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铁路隧道防水层的施工技术及质量控制策略

2022-06-01李金澳

设备管理与维修 2022年8期
关键词:基面止水带铺设

李金澳

(中铁十九局集团第二工程有限公司,辽宁辽阳 111000)

1 工程概况

成昆铁路永仁—广通段扩能工程,线路全长92.009 km,旅客列车设计速度160 km/h。本标段起讫里程为DK707+035.85—DK724+854.65,长度为17.819 km,沿线施工中涉及到的主要构造物包含:隧道2 条/17.171 km,桥梁2 座/299.64 m,涵洞2 道/111.56 横延米,车站1 个。

2 防水板施工技术分析

2.1 施工工艺及流程

防水板双焊缝铺设法施工工艺流程如图1 所示。

图1 防水板施工工艺流程

根据二次衬砌施工进度合理安排防水板施工时间,通常宜超前1~2 个衬砌段铺设防水板;所处位置与开挖掌子面保持足够的距离,且不可受到爆破施工的扰动性影响。铺设作业装置选用专用台架,先根据设计图纸测量放样,以此为基准,将防水板铺设到位。为保证防水板的完整性与稳定性,尽可能不设置接头,并以木螺钉或无钉的方式将防水板铺设至指定位置,施工中留有合适的余量。

2.2 基面处理

施工前落实准备工作,复核中线位置和高程,详细检查断面尺寸并做出判断,要求衬砌的实测厚度和净空均达标。净空检查采用激光断面仪,每10 m 检测一个断面,准确判断实际情况。

基面有渗漏水时,用注浆的方法封堵,或是铺设排水板等设施,将水引导至侧沟,直至基面基本不存在渗漏水为止。基面局部有外露锚杆头、钢筋头等材料时,将无用部分切除干净,最终使基面具有平整性,不存在裂缝、空鼓问题[1]。

2.3 缓冲层的铺设

(1)在拱顶测放纵向中线,按照从拱部开始逐步向两侧边墙推进的顺序将缓冲层铺设到位,结合基面凹凸情况留合适的富余量。

(2)塑性垫圈、缓冲层均设置在基面上,为保证稳定性,用射钉或膨胀螺栓固定,固定点统一按梅花形布置,点位间距根据各部位而定,边墙处0.8~1.0 m,拱部0.5~0.8 m。

(3)缓冲层搭接宽度不小于5 cm,通常情况下仅需设置环向接缝即可,必要时设轴向接缝(长度不足时),并保证缓冲层与基面紧密贴合。

(4)在现场配套作业台架,由施工人员在该处铺设。以隧道拱部为起点,向两侧同步推进,将防水板稳定置于指定位置;与热塑性垫圈连接时,较为合适的是热熔的处理方法。为使防水板表面与基面紧密贴合,实铺长度与初支基面弧长的比值控制为10∶8。

(5)防水板在洞外下料,得到合适尺寸的材料后平铺在地面上,以便根据施工需求及时拼焊,此方法可将部分工序安排在洞外完成,减少洞内焊接工作量,在相对狭窄的隧道内部作业空间中具有可行性。防水板施工时尽可能减少接头数量。相邻两幅防水板所形成的搭接宽度不小于10 cm。搭接缝以热熔双焊缝的形式为宜,单条焊缝的有效焊接宽度达到15 mm 或视实际情况适当增加;由具有资质的焊工操作,避免漏焊、虚焊等焊接质量缺陷。

(6)环向铺设防水板时应注重稳定性要求,使下部防水板压住上部防水板;为满足施工要求,部分区域存在纵向搭接和环向搭接,其衔接部位采用丁字接头,并额外覆盖一层防水板材(材质不发生变化),用热熔焊接法做焊接处理,使其具有稳定性。

(7)搭接焊缝质量检查采用充气法,期间控制好压力,待实际数显值达到0.15 MPa 后不再充气,稳压2 min,判断该时间段内的压力状况,下降幅度在30%以内时,则说明焊缝质量满足要求。此外,对于防水板补焊部位,较适宜的是负压检查的方法。考虑到钢筋焊接、混凝土浇筑施工均具有扰动作用的情况,特采取防护措施,以免防水板受损。

(8)预留洞室的防水板铺设施工时注重对材料尺寸和形状的控制,先由专员加工,将达标的防水板材置于指定位置,用焊接的方法将其与边墙防水板连接于一体。预留洞室成形效果较差时,先用混凝土补平,再铺设防水板。需注意的是,补平部分需与原结构稳定结合,因此采用同强度等级的混凝土。

