铁路隧道防排水论文

2024-10-05

铁路隧道防排水论文(精选8篇)

铁路隧道防排水论文 篇1

摘要:大跨大断面隧道,特别是在浅埋且围岩地质条件较差的情况下,为保证隧道防排水施工的质量,保证隧道衬砌表面不渗不漏、排水系统通畅、填充混凝土面干燥无积水,文章以位于贵昆线六盘水至沾益段增建二线工程上的乌蒙山二号隧道出口四线车站隧道为例,通过现场实际施工,对山区软岩大跨大断面四线铁路车站隧道防排水施工进行了研究。

关键词:软岩;大断面;铁路车站;隧道工程;防排水

1概述

随着我国经济与社会的繁荣发展,运输行业也得到很好的发展,在这个过程中大力推动运输的同时减少环境污染是工作重点。进入21世纪以来,我国铁路得到了更好的发展,客货共线铁路以及城际铁路的时速都有所提升,更好地实现了修建工作。目前随着西部大开发战略的实施,在不同地区,地形地质条件也是重要影响因素,很多车站无法伸入到隧道内,导致建成的铁路只能是单线形式。优秀的车站建设应以双线运营为主,部分地区结合需求设置成三线车站。铁路路线网络逐渐向山区辐射,更好地实现多区域建设,拥有高标准的铁路。铁路建设的前期准备工作需要进行充分设计,但在实际操作中,因为曲线的半径不同、地形地质条件的差异、环保要求等方面,导致铁路沿线建设比较困难,现对铁路标准的双线条件进行分析,以便做好四线车站隧道建设。

2工程概况乌蒙山二号隧道出口段四线车站隧道,是改建铁路

贵昆线六盘水至沾益段增建二线的重难点工程。乌蒙山二号隧道中心里程为DK282+220,全长12260m,为全线最长的隧道,是全线的控制性工程。该隧道位于六沾铁路贵州省境内。隧道出口段扒挪块车站伸入隧道,DK287+778~DK288+350段形成四线车站隧道,长572m;其中DK287+778~+812段为双线隧道至四线隧道过渡段,长34m,DK287+812~DK388+350段538m为四线隧道段。四线隧道范围最大开挖宽度达28.42m,最大开挖面积为354.33m2,经过四川省科学技术信息研究所查新,此两项指标均为目前软岩单跨交通隧道的世界之最。由于四线车站隧道跨度大,结构安全性要求高,因此对防排水也提出更高的要求,同时也是车站隧道内铺设、挂设、埋设及架空线路的需要,是车站隧道内人员通行的需要,也是车站隧道衬砌外观的需要。要求隧道衬砌表面不渗不漏、排水系统通畅、填充混凝土面干燥无积水。

3四线车站浅埋段防排水施工关键技术

3.1浅埋段防排水施工难点分析

浅埋段工法技术特点是边墙大拱座混凝土先施工完成,然后施工拱部衬砌混凝土。由于拱部初期支护设置于大拱座的顶部,将防水板切断,致使分部衬砌接缝处的防排水施工成为难点。

3.2浅埋段防排水施工关键技术

3.2.1浅埋段防排水设置概况。浅埋段工法的防排水措施主要分为边墙防排水和拱部防排水,(1)V级大拱座曲墙衬砌段,衬砌外两侧边墙脚、拱脚(边墙顶)均各设一条100纵向盲管;边墙脚纵向盲沟与侧沟之间设置50横向联系水管,间距一般10m;拱部衬砌背后设置50环向盲管,10m一道,集中出水点应予以加密;边墙背后设置50竖向盲管,10m一道,将边墙顶纵向盲管汇水引入边墙脚纵向盲管,再经横向联系水管引入侧沟;(2)大拱座的顶部设纵向止水带,由于顶部防水板被拱部初支拱架穿过,所以在防水板穿孔处采用双组分聚硫密封膏进行封堵,拱部防水板必须与大拱座顶部的防水板焊接牢固;(3)隧道洞内设双侧水沟和中心水沟,中心沟与侧沟每隔10m采用50横向联系水管连接,将水引至中心沟。隧道喷射混凝土与模筑混凝土之间拱墙范围设置土工布和防水板,土工布与防水板分离铺设,防水板接缝应与隧道“三缝”错开;(4)隧道纵向施工缝设置中埋式止水带,纵向施工缝V级大拱座曲墙衬砌段按拉通4道计列;(5)正洞二次衬砌抗渗等级不得小于P8;(6)二次衬砌拱顶预留50注浆孔,注浆孔纵向间距5m。3.2.2边墙与拱部衬砌接缝处防排水技术要点。(1)拱部环向排水管引入纵向排水管:将拱部防水板外侧的水流引入纵向排水管;(2)增设纵向排水管:将拱部环向排水管水流和拱部沿防水板流下的水流引入纵向排水管,经过纵向坡度引出隧道;(3)边墙环向排水管引入边墙上部纵向排水管:将接缝处部分积水引入边墙下部后排出;(4)接缝混凝土进行凿毛止水:凿毛提高接缝处止水能力;(5)接缝设置纵向中埋式止水带;(6)双组分聚硫密封膏嵌缝止水:在接缝外侧设计密封膏嵌缝止水,防止水渗出。

3.3浅埋段防排水改进意见

虽然采取了很多防排水措施,但是实际施工中,由于拱部防水板和边墙防水板无法在接缝处完全焊接(因为拱部初支钢架与大拱座预埋钢板连接而将防水板隔断),且大拱座混凝土顶面设计为向内侧的斜坡,为此处积水提供方便,不利于水流向衬砌背后流走,这些均为接缝处渗水创造了条件,导致个别点出现渗水。建议同类其他工程设计时,增加以下措施:3.3.1大拱座顶部设计成外侧低50cm的错台结构,不利于水沿施工缝渗入,而是利于水流入衬砌背后经底部横向排水管排出。3.3.2拱部初支钢架直接置于大拱座外侧错台混凝土上,只进行接触连接,此时可以将大拱座外侧防水板平铺后置于拱部钢架及喷射混凝土的底部,以便于和拱部防水板焊接,并且此接缝处防水板建议铺设2层,每层厚度不低于2mm。3.3.3接缝处设置双层钢边止水带。

4四线车站深埋段防水施工关键技术

4.1深埋段防排水施工难点分析

深埋段工法技术特点是一次整体衬砌施工,防排水铺设跨度大,防水板、止水带超长,施工难度大。

4.2深埋段防排水施工关键技术

4.2.1深埋段防排水设置概况。(1)深埋段落在衬砌外两侧边墙脚各设一条100纵向盲管,拱墙衬砌背后设置50环向盲管,10m一道,集中出水点应予以加密,纵向盲沟与侧沟之间每隔10m设置50横向联系水管,将围岩汇水经横向联系水管引入侧沟;(2)隧道洞内设双侧水沟和中心水沟,中心沟与侧沟每隔10m采用50横向联系水管连接,将水引至中心沟;(3)隧道喷射混凝土与模筑混凝土之间拱墙范围设置土工布和防水板,土工布与防水板分离铺设,防水板接缝应与隧道“三缝”错开;(4)隧道全环环向施工缝设置中埋式止水带,拱墙范围环向施工缝采用双组分聚硫密封膏防水,环向施工缝按间距10m一道计列;(5)隧道纵向施工缝设置中埋式止水带,按拉通2道计列;(6)正洞二次衬砌抗渗等级不得小于P8;(7)二次衬砌拱顶预留50注浆孔,注浆孔纵向间距5m。4.2.2深埋段防排水技术要点。(1)拱墙防水板自一侧边墙底部沿支护面铺设至另一侧边墙底部,中间无接缝;(2)防水板接头与衬砌施工缝错开至少1m;(3)环向止水带中间无接头;(4)纵向止水带采用粘接搭接。

