

隧道渗水一直是困扰安全运营的难题,采用合理有效的措施进行处治,以保障隧道运营安全成为养护工作中的重点。在渗水处治中,以“防、截、排、堵相结合,因地制宜,综合治理”的指导思想,在实践中取得良好的效果。达到了较好的防水效果,同时防水系统具有可修复性,确保了防水系统在隧道使用期间一直能够发挥充分的防水作用。

参考文献

[1]重庆市交通委员会.公路隧道养护技术规范.人民交通出版社,2003.endprint

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