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【摘 要】 隧道的防渗漏施工技术是我国隧道施工要重点掌握的一项技术,因为隧道的渗漏危害很大,因此要尽量的避免隧道出现渗漏情况。由此,隧道防渗漏施工技术便需要我们进行深入的研究,掌握正确的施工工艺。本文将从以下几个方面来分析隧道的防渗漏施工技术。
【关键词】 隧道;防渗漏;施工;技术
隧道的渗漏问题会影响到隧道的使用效果,同时,也会给交通带去一定的不安全因素,因此,隧道的防渗漏施工技术非常重要,需要我们的隧道施工队伍按照施工技术要求进行严格的施工,确保隧道不会出现渗漏事件,保证交通安全。
1、隧道工程中出现渗漏的原因分析
1.1、自然因素的影响
隧道开挖的时候,破坏原水文地质条件,会对地下水造成一定的影响,从而使隧道存在着渗漏的隐患。地下水的水位一般是从高压向低压的,流向是固定的,但是在隧道开挖的时候,很容易形成一个低压区,使得围岩的性质以及地下水的流向发生了改变,从而导致地下水涌向隧道的内部,容易带来渗漏水的隐患。开挖隧道中,自然条件的影响跟水位的高低、地层的渗透性等有关,同时,降水量以及隧道附近的一些江河湖泊等也会给隧道渗漏水带来影响。
1.2、结构自身因素的影响
第一,混凝土是一种非均性材料,从微观看属于多孔体,体内含有许多大小不同的微细孔隙,这些孔隙或因不同分为施工孔隙(由于浇注、振捣质量的不良所引起)和构造孔隙(由于配比不同等原因索引起)。
第二,混凝土本身水化热过程中产生混凝土收缩变形而导致的约束效应裂缝和温差效应裂缝,其中约束效应裂缝即前浇筑混凝土已经基本完成收缩,约束后浇筑混凝土收缩而产生收缩变形裂缝。
1.3、人为因素的影响
(一)对隧道渗漏水状况以及危害认识不充分。隧道的施工技术人员在施工过程中,对隧道渗漏水的状况以及其危害没有充分的认识,因此,在设计的时候很容易疏忽了防水设计,只注重结构上的布局。很多设计人员一般都会比较精准地计算结构的强度以及稳定性,但是很少进行防水和排水的计算。
(二)防水的砼施工结果不良。在下穿隧道的防水结构设计中,应将重点放在防水砼的设计和施工上,但是目前,很多施工人员在施工中经常没有遵循一定的施工规范。具体体现在:施工前没有按照设计书中的規范来配制混凝土;施工时没有按照施工要求进行混凝土的浇筑,因此很容易使混凝土发生离析;没有按照一定的规范来振捣混凝土;模板拆除的时间太早,混凝土成型差;没有进行混凝土的养护工作。
2、隧道防水防渗存在的不足
虽然在隧道的设计和施工规范中,已经对施工要求和防水的质量提出严格的要求,但是目前在隧道的施工过程中仍然存在很多问题。
2.1隧道防水等级不明确
在隧道的相关的施工规范中没有对隧道的防水等级做明确的划分。有的只是要求铁路隧道实施一般的地下工程的防水措施即可,并没有对防水的等级、措施作出具体的要求;对于隧道的具体情况,比如隧道的长度、隧道所在的位置、隧道的所在线路的等级等等也没有进行定量的指标规定。对不同的隧道也没有采取不同的等级划分。
2.2缺乏防水设计理论依据
要对整个工程进行有针对性的防水计划,就要对施工环境有详细的了解,但是有的施工环境比较复杂,加上施工单位不愿意支付高额的探测费用,因此数据大多通过评估计算获得,具有误差,因此不能为隧道的防水设计提供精确的数据支持。
2.3没有建立完善的隧道防水施工监理机制
虽然相关的规定都有对隧道防水作出规定,但是由于在规定中没有明确具体的标准,因此也基本上处于“无法可依”的状态。在施工过程中,缺乏对施工流程、施工工艺等的监理,而在施工完成后,缺乏对隧道工程的有效地检验手段,仅仅是查看衬砌表面,无法对工程本身做深入的验收,也无法保证运营后不会出现渗漏水问题。
3、隧道防渗漏施工技术