5四线车站隧道防排水施工质量控制要点

5.1防水板铺设质量控制

5.1.1防水板的重要性。隧道防排水主要采用防水系统和排水系统共同作用而达到防排水效果,防水层系统一般由缓冲层和防水层材料组成。本工程的缓冲层材料采用的是土工布(400g/m2),防水层材料采用EVA防水板(≥1.5mm)。防水板在整个防水系统中主要起到防水的作用,它的铺设质量将决定整个系统的防水功能;许多隧道在建成后漏水现象十分严重,这与防水板施工有密切关系。5.1.2防水板质量问题产生的原因。造成防水板破损的原因有多方面,归纳起来大致有以下三种情况:(1)喷射混凝土表面或围岩表面显著凸凹不平,防水板铺设过松过紧;(2)锚杆突出喷射混凝土表面,防水板直接与之接触;(3)灌注衬砌混凝土时的摩擦力,使防水板过度紧绷,结合部位被拉开。5.1.3避免防水板施工质量问题所采取的技术措施。第一,初支表面修整。(1)在铺设防水板前,将凹凸不平的初支表面通过水泥砂浆“填平补齐”。其表面的大致标准是30~40cm间的凹陷要小于5~6cm,原则上凹部的矢跨比要小于1/6。如设置格栅或型钢钢架,不应在2榀钢架间留有较大的凹槽,而应予以喷平;(2)该操作需要进行表面施工,突出锚杆头部施工特点,降低渗水等病害出现,更好地保证施工成果。针对防水板出现的破损,应做好有效处理,首先在防水板铺设前,利用可行的方式,切断联系,利用锚杆头部并用砂浆;其次要加设盖帽,使用加工后的帽盖,重点套在锚杆的头部。第二,防水板铺设。针对防水板的铺设,需要在支护初期,保持稳定性并有效验收。基于防水板的优化处理,要从喷射混凝土面的下方开始铺设,保持整体的间距,更好地实现围岩与混凝土的轮廓联系。当防水板表面出现凹槽时,避免铺设过紧,影响实际效果,在混凝土灌注中,整个过程受到挤压。需要富余长度,并与混凝土密贴。第三,保护防水板免受损伤。防水板施工后,应关注防水板的使用情况,尤其钢筋与灌注混凝土绑扎中,容易损坏防水板,所以在混凝土喷射的极端凹凸部分,进行适当处理,实现锚杆头部与集中涌水点保护。安装防水板时,要确保防水板拥有可靠循环,并与基底密切相连。防水板的现场结合应了解防水板充分止水性与接合强度,这是防水板保护的重要方法。施工机具的保护需要遵从安全性、施工性能,衬砌作业时要特别注意不使防水板破损,做好局部处理。第四,防止防水板在模板安装和混凝土灌注时的损坏。防水板进行衬砌模板移动时,要安装必要的操作设备,通过可靠的维护,降低防水板破损的几率。(1)堵头版施工中造成的防水板损坏。这个过程中,堵头板的质量是整体操作的重要环节,其由木板加工而成,如果与防水板接触可能会造成板面损害,所以要在防水板之间加设缓冲垫进行缓冲;(2)灌注中的防水板破损发生后,混凝土泵的应用能够降低灌注孔附近的混凝土涌出,防止其在直接接触后出现问题。采用捣固器时也要注意防水板的可能破损的情况;(3)防止悬吊夹具固定地点出现漏水。衬砌采用钢筋加强时,在防水板的内侧配置钢筋要固定好。一般来说,贯穿防水板的钢筋要采用夹具。

5.2排水管路施工质量控制

本隧道为排水型隧道,因此衬砌背后的排水系统应使水流通畅地排出。衬砌背后的围岩渗漏水通过排水盲管导入侧沟,再通过横向联系水管导入中心水沟,集中排出隧道。5.2.1环向排水盲管的质量控制。在土工布与防水板之间,每隔10m设置一道Ф50打孔波纹管,此管是将衬砌背后的围岩渗漏水导入纵向排水盲管,因此此管路对排水起到重要作用,在施工时应特别注意。环向排水盲管应按设计间距布设,布设时应尽量平顺、无弯曲,并要预留一定的松弛量,防止在浇筑混凝土时断裂。5.2.2纵向排水盲管的质量控制。在隧道的两侧边墙底脚处,沿隧道纵向方向设置了一道Ф100打孔波纹管,此管是将环向排水盲管导入的水流进行归管,然后再引至侧沟。此管与环向排水盲管采用三通相连,因此要保证三通与波纹管之间连接牢固;此管在布设时,应用无纺布进行包裹,以防混凝土或其他杂物进入管路,对管路造成堵塞。5.2.3横向联系水管的质量控制。本隧道横向联系水管为Ф50不打孔波纹管,分为两根:一根是侧沟和纵向联系水管联通;另一根是侧沟和中心水沟联通。与侧沟相连的联系水管,采用三通连接,此联系水管标高是控制关键,侧沟端管口要低于纵向排水管端,这样才能将纵向排水管中水流引入侧沟。在浇筑侧沟混凝土前,应用无纺布将管口堵好,以防混凝土流入管内,对管路造成堵塞,失去通水作用。与中心水沟相连的联系水管,也要按设计要求控制好标高,应使侧沟水流能顺利流入中心水沟。在浇筑侧沟混凝土前,应用无纺布将管口堵好,以防混凝土流入管内,对管路造成堵塞,失去通水作用。

6结语

通过对乌蒙山二号隧道出口四线大跨段防排水的成功施工,从而解决了大跨度大断面铁路隧道在防排水施工中存在的质量通病,在实际过程中取得了很好的效果,所得成果可为今后类似工程提供参考。

参考文献

[1]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.[2]程传涛.大坪隧道结构防排水施工技术[J].科技传播,2013,(7).

铁路隧道防排水论文 篇2

关键词:防水,治水,排水

在铁路建设中, 地下工程项目在各条干线上日趋增多, 但防水问题一直是困扰地下工程的难题之一。一些渗漏水严重的地下工程 (隧道、车站) 不得不多次治水、修补, 给企业、国家造成巨大的经济损失。

1 铁路隧道防排水现状

我国铁路隧道起步较早, 20世纪80年代以前, 铁路隧道施工主要采用传统矿山法施工, 整体式衬砌, 由于没有采取完善的防水设施, 造成隧道建成后有三分之一左右的隧道出现漏水病害。20世纪80年代后我国隧道施工开始采用新奥法施工, 使隧道的渗漏情况有了一定的改善。随着我国修建大量的长大隧道, 对隧道的防排水有了新的要求。目前铁路隧道设计中由过去“以排为主”转变为“防、排、截、堵相结合, 因地制宜综合”的原则。采用防排水设施措施有:由环向排水管、纵向排水管和隧道两侧的排水沟或中央水沟组成完善的排水系统;在复合式衬砌之间设置防水卷材加土工布构成防水板。这些材料多为工程性能好的高分子材料, 这都极大地改善了铁路隧道的渗漏状况。