2.4 挂板台车就位

防水板材铺设装置采用刚度和强度均良好的简易台车,为之配备行走装置,提高施工的灵活性;除此之外,搭建工作平台,使其可以根据需求到达隧道周边的任何部位。台车精准就位,中心恰好处于隧道中线上,在此前提下采取稳固措施,提高台车的稳定性,使其在作业时无晃动以及倾斜[2]。

3 土工布施工技术

通过简易台车的配合,将提前准备的无纺布置于设计要求的位置用射钉固定,使其稳定在初期支护结构表面。射钉呈梅花形布置,根据具体部位调整布设间距,拱部0.5~0.8 m,边墙部位适当加宽,即0.8~1.0 m,每环射钉与防水板边缘保持约40 cm的间距。

4 止水带施工技术

4.1 止水带施工

止水带的应用场所主要集中在衬砌变形缝和施工缝两处,以合理的方法将其设置到位,发挥止水的作用。二衬止水带通常选用中埋式橡胶止水带,以分段的方法将其放置在挡头板处,施工工艺流程如图2 所示。视实际情况选择合适的接头形式,较常见的有热接或冷接方法。

图2 中埋式止水带施工工艺流程

(1)严格控制止水带接头的位置,不宜设在结构转角部位,且非必要时尽可能不设置接头。

(2)按要求将止水带埋设至指定位置,使其中间空心圆环与变形缝的中心线保持重合。对止水带进行固定以及混凝土灌注施工期间,均要加强对止水带的防护,在此过程中不可受损或偏位,否则均会影响最终的止水效果。为了保证止水带所处位置的准确性,可用钢筋定位,有效减小位置偏差。

(3)止水带先施工一侧混凝土时,采取有效措施用于支撑端头模板,使其具有严密性,以免漏浆。

(4)对于存在隧道断面变化的区域,宜抹成圆弧形(半径50 mm 或视实际情况增加),转角处的阴角也需采取该项处理措施,此时有利于止水带的施工。而对于转角以及断面变化部位,在该处施工止水带时其转角半径应满足“不小于200 mm”的要求。

(5)有效保证止水带的完整性,不可在该处穿孔打洞。对止水带做固定处理以及灌注混凝土时,均合理操作、加强防护,以免钉子、钢筋等刺破止水带;施工过程中注重观察,若有此类问题,则及时采取修补措施,使止水带恢复完整。

(6)混凝土浇筑时加大振捣力度,排除聚积在止水带底部的气泡,此时可提升止水带与混凝土的结合稳定性,但振捣时需控制作业设备的位置,不可造成止水带受损以及偏位。

(7)止水带施工时,尽可能避免接头,若因特殊需求而设置接头,则切实保证接头的稳定性,同时接头所处位置以距离铺底面至少300 mm 的边墙处较为合适。接头方式根据止水带的材质以及止水部位而定,其中,橡胶止水带的常见接头形式有两种,即搭接或复合接,粘贴前先详细清理接头表面的杂物,形成至少10 cm 的搭接长度,以提升稳定性。对止水带采取固定措施时,加强对止水带所处位置的控制,避免偏移。

(8)止水带周边混凝土的浇捣施工要求较高,应控制振捣作业的冲击力,以免在受力过大出现橡胶止水带受损的情况。但必须保证有足够的振捣力,以提高混凝土的密实性,使其与橡胶止水带紧密结合[3]。

4.2 止水带的检查

(1)用钢卷尺检查止水带的实际横向位置,其与设计值的偏差不可超过5 cm;纵向位置的检查依然用钢卷尺完成,参照的是沉降缝(作为中心),使止水带在该处对称分布,偏离中心不超过3 cm,否则不满足位置要求。

(2)检查止水带与衬砌端头模板保持正交。可用角尺检查,若无法实现正交则予以调整,否则会影响止水带的有效长度,不利于止水。

(3)检查止水带的压茬方向。上部止水带靠近围岩,下部止水带靠近衬砌。

(4)检查接头。要求其抗拉伸强度至少达到母材的80%,若有强度不足的情况,则重新焊接或粘接。此外,接头表面应保持平整、光洁。

5 结语

综上所述,铁路隧道是铁路沿线建设中的重点内容,其施工质量将直接影响行车安全。针对铁路隧道易发生渗漏的情况,工程人员有必要加强技术研究,提高防渗漏水平。本文着重对铁路隧道防水层的施工技术展开探讨,体现在防水板施工、土工布施工、止水带施工三大方面,希望所提的施工技术要点可以作为类似工程的参考。

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