为了防止隧道渗水对其安全性等造成影响,我国交通部、铁道部等提出了相应的隧道防排水要求,规定隧道防排水施工应遵循“防、排、截、堵,因地制宜,综合治理”相结合的方式。“防”是指衬砌抗渗和衬砌外围防水,包括衬砌外围防水层和压浆;“排”,是指使衬砌背后空隙及围岩不积水,减少衬砌背后的渗水压力和渗水量;“截’,是指在地下采取导坑、泄水洞、井点降水等截水措施,将水从地面截走,减少地面水下渗,减少地下水流向衬砌周围;“堵”,是指采用注浆、喷涂、嵌补抹面等方法堵住渗水裂缝、空隙、裂缝。从而保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全。目前隧道的防排水体系设计可用“一堵两排两防”来概括:既一圈围岩注浆堵水。喷射混凝土与防水层间、防水层与衬砌间两圈排水,防水层与衬砌混凝土两层防水。
3.1注浆堵水施工工艺
(1)注浆孔的布置。注浆孔布置时宜长短结合呈伞形辐射状,其倾斜角度随注浆段长度而异。具体施工时,应根据涌水方向、渗水及地质情况进行调整。裂隙愈密小,孔数应增多;反之可以减少。注浆泵压力低,孔数也应适当增多。
(2)注浆方式。注浆方式有分段注浆和全段注浆。分段注浆的顺序有上行式和下行式。施工时应根据钻孔出水情况、裂隙发育程度和注浆设备能力等确定注浆方式。
3.2喷射混摄土与防水层间的防排水
一般喷射混凝土的抗渗性能比较差,当隧道围岩的渗水量较大时,可考虑在喷射混凝土与防水层间隙设置的环向排水管,增大渗水的下排能力,减少喷射混凝土与防水层间隙的水压。
目前隧道防水技术的核心是在复合式衬砌中设置防水层,将地层渗水阻隔在二次衬砌以外,防水板是防水的关键,目前防水卷材的铺设工艺主要有三种:无钉热合铺设法、有钉冷粘铺设法、多点复合免钉穿铺设法。
(1)无钉热合铺设法。塑料垫片和防水板为同质材料,固定防水板时,电烙铁从防水板表面加热防水板和垫片,经过加热,防水板先处于熔融状态,然后由于热传导,垫片才进入熔融状态,最后使二者融合。垫片的熔点要低于防水板的熔点,防止防水板“过热”。 (2)有钉冷粘铺设法。固定防水板时,先采用射钉枪固定塑料垫片,塑料垫片外压防水卷材,卷材垫片间的粘接采用卷材厂家提供的专用胶,可冷涂施工。最后用比固定塑料垫片稍大的卷材块涂胶后修补射钉孔。
(3)多点复合免钉穿铺设法。从施工中可以看出,采用热焊法焊缝质量高,而冷粘法打“补丁”质量高,而且施工方便,速度快。因此在施工中可以将两种粘结方法结合起来,接缝用热焊法,打“补丁”用冷粘法。
3.3防水层与二次衬砌间的排水
由于防水层容易出现缺陷,因此,在防水层与二次衬砌间的设置排水也非常重要。目前隧道防排水体系大都采用止水条及可排水橡胶止水带两种。
(1)可排止水带的施工工艺。1)止水带的中央排水通道应当与工作缝对齐,保证从工作缝中出来的渗漏水被止水带堵住后能够透过滤水带流入排水系统。2)止水带的下部必须与排水管连接牢靠、畅通,保证渗漏水顺畅的进入纵向排水管排出洞外。3)避免在施工时截断止水带。应当尽量做到一条工作缝一条止水带,避免搭接。4)可排水止水帶的安装工作在衬砌台车定位以后,进行端头模板安装时进行。台车定位以后,将整条的止水带展开,先放置于衬砌台车上,随着端头模板的安装逐步固定止水带。在不同的围岩类别中,由于隧道衬砌形式的不同,止水带在衬砌中的位置略有不同,止水带在端头模板上的固定是止水带安装的关键,一般可采用用铁丝固定、用扎丝固定、钢筋固定等方法。
(2)防水层与衬砌之间设环向排水管。目前在设计中普遍被忽视的问题是在防水层与衬砌之间没有排水通道,使穿过防水层的地下水难以流向隧道的排水系统。所以应在围岩渗水量大的衬砌段的中部、防水层与衬砌之间设环向排水管。具体方法是用土工布包裹带孔的波纹排水管,再用专用胶将其粘在防水层的表面。
3.4衬砌混凝土自防水
除了以上的防排水措施外,衬砌的自防水也是防排水体系中的重要一环,衬砌混凝土即外力的承载结构,也是防水的最后一道防线,因此要求衬砌既要有足够的强度,同时还具有一定的抗渗性。衬砌混凝土的抗渗性的提高是通过对普通混凝土调整配合比、加外加剂的方法来实现。