但是为了保证高速铁路安全运行和设备正常运转, 根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》 (TZ214-2005) 和《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》 (铁建设[2005]160号) , 隧道衬砌和设备洞室衬砌防水等级应达到《地下工程防水技术规范》 (GB50108-2001) 规定的一级防水标准, 即二次衬砌不允许渗水、二次衬砌表面无湿渍。

2 洞内的防排水设计和施工

客运专线隧道防排水设计, 采用“防、排、堵、截结合, 因地制宜, 综合治理”的原则;对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带, 预计地下水较大, 当采用以排为主;可能影响生态环境时, 根据实际情况采用“以堵为主, 限量排放”的原则, 达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。在岩溶发育地段, 则采用“以疏为主、以堵为辅”的原则, 应强调尽量维系岩溶暗河的既有通路, 严禁随意封堵溶洞、暗河。

2.1 防水

就是防止地下水渗入衬砌。包括喷射混凝土防渗、塑料防水板、施工缝防水、防水混凝土自身防水等。

2.1.1 喷射混凝土

喷射混凝土作为防水层是被国际隧协 (I-TA) 所提倡的, 国际隧协工作组对喷射混凝土作为防水层作了大量研究指出, 喷射混凝土作为防水层与防水板同样重要。

2.1.2 塑料防水层

塑料防水板是隧道防水的核心, 是隧道防水的重要措施。防水层不仅起到防水作用, 而且还对初期支护和二次衬砌起到隔离作用。因此防水层的施作, 应在初期支护变形基本稳定和二次衬砌灌注之前进行。防水层通常是由缓冲垫层与防水板两部分组成。塑料防水板厚度应不小于1.5mm, 选择耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料;其规格、材质防水板应符合设计要求及GB18173.1-2000标准, 缓冲垫层材料通常采用无纺土工布, 其材料应按设计要求选用, 一般采用射钉固定。固定点间距:一般拱部0.5~0.8m, 边墙0.8~1.0m, 底部1~1.5 m, 呈梅花形排列, 并左右上下成行固定。在凸凹较大的基面上, 在断面变化处增加固定点, 保证其与混凝土表面密贴。防水板铺设应超前二次衬砌施工1~2个衬砌段长度, 并形成初期支护表面验收段→防水板铺挂段→防水板质量检验段→二次衬砌施工段的流水作业面。

防水板铺设应采用无钉铺设工艺, 宜采用从拱部向边墙环状铺设, 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全部面积均能抵到围岩。用带热塑性圆垫圈的射钉将土工布平整顺直地固定在基层上, 土工布搭接宽度50mm, 可用热风焊枪点焊, 每幅防水板布置适当排数垫圈, 每排垫圈距防水板边缘40cm左右, 垫圈间距:侧壁80cm, 2~3个垫圈/m2, 顶部40cm, 3~4个垫圈/m2。两幅防水板的搭接宽度符合设计要求并不应小于100mm。环向铺设时, 先拱后墙, 下部防水板应压住上部防水板。防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接。

充气检查:在焊缝中央加气至0.25Mpa时, 停止充气, 若在15min内气压降在10%以内, 则说明焊缝合格, 否则说明有脱焊处。

2.1.3 施工缝、变形缝防水

施工缝是由于隧道衬砌混凝土施工时产生的, 是防水薄弱环节之一, 是隧道经常发生渗漏的地方。沉降缝是由于地质条件显著变化和衬砌受力不均地段设置, 为防止温度变化或混凝土收缩影响而引起衬砌开裂, 应设置伸缩缝, 这两种缝统称为变形缝。

二次衬砌结构混凝土施工应连续一次浇筑完成, 宜少留施工缝, 拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝。客运专线环向施工缝拱、墙部位设置中埋式止水带及排水管, 仰拱部位设置中埋式止水带;纵向施工缝涂刷混凝土界面剂。止水带应选用橡胶止水带。对水压力大、变形大的施工缝应选用钢边止水带, 当地下水有腐蚀性介质的应选用氯丁橡胶、三元乙丙胶材质的止水带。变形缝拱墙部位防水采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝、双组分聚硫密封膏嵌缝。沉降缝仰拱部位采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪的措施, 以减小沉降缝两边的不均匀沉降。

2.2 洞内排水

就是将衬砌背后的地下水排出。隧道排水采取在衬砌背后环向和纵向设置软式透水管盲沟, 盲沟伸入泄水孔管, 将水排到隧道两侧的水沟中, 隧道内设双侧沟加中心沟的方式排水。环向排水盲管沿纵向设置的间距应满足设计要求, 并应根据洞内渗、漏水的实际情况, 在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。安装时环向盲管应尽量紧贴渗水岩壁, 减小地下水由围岩到环向盲管的阻力;盲管布置应圆顺, 不得起伏不平。环向盲管安装时应用钢卡等固定, 再喷射混凝土封闭, 首先应用土工布将纵向排水管包裹, 使泥砂不得进入纵向盲管。其次, 应用土工布半裹纵向盲管, 使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内, 而不让地下水在盲管位置纵横漫流。纵向排水盲管在整个隧道排水系统中是一个中间环节, 起着承上启下的作用, 纵向排水盲管安装坡度符合设计要求, 通向水沟的泄水管应有足够的泄水坡。施工中应注意检查与上部环向盲管的连接, 应与环向排水盲管、横向排水盲管用变径四通连为一体, 形成完整的排水系统。四通管留设位置应准确, 接头应牢固, 防止松动脱落。中心排水管 (沟) 管径符合设计要求, 管身不得变形、不得有裂缝, 管身上部透水孔畅通。

中心排水管 (沟) 基础的总体坡度、段落坡度、单管坡度应协调一致, 并符合设计要求, 不得高低起伏。管路埋设好后, 应进行通水试验, 发现漏水、积水, 立即处理。

3 总结

隧道防排水施工探究 篇3

【关键词】隧道;防排水;施工技术

一、隧道防排水施工的基本要求

隧道的防排水工作,主要是将防、排、截、堵各项措施进行有效结合,从而达到综合治理的效果,以使水流排放通畅、工程运营合理经济。

对于隧道的覆盖层比较薄或其渗透性能较强的地层,在施工过程中要及早对其上部的积水进行处理,以免影响后续工作的连续进行。坡顶的天沟或截水沟要能够结合周围的农田位置及情况,建设永久性排水设施,且一定要注意出水口与进水口的各处标高要求,且要做好与其他排水设施的良好搭接与疏通。洞内顺坡排水要满足隧道中各项废水的排放量。而对于反排水则一般常见的是设置一些泵站设备,对积水坑内的水进行有序的排放,且一般要考虑了施工干扰因素等。

二、隧道在结构上的防排水施工

对于隧道的防排水设施是要经过严格的设计与精确计算的,其自身的防水能力与抗渗的等级是相对应的,要根据需要采用合适的防水混凝土做相应的防水层等各项防水设施。在一些围岩易于破碎或渗水情况严重也易于坍塌的地段要及时进行细石混凝土注浆,起防水的效果。

1.排水盲沟的设计与施工

在隧道两侧沿墙脚纵向方向上,应设置直径80mm的透水性盲管,分段将泄水孔拉进隧道的侧向边沟中,从而将防水层的背后的积水做到及时排放。在环向方向上也要间隔一定的距离设置透水性盲沟,对于一些较为集中的出水位置要做重点的引排措施。隧道一般常采用先墙后拱的方法进行施工,浇筑二衬边墙的混凝土时,要将盲管与搭接钢板的止水带进行适当的预埋,但对于纵向盲管而言则要严格按照设计规定将其固定在基面上。盲管通常情况下可用射钉或铁丝圈将其固定在基面上,而对于排水盲管也有严格的要求,必须要具有弹性及良好的透水性,要能承受大于0.5MPa的压力荷载,且要不易于锈蚀。固定好的盲管,要及时进行报检,只有经过监理工程师签字确认后才允许进行后续土工布的铺设等隐蔽工程施工操作。

2.防水板的铺设施工

(1)防水板的基层施工。在铺设防水混凝土初期支护时,不得出现有明流水,如果出现则需要对喷射混凝土的背后进行注浆堵漏的处理或凿槽引排水,只有等到基面上不再出现明显的水流现象为止,方能进行下一施工工序。防水层混凝土应在平整后才能进行铺设,一般的找平处理即可,再采用喷射混凝土或抹面砂浆进行处理。在喷好的混凝土表面要严格避免出现较大的石子等硬物造成基面上产生尖锐毛刺现象,入出现要及时的凿除干净,也可以采用适当的水泥砂浆进行涂抹与覆盖处理,从而避免其对上部施工的防水材料造成不必要的破坏。基面上不得出现较多的杂物,应予以及时处理,在不平处要做好补喷抹平等处理。对于施工缝部分也要进行严格处理,喷射必须平顺,以便于后期止水带等的安装与分仓效果的良好保证。在钢架部位也要严格执行混凝土喷射的平顺过渡,彻底避免出现高低不平的现象。

(2)土工布的铺设施工。首先要铺设好土工合成材料,然后在其上部铺设防水板,通常使用水泥钉将其所配备的圆垫片固定在基面上,一般以梅花形的布局居多,固定间距的拱部为50~80cm,而边墙则为80~120cm的范围,在出现高低不平的情况下要及时对其进行必要的固定处理。

(3)EVA防水板的施工。混凝土防水板铺设时一般采用沿环向的方向铺设两幅防水板,且要边铺边与暗钉圈进行焊接,对于两幅防水板的搭接宽度要不小于10cm的厚度,要能够真正保证搭接的牢固,防治出现二次衬砌中防水板的紧绷或由于厚度的原因造成的防水板自身的膨胀现象等,从而影响防水板的防水效果。对于防水板的焊接工艺,通常是采用热熔法进行手工焊接,焊接要保证效果的牢固可靠,以防在混凝土的灌注过程中出现防水板的脱落等不良现象。固定防水板的过程应注意不能将其拉的太紧,铺设完成的防水板应与基面的起伏情况保持一致,以免影响二次衬砌的混凝土灌注或防水板的与圆垫片的错位脱离。防水板采取的双焊接缝一般是热熔焊接,且焊缝的宽度要不小于2cm,接缝焊接后的强度要能够控制在自身强度的70%以上为宜。焊接完成以后还要进行严格的检测,通过充气加压的方法,保证压力能够持续在3分钟以上,在压力持续减小的过程中,检查各个部位是否出现漏气现象,以进行及时的手工补焊。

3.施工缝与变形缝的防水施工

(1)施工缝的防水施工。富水地段和断层破碎带的环向施工缝采用中埋式橡胶止水带和背贴式止水带,形成分仓防水系统。一般地段的环向施工缝仅采用中埋式橡胶止水带。纵向施工缝均采用埋设镀锌钢板止水带止水。

(2)背贴式止水带的施工要求。背贴式止水带应定位准确,要求止水带纵向轴线与施工缝应对齐。背贴式止水带与防水板之间应不透水焊接,焊接部位牢固可靠。要求背贴式止水带设置在隧道变形缝和富水地段施工缝部位,仅在收口时设置在防水层的端部,将止水带的两端不透水焊接在防水板表面,焊接宽度不得低于4cm,采用手工焊接。焊接完毕后采用检漏器进行充气检验,充气压力不小于0.1MPa,保持该压力不少于3min。

(3)变形缝防水。在明暗分界,土石交界处及活动性断层等部位设置变形缝,变形缝宽度为20~50mm,变形缝设背贴式止水带及中埋式止水带防水,施工应满足下列要求:变形缝部位的混凝土应振捣充分,振捣时振捣棒不得触及止水带,变形缝部位混凝土能否振捣密实对止水带的止水效果影响很大,应严格施工作业。变形缝内嵌缝前,应对变形缝内表面用铁刷进行清理,然后用高压水进行冲洗,待缝内混凝土表面完全干燥后,用專用注胶枪进行注胶,注胶应连续,中间不得有断点。

三、结语

隧道施工中总体的外界施工环境可以说是比较严峻的,在较为深入的隧道开挖中,一定要做好相应的安全施工防范措施,做好对各种危险气体的及时控制,实现对各施工人员生命安全的彻底保障。而对于工程中有关防排水的施工作业也是较为重要的一项,做好工程中各项防排水措施,以及各项相应的施工处理都是要严格进行落实的。在确保施工建设者生命安全的同时,有效提高工程的施工质量。

参考文献

[1]关宝树.隧道工程施工要点集(第2版)[M].人民交通出版社,2011.07

[2]李辅元,王东杰.公路隧道施工[M].中国电力出版社,2010.02

[3]王勇,王运周,贾飞宇.公路隧道施工技术[M].中国物资出版社,2011.04

高原严寒隧道综合防排水施工技术 篇4

高原严寒隧道综合防排水施工技术

渗漏水是隧道普遍存在的问题,在高原严寒山区,存在严重冻融冻胀问题,隧道防排水效果的好坏直接影响隧道的`结构、使用寿命与行车安全.结合河卡山隧道工程实例,介绍高原严寒山区隧道综合防排水设计,及防水系统、排水系统和立体排水防水板等的施工工艺及应注意的关键问题.通过冻融期检验,隧道排水系统畅通,无渗漏、挂冰、冻胀等水害现象发生.

作 者:饶胜斌 Rao Shengbin 作者单位:中铁十三局集团有限公司第四工程公司,黑龙江,哈尔滨,150001刊 名:国防交通工程与技术英文刊名:TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE年,卷(期):20108(1)分类号:U457.2关键词:公路隧道 防排水 高原 严寒山区

隧道抽排水方案 篇5

象山隧道5#斜井及出口工程

抽排水施工方案

中国中铁隧道集团有限公司 龙厦铁路ZD-Ⅰ标象山隧道出口项目部

2009年4月5日

一、工程概况

象山隧道位于福建省境内,起于龙岩市曹溪镇,止于漳州市南靖县和溪镇。设计行车速度200km/h。采用单线双洞、两条隧道并行的方案,左、右线线间距在13m~51m~10m间逐渐变化。左洞长度15898m,右洞长度15917m。为Ⅰ级风险特长隧道。象山隧道5号斜井长度327m,坡度9.8%。

二、水文地质情况

象山隧道基本处于花岗岩、硅灰岩、砂岩地层,原设计预测全隧道正常涌水量约22000m3/d(917 m3/h),最大涌水量不超过55000m3/d(2290 m3/h)。施工期间,大部分地段岩体破碎,裂隙发育,裂隙贯通性较好,地下水极发育,实测最高水压达2.5~3MPa,2008年,补充勘探后,隧道推算正常涌水量53140.9 m3/d(2215 m3/h),推算雨季正常涌水量86659.9 m3/d(3610 m3/h),推算最大涌水量达223220m3/d(9300 m3/h),因此,水文地质极其复杂。根据补充勘测结果计算5#斜井施工段涌水量1035 m3/h,2008年3月16日5#斜井正洞进口方向出现涌水,5#斜井内涌水量达1200 m3/h,并且水量逐渐增大,预计最大涌水量2000 m3/h。

三、抽排水总体方案及原则

进口方向主要利用隧道设计坡度自然排水,在翻越仰拱开挖及衬砌地段时,采用抽排,出口方向在掌子面附近设置临时集水坑采用水泵抽排,在掌子面后方设置小型抽水泵站(二级),采用抽水机抽排。隧道内涌水全部集中在斜井底,在斜井底设置大型抽水泵站(一级),采用抽水机集中抽

排水。

四、具体抽排水方法及设备配备

(一)井底泵站抽排水

5#斜井进入正洞各施工作业面出水,全部汇集到井底泵站统一排出。井底泵站设置在斜井与导洞底之间的正洞内,在正洞右线右侧YDK34+705洞室内开挖集水坑,长16m、宽3.0m、深2.5m,四周及铺底均采用50cm厚混凝土加固;在洞室外正洞底板也设置集水坑,长6m、宽3m、深2.5m;集水坑,总容水量165立方米。井底泵站共安装14台抽水机,另备用3台,安装排水管路共11趟。

1)设备配备: 抽水机设55Kw离心污水泵5台,每台流量176 m3/h,扬程为61m;设75Kw污水泵8台,每台流量315 m3/h,扬程为50m;设132Kw污水泵1台,流量每台485 m3/h,扬程为65m。泵站总功率1007Kw,备用3台,为预估涌水量的1.5倍。

2)管路布置: Ø159出水管9趟计3870m,Ø219出水管1趟计430m,Ø125出水管1趟计430m,从抽水机出水端口直达洞口大型沉淀池,泵站理论总排量可达3108m3/h。

3)电力配置:5号斜井配置3套10KV高压电源,高压进洞到抽水站的高压电缆2趟,其中备用1趟;抽水站内设315KVA变压器两台,设800KVA变压器一台,设630KVA变压器一台,专门为抽水机提供专用电源并可负载2060kw;因象山隧道施工段地处雷区,打雷时常同时停电,为保证洞内正常排水防止淹井,洞外设260KW备用发电机四台,可通过两趟高压电缆同

时为泵站提供专用电源。

4)线路布置:采用2趟高压电缆到抽水站变压器,用于泵站抽水,每台抽水机采用电缆带动工作。

(二)进口方向仰拱施工段抽水

进口方向掌子面出水利用隧道坡度自然排水,所以水流经过仰拱施工段时必须采用水泵抽排,仰拱开挖和仰拱混凝土分开施工,水流必须通过两次抽排才能进入已衬砌段水沟内,达到自然排水。所以在仰拱开挖作业面和仰拱混凝土作业面前面都设置临时集水坑,并采用水泵抽排,具体配置如下:

右线进口方向设备配置:6台7.5kw 的污水泵、8台5.5kw污水泵、7台3kw污水泵。

左线进口方向设备配置:6台7.5kw 的污水泵、6台5.5kw污水泵、6台3kw污水泵。

(三)出口方向抽水

左右线出口方向开挖为下坡,反坡排水采用二级抽排水式,掌子面设置临时集水坑,采用水泵抽排到二级泵站,然后通过二级泵站抽排到井底一级泵站,然后统一排出洞外。

左线掌子面配置1台7.5kw潜水泵、1台5.5kw水泵和4台3kw潜水泵;右线掌子面配置1台7.5kw潜水泵、1台5.5kw水泵和3台3kw潜水泵。

二级泵站排水措施

1)设备配备: 左右线各设22Kw抽水机2台。

2)管路布置:左线出口方向2趟排污管共计1200m,右线出口方向设两趟排污管共计860m,二级泵站理论总排量可达100m3/h。

3)电力配置:右线31通横通道口处安设一台160KVA变压器,供二级泵站抽水用电。

4)线路布置:自一级泵站变压器采用高压电缆到32通处160KVA变压器,低压输出由低压线至二级泵站供电抽水,自低压线由电缆带动抽水机工作。

(四)洞外污水处理

洞外斜井口设置大型沉淀池,分三级沉淀,沉淀池采用浆砌片石砌筑,内部砂浆抹面,混凝土铺底,沉淀池宽5.5m,长16m,深3.5m,集水池总容水量达308立方米,洞内污水统一抽排到沉淀池内,通过三级沉淀后,再排放到斜井口小溪内。

五、人员配备

井底抽水泵站设置抽水人员6人,设置修理人员6人;二级泵站各设抽水人员3人,各设修理人员1人;进口方向每处仰拱施工段设置抽水人员3人,修理人员1人,管路工3人;出口掌子面抽水人员各3人;管路维修、维护人员(管道工)6人;电线路、电力设备维修、维护人员(专职电工)3人。抽排水配备人员共63人。

六、应急处理方案

电力、电路、抽水机等设备双套配备,使用设备出现故障,立即启动备用设备,并及时修复设备故障,在斜井底抽水泵站大里程方向用砂袋砌

铁路隧道工程质量总结 篇6

一、工程概况

中铁八局大瑞铁路工程项目部第六分部施工里程DK58+480(阿克路隧道出口段)~D1K72+100段(大坡岭隧道进口段),由我分部施 工的该段工程全长13.635km,施工产值约4.2亿元。其主要工程量:桥梁:583.69m/3座,隧道:13026m/4座,黄秀塘5#岩堆处理及桥隧过渡段。

二、上半年质量情况

项目部始终将质量、安全放在首要位置。建立健全项目分部、施工班组二级监督管理,建立健全了质量保证体系、质量管理制度,成立了质量管理领导小组。项目部完善了质量管理制度,3月20日制定了《中铁八局大瑞铁路六分部质量管理办法》,从4月1日起执行,强化技术交底工作,加强施工工序管理,落实质量控制。

我部在桥梁、隧道施工中应坚持标准,严把质量关,控制好各道工序的技术参数。2011年上半年项目部完成施工产值1598万元,在上级领导的监督指导和全体员工的共同努力下,质量管理取得了较好的成效,质量形势良好可控,未发生任何质量事故。但是在一些细小环节上还有待加强,使质量管理再上一个台阶。

三、上半年质量管理重点

上半年施工的单位工程有阿克路隧道出口、栗子园1#隧道、黄秀塘2#大桥、大坡岭隧道进口(黄秀塘1#大桥、栗子园中桥、栗子园2#隧道均未施工)。

监理工程师论坛

1、落实规范化施工,杜绝隧道关门塌方和大变形

吸取了去年大坡岭隧道塌方的教训,今年在隧道施工的初期支护上加大了检查控制力度,严格按规范施工,杜绝了偷工减料的行为。在钢架制作、钢架安装(钢架间距、钢架连接、钢架落底)、锚杆施工、喷砼厚度等方面加强监控,确保按设计施工,对发现了有不按设计及规范要求施作的,按照《中铁八局大瑞铁路六分部质量管理办法》严惩不贷。

2、掌子面动态管理,严防掌子面塌方

在每循环开挖之前,由当班领工员和技术人员根据隧道围岩情况,确定隧道开挖进尺,对围岩较差地段,每循环进尺控制在0.6~0.8米(1榀钢架),并在一定程度上加密加长超前小导管,从根本上解决了掌子面塌方的威胁。

3、前面超前预报、后面监控量测,信息反馈指导施工

所有隧道都进行了TRT6000超前地质预报、红外线探水和掌子面地质素描,根据预报结果选用超前水平钻孔或加深炮孔再行验证,从而进行设计变更调整隧道支护参数,杜绝了掌子面塌方和隧道涌水突泥等隐患。在初期支护完成后进行隧道收敛变形监控量测,并进行回归分析,作为确定前方支护参数和后续工序施工时间的依据。

4、防排水施工工艺改进,杜绝隧道漏水

前期施工中出现过隧道施工缝渗漏水情况,对其进行分析结果是防排水措施施作不到位,前期防水板用钉子钉后再补疤,破坏了防水板的整体性,止水带用铁丝捆绑,无法有效的嵌入新旧混凝土之中,现在监理工程师论坛 采用防水板与热熔垫圈焊接,止水带用钢筋卡固定,有效起到防水的效果,在新工艺刚推广时,由于操作工人的习惯,未彻底落实,安质部加强监督检查,对不按新工艺施工的班组进行思想教育和重处重罚,使防排水施工工艺得到有效落实。

5、混凝土质量控制,内实外美

钢筋的规格、连接、安装作为钢筋施工的卡控重点,混凝土施工严格按配合比进行,不得中途加水,加强振捣,模板打磨光滑后涂脱模剂,使混凝土内实外美。

6、加强原材料进场检验,从源头控制质量

加强工程材料采购与管理,工程材料是否满足设计要求直接影响工程整体质量,凡是进入施工现场的原材料、构(配)件、成品、半成品必须具有产品出厂合格证及供方资质,对大包的工程监理物资部门按规定指派专人进行验收并及时按业主、监理规定或要求进行抽样检验;现场检验状态标识清楚,分类堆码整齐,并保管好已确定检验和试验所需的记录。

四、上半年质量控制难点

1、钢架安装中垂直度控制有待加强。在上半年质量检查中,屡次发生钢架

安装垂直度偏差较大的情况,严重影响隧道初支质量,在下半年应作为质量控制的重点。

2、合理组织工序,严格控制隧道安全距离,特别是阿克路隧道出口,因安全距离超标被暂停掌子面施工两次,在抢施工进度,确保掌子面

监理工程师论坛 掘进速度的同时,加快仰拱、二衬的及时跟进,消除隧道关门塌方的隐患,确保施工安全。

五、下一步质量管理的重点

对于上半年做的好的要继续保持,对上半年控制不到位的,下半年要加强。

1、提高项目部和作业班组施工人员的质量意识,统一标准,统一工艺,坚持样板引路,整体推进,确保开工必优、一次成优。坚持质量就是效益,是项目部开展整个工作的前提。

2、完善项目部质量管理组织,夯实项目部和作业班组两级质量管理基础,在施工管段内实行领技人员分工点负责,充分发挥两级检查制度在质量管理中的作用,使每个环节在施工中处于受控状态。

3、完善技术管理工作,加强以项目总工程师为首的技术系统管理,认真做好技术管理与技术服务,使创优具有可靠的技术保障,确保施工生产在合同规定的技术要求和技术标准的控制下进行。

4、做好施工现场施工原始资料、施工技术交底、施工日志等基础性工作。并且及时收集和整理好各项检验批、变更等各项内业资料,并及时进行签认,以保证资料的完整性、及时性。

5、强化质量检查及奖惩制度:项目部安质部随时不定期检查,并对检查出的质量缺陷或不合格品以书面形式交各单位工程负责人限期整改,并按《中铁八局大瑞铁路六分部质量管理办法》进行处罚。

铁路隧道施工中防排水施工工艺 篇7

1 铁路隧道防排水现状

我国铁路隧道起步较早, 20世纪80年代以前, 铁路隧道施工主要采用传统矿山法施工, 整体式衬砌, 由于没有采取完善的防水设施, 造成隧道建成后有三分之一左右的隧道出现漏水病害。80年代后我国隧道施工开始采用新方法施工, 使隧道的渗漏情况有了一定的改善。随着我国修建大量的长大隧道, 对隧道的防排水有了新的要求。目前铁路隧道设计中由过去“以排为主”转变为“防、排、截、堵相结合, 因地制宜综合”的原则。采用防排水设施措施有:由环向排水管、纵向排水管和隧道两侧的排水沟或中央水沟组成完善的排水系统;在复合式衬砌之间设置防水卷材加土工布构成防水板。这些材料多为工程性能好的高分子材料, 这都极大地改善了铁路隧道的渗漏状况。

但是为了保证高速铁路安全运行和设备正常运转, 根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》 (TZ214-2005) 和《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》 (铁建设[2005]160号) , 隧道衬砌和设备洞室衬砌防水等级应达到《地下工程防水技术规范》 (GB50108-2001) 规定的一级防水标准, 即二次衬砌不允许渗水、二次衬砌表面无湿渍。

2 洞内的防排水设计和施工

客运专线隧道防排水设计, 采用“防、排、堵、截结合, 因地制宜, 综合治理”的原则;对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带, 预计地下水较大, 当采用以排为主;可能影响生态环境时, 根据实际情况采用“以堵为主, 限量排放”的原则, 达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。在岩溶发育地段, 则采用“以疏为主、以堵为辅”的原则, 应强调尽量维系岩溶暗河的既有通路, 严禁随意封堵溶洞、暗河。

2.1 防水

就是防止地下水渗入衬砌。包括喷射混凝土防渗、塑料防水板、施工缝防水、防水混凝土自身防水等。

2.1.1 喷射混凝土

喷射混凝土作为防水层是被国际隧协 (ITA) 所提倡的, 国际隧协工作组对喷射混凝土作为防水层作了大量研究指出, 喷射混凝土作为防水层与防水板同样重要。

2.1.2 塑料防水层

塑料防水板是隧道防水的核心, 是隧道防水的重要措施。防水层不仅起到防水作用, 而且还对初期支护和二次衬砌起到隔离作用。因此防水层的施作, 应在初期支护变形基本稳定和二次衬砌灌注之前进行。防水层通常是由缓冲垫层与防水板两部分组成。塑料防水板厚度应不小于1.5mm, 选择耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料;其规格、材质防水板应符合设计要求及GB18173.1-2000标准, 缓冲垫层材料通常采用无纺土工布, 其材料应按设计要求选用, 一般采用射钉固定。固定点间距:一般拱部0.5~0.8m, 边墙0.8~1.0m, 底部1~1.5m, 呈梅花形排列, 并左右上下成行固定。在凸凹较大的基面上, 在断面变化处增加固定点, 保证其与混凝土表面密贴。防水板铺设应超前二次衬砌施工1~2个衬砌段长度, 并形成初期支护表面验收段→防水板铺挂段→防水板质量检验段→二次衬砌施工段的流水作业面。

防水板铺设应采用无钉铺设工艺, 宜采用从拱部向边墙环状铺设, 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全部面积均能抵到围岩。用带热塑性圆垫圈的射钉将土工布平整顺直地固定在基层上, 土工布搭接宽度50mm, 可用热风焊枪点焊, 每幅防水板布置适当排数垫圈, 每排垫圈距防水板边缘40cm左右, 垫圈间距:侧壁80cm, 2~3个垫圈/m2, 顶部40cm, 3~4个垫圈/m2。两幅防水板的搭接宽度符合设计要求并不应小于100mm。环向铺设时, 先拱后墙, 下部防水板应压住上部防水板。防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接。

充气检查:在焊缝中央加气至0.25Mpa时, 停止充气, 若在15min内气压降在10%以内, 则说明焊缝合格, 否则说明有脱焊处。

2.1.3 施工缝、变形缝防水

施工缝是由于隧道衬砌混凝土施工时产生的, 是防水薄弱环节之一, 是隧道经常发生渗漏的地方。沉降缝是由于地质条件显著变化和衬砌受力不均地段设置, 为防止温度变化或混凝土收缩影响而引起衬砌开裂, 应设置伸缩缝, 这两种缝统称为变形缝。

二次衬砌结构混凝土施工应连续一次浇筑完成, 宜少留施工缝, 拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝。客运专线环向施工缝拱、墙部位设置中埋式止水带及排水管, 仰拱部位设置中埋式止水带;纵向施工缝涂刷混凝土界面剂。止水带应选用橡胶止水带。对水压力大、变形大的施工缝应选用钢边止水带, 当地下水有腐蚀性介质的应选用氯丁橡胶、三元乙丙胶材质的止水带。变形缝拱墙部位防水采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝、双组分聚硫密封膏嵌缝。沉降缝仰拱部位采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪的措施, 以减小沉降缝两边的不均匀沉降。

2.2 洞内排水

就是将衬砌背后的地下水排出。隧道排水采取在衬砌背后环向和纵向设置软式透水管盲沟, 盲沟伸入泄水孔管, 将水排到隧道两侧的水沟中, 隧道内设双侧沟加中心沟的方式排水。环向排水盲管沿纵向设置的间距应满足设计要求, 并应根据洞内渗、漏水的实际情况, 在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。安装时环向盲管应尽量紧贴渗水岩壁, 减小地下水由围岩到环向盲管的阻力;盲管布置应圆顺, 不得起伏不平。环向盲管安装时应用钢卡等固定, 再喷射混凝土封闭, 首先应用土工布将纵向排水管包裹, 使泥砂不得进入纵向盲管。其次, 应用土工布半裹纵向盲管, 使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内, 而不让地下水在盲管位置纵横漫流。纵向排水盲管在整个隧道排水系统中是一个中间环节, 起着承上启下的作用, 纵向排水盲管安装坡度符合设计要求, 通向水沟的泄水管应有足够的泄水坡。施工中应注意检查与上部环向盲管的连接, 应与环向排水盲管、横向排水盲管用变径四通连为一体, 形成完整的排水系统。四通管留设位置应准确, 接头应牢固, 防止松动脱落。中心排水管 (沟) 管径符合设计要求, 管身不得变形、不得有裂缝, 管身上部透水孔畅通。

中心排水管 (沟) 基础的总体坡度、段落坡度、单管坡度应协调一致, 并符合设计要求, 不得高低起伏。管路埋设好后, 应进行通水试验, 发现漏水、积水, 立即处理。

3 总结

隧道的防排水方案及措施是根据隧道施工部位水质条件和渗漏情况决定的, 不是一成不变的。隧道防水施工的实践表明, 隧道的防排水是一项综合工程, 要贯彻“防、排、截、堵相结合, 刚柔并济, 因地制宜, 综合治理”的原则, 才能取得良好的防水效果。总之不论隧道采取什么样的防排水措施, 保证隧道正常运营是我们的的最终目的

参考文献

[1]JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S]

防排水技术在隧道工程中应用探讨 篇8

关键词:城市快速路隧道;防排水设计;环向排水;盲管防水卷材

中图分类号:U416.2

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)03-0098-02

一、概述

目前我国城市建设正处在大规模的建设时期,城市道路的建设投入逐年增加,从东向两、从南到北的城市道路快速干线网络呈现在全世界人民的面前,特别是继西部大开发后成为继工业、农业、贸易、水电之后的支柱产业。隧道工程则是城市道路的重要组成部分之一,尤其是在高楼林立,居民多杂,地形起伏多变等市区,当城市快速路经过这里遇到地形障碍时,常常是采用隧道穿行,这样不但可以缩短线路长度、减缓纵坡坡度,从而提高运行速度和运输条件。隧道是一种地下构筑物,地层中存在各种地下水,因而隧道在建成后总是处在各种地下水的包围之中。地下水无孔不入。南于隧道设计、施工或使用过程中的有害扰动而造成的隧道防排水体系的任何缺陷,都可能引起隧道渗漏水。这就是隧道渗漏水防不胜防、各类隧道都可能发生渗漏水的原因。因而防排水技术在隧道工程中的尤显重要。

二、城市快速路隧道防排水设计与常用的防排水措施

目前,城市快速路隧道设计中的防排水措施有:根据隧道的水文地质条件,设计由(帷幕注浆,由于资金问题一般未采用)、环向排水管、纵向排水管和隧道两侧的排水边沟或隧道路面之下的中央排水沟构成的完整排水系统;插图在复合式衬砌之间设置防水卷材加土工布构成的防水层。笔者曾参加已建成的广州市新光快速路第七标段新光隧道和花城大道隧道的建造。结合在新光隧道和花城大道隧道施工中的经验,浅谈隧道防排水技术的心得。

1.环向排水盲管。环向排水盲管的作用是在岩面与初期支护喷射砼之间、初期支护喷射砼与防水卷材之间提供过水通道,并使之下渗汇集到纵向排水管。环向排水管的设置视地下水施工渗漏情况具有较大的灵活性,表现为:

(1)当围岩渗水严重时,岩面与初期支护喷射砼之间、初期支护喷射砼与防水卷材之间都应当设置环向排水盲管,渗水较少时,只在初期支护喷射砼与防水卷材之间设置,如果没有渗水或渗水极少,则可以不设。

(2)当围岩渗水严重时,环向排水盲管的纵向间距小,渗水量少时,纵向间距加大。目前工程上使用的环向排水管通常为涂塑弹簧外裹玻璃纤维布或塑料滤布构成,称为弹簧排水管(排水盲管),直径为5~8cm。检查弹簧管质量时,首先检查玻璃纤维布或塑料滤布是否套紧;其次检查弹簧涂塑层是否均匀,涂层有无老化;然后用直尺量测弹簧管的直径,检查是否与设计尺寸一致;最后从轴向和横向用力压弹簧管,观察其是否有较大的塑性变形,孔径是否有异常变化。隧道围岩中的地下水是随季节与年份的变化而变化的,施工中经常因隧道渗水量少或无渗水而扩大弹簧排水管的间距。因此,施工检查中首先要按要求布设环向弹簧排水管,要保证基本间距,局部涌水量大时还应适当加大其密度。其次,安装时弹簧排水管应尽量紧贴渗水岩壁,尽量减小地下水由围岩到弹簧排水管的阻力。第三,弹簧排水管布置时沿环向应尽量圆顺,尤其在拱顶部位不得起伏不平。第四,弹簧排水管安装时应先用钢卡等固定,在用喷射砼封闭。最后应检查弹簧排水管与下部纵向排水盲管的连接,确保弹簧排水管畅通。

2.纵向排水管沿隧道纵向设置在衬砌底部外侧的透水盲管。目前常用的纵向盲管是直径为10cm的弹簧排水盲管或带孔软式透水管。纵向排水管的作用是将环向排水管和防水卷材垫层排下的水汇集并通过横向排水管排除。纵向排水管应按一定的排水坡度安装,中间不得有凹陷、扭曲等,以防泥沙在这些位置淤积、堵塞排水管。在安装前,用素砼整平安装基面。纵向排水管施工前应进行以下检查:

(1)排水管材质及规格检查。塑料制品若保存不当极易发牛老化,可目测管材的色泽和管身的变形;轻轻敲击观察管体是否变脆;用卡尺或钢尺量管径与管壁,检查其是否与设计要求相符。

(2)管身透水孔检查。纵向排水盲管主要有两个作用:一是将环向排水管下流之水经其排至横向排水管;二是将防水卷材阻挡之水经纵向盲管上部透水孔向管内疏导。为了实现其第二项功能,盲管上的透水孔必须有一定的规格并保证有一定的间距。在纵向盲管安装前,必须用直尺检查钻孔的孔径和孔间距。

在施工过程中应进行以下检查:(1)安装坡度检查。纵向排水盲管通常位于衬砌的两下角,需要从路面水平下挖一定深度才能达到设计标高。有时施工条件极为不利,施工较容易出现管身高低起伏不定,平面上忽内忽外的现象。在这种情况下,隧道建成后纵向盲管容易被淤砂堵塞,或被冰冻封堵,造成纵向排水不畅。因此,施工中一定要为纵向盲管作好基础,用坡度尺检查,测定纵向盲管的坡度,使地下水进入盲管后在一定的坡度下按指定的方向流动。(2)包裹安装检查。纵向盲管在布设时必须注意其细部构造。首先应用土工布将纵向排水管包裹,使泥砂不得进入纵向盲管。其次,应用防水卷材半裹纵向盲管,使从上部下流之水在纵向盲管的位置尽量流入管内,而不让地下水在盲管位置纵横漫流。因此,施工时要认真检查纵向盲管的包裹安装情况,杜绝粗放施工,为隧道后期排水创造条件。(3)与上下排水管的连接检查。纵向排水管在整个隧道排水系统中是一个中间环节,起着承上启下的作用,施工中应注意检查上部环向排水管与纵向排水盲管的连接。一般采用环向排水盲管与横向盲管简单搭接的方式,避免两管之间被喷射砼隔断。其次还应注意检查纵向排水盲管与横向盲管的连接。一般采用三通管连接,三通管留设位置应准确,接回头应牢靠,防止松动脱落。

3.横向排水管。横向排水管位于衬砌基础和路面的下部,布设方向与隧道轴线垂直,是连接纵向排水盲管和中央排水管的水力通道。横向排水管通常为硬质塑料管,施工中先在纵向盲管上预留接头,然后在路面施工前接长至中央排水管。对横向盲管的检查,主要是接头应牢靠、密实,保证纵向盲管与中央排水管间水路畅通,严防接头处断裂。致使纵向盲管排出之水在路面下漫流,造成路面翻浆冒水,影响行车安全;其次是在横向盲管上部应有一定的缓冲层,以免路面荷载直接对横向盲管施压,造成横向盲管破裂或变形,影响起正常的排水功能。

4.中央排水管。中央排水管是隧道最后的排水设施,它将衬砌背后的渗水汇集排出隧道,进入路基排水边沟。中央排水管采用带孔预制砼管拼接而成,纵向间隔一定距离设置沉砂井和检查井。其作用主要有:一是集中排放上游管路流来的地下水;二是通过其上部的众多小孔(12mm左右)疏排路基中各种积水。中央排水管安装前应进行外观的检查,内容包括:(1)预制管段的规整性。用钢尺量测管段直径,观察管

身是否变形或有严重裂缝;检查管身部透水孔是否畅通;(2)管壁的强度。用石块轻敲管壁,检查砼强度是否满足设计与施工要求;对疏松掉块者,必须弃之不用。

中央排水管在施工过程中应检查以下内容:(1)中央排水管基础检查。中央排水管应隧道所在的地区的不同,埋置深度在0.5~2m之间。施工时先挖基槽,整平基础,然后再铺设管段,最后回填压实。其中最重要的一个环节是处理管段基础。在软岩或断层破碎带区段施工中,应将不良岩(土)体用强度较高的碎石替换,并用素砼找平基础,使基础既平整又密实,为管段顺利铺设创造条件。施工中应特别注意检查基础的坡度,不仅总体坡度应符合要求,而且局部的几个管段间也应符合要求,尽量避免高低起伏。(2)管段铺设检查。管段铺设时,首先要保证将具有透水孔的一面朝上。管段逐个放稳后,再用水泥砂浆将段间接缝密封填实。待砂浆凝固后,应逐段进行通水试验,发现漏水,及时处理。之后用土工布覆盖管段透水孔,在横向盲管出口处注意与中央排水管和连接方式。回填时注意保护管段的稳定及其上部透水性。

三、防水卷材及其垫层的设计与施工要求防水层是隧道防水技术的核心

防水层由防水卷材及其垫层组成。防水卷材的作用是将地层渗水拒于二次衬砌之外,以免水与二次衬砌接触并通过二次衬砌中薄弱环节渗入隧道。垫层的主要作用是保护防水卷材,使防水卷材免遭尖锐物的刺伤。防水卷材多为合成高分子卷材,种类繁多。防水卷材铺设时有不同的工艺,其差别主要表现在防水卷材的固定上和板间的搭接方法上。防水卷材在厚度和宽度上有不同的规格,使用时有环向铺设和纵向铺设两种。为了保证接茬的密封质量,一般来两幅卷材接茬处都要搭接10cm,卷材接茬有冷粘法和热合法两种。防水卷材往洞壁上的固定方法也有两种:一是有钉铺设法,二是无钉铺设法。

四、复合式衬砌防水层的施工技术要求

1.喷射砼基面的施工要求喷射砼基面时,应该注意以下技术要求:(1)喷射砼必须平整,喷射砼相邻两凸点间的凹深与喷射砼相邻两凸点间的间距的比值应≤1/6,拱部应≤1/8;(2)基面不得有钢筋、凸出的管件等尖锐突出物。否则要进行割除,并在割除部位用砂浆抹成圆曲面,以免防水层被扎破;(3)隧道断面变化或转弯时的阴角应抹成R≥5cm的圆弧;(4)底版基面要求平整,无大的明显的凹凸起伏;(5)喷射砼强度要求达到设计强度;(6)防水层施工时不的有明水,如有明水应采取封堵或引排措施。

2.防水卷材的铺设要求防水卷材的施工应该注意以下几点要求:(L)防水卷材必须与喷射砼密粘。在拱顶,在1m2范围内塑料板不得下凹或呈水平状;(2)塑料板不能有划破、扯破、扎破的现象,如有,必须进行修补,修补的补钉不能过小,离破坏边沿不得小于7cm;(3)接缝处必须紧密,搭接宽度不得小于10cm;(4)射钉补块必须严密,强度必须满足施工要求。

五、结语

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