4、结语
隧道防渗漏施工技术是我们的隧道施工队伍要长期注意的一个施工环节,因为涉及到隧道的使用效果,所以,在今后的施工中,防渗漏技术应该被作为最需要重视的施工环节之一来把握。
参考文献:
[1]彭荣生.浅谈公路隧道渗漏水与防排水[J].中国高新技术企业.2009(09)
[2]李大伟.浅谈公路隧道渗漏水的防治[J].科技信息(科学教研).2008(23)
[3]黄南清.浅埋软岩大跨度铁路隧道施工技术研究[J].施工技术.2006(11)
【关键词】 隧道;防渗漏;施工;技术
隧道的渗漏问题会影响到隧道的使用效果,同时,也会给交通带去一定的不安全因素,因此,隧道的防渗漏施工技术非常重要,需要我们的隧道施工队伍按照施工技术要求进行严格的施工,确保隧道不会出现渗漏事件,保证交通安全。
1、隧道工程中出现渗漏的原因分析
1.1、自然因素的影响
隧道开挖的时候,破坏原水文地质条件,会对地下水造成一定的影响,从而使隧道存在着渗漏的隐患。地下水的水位一般是从高压向低压的,流向是固定的,但是在隧道开挖的时候,很容易形成一个低压区,使得围岩的性质以及地下水的流向发生了改变,从而导致地下水涌向隧道的内部,容易带来渗漏水的隐患。开挖隧道中,自然条件的影响跟水位的高低、地层的渗透性等有关,同时,降水量以及隧道附近的一些江河湖泊等也会给隧道渗漏水带来影响。
1.2、结构自身因素的影响
第一,混凝土是一种非均性材料,从微观看属于多孔体,体内含有许多大小不同的微细孔隙,这些孔隙或因不同分为施工孔隙(由于浇注、振捣质量的不良所引起)和构造孔隙(由于配比不同等原因索引起)。
第二,混凝土本身水化热过程中产生混凝土收缩变形而导致的约束效应裂缝和温差效应裂缝,其中约束效应裂缝即前浇筑混凝土已经基本完成收缩,约束后浇筑混凝土收缩而产生收缩变形裂缝。
1.3、人为因素的影响
(一)对隧道渗漏水状况以及危害认识不充分。隧道的施工技术人员在施工过程中,对隧道渗漏水的状况以及其危害没有充分的认识,因此,在设计的时候很容易疏忽了防水设计,只注重结构上的布局。很多设计人员一般都会比较精准地计算结构的强度以及稳定性,但是很少进行防水和排水的计算。
(二)防水的砼施工结果不良。在下穿隧道的防水结构设计中,应将重点放在防水砼的设计和施工上,但是目前,很多施工人员在施工中经常没有遵循一定的施工规范。具体体现在:施工前没有按照设计书中的規范来配制混凝土;施工时没有按照施工要求进行混凝土的浇筑,因此很容易使混凝土发生离析;没有按照一定的规范来振捣混凝土;模板拆除的时间太早,混凝土成型差;没有进行混凝土的养护工作。
2、隧道防水防渗存在的不足
虽然在隧道的设计和施工规范中,已经对施工要求和防水的质量提出严格的要求,但是目前在隧道的施工过程中仍然存在很多问题。
2.1隧道防水等级不明确
在隧道的相关的施工规范中没有对隧道的防水等级做明确的划分。有的只是要求铁路隧道实施一般的地下工程的防水措施即可,并没有对防水的等级、措施作出具体的要求;对于隧道的具体情况,比如隧道的长度、隧道所在的位置、隧道的所在线路的等级等等也没有进行定量的指标规定。对不同的隧道也没有采取不同的等级划分。
2.2缺乏防水设计理论依据
要对整个工程进行有针对性的防水计划,就要对施工环境有详细的了解,但是有的施工环境比较复杂,加上施工单位不愿意支付高额的探测费用,因此数据大多通过评估计算获得,具有误差,因此不能为隧道的防水设计提供精确的数据支持。
2.3没有建立完善的隧道防水施工监理机制
虽然相关的规定都有对隧道防水作出规定,但是由于在规定中没有明确具体的标准,因此也基本上处于“无法可依”的状态。在施工过程中,缺乏对施工流程、施工工艺等的监理,而在施工完成后,缺乏对隧道工程的有效地检验手段,仅仅是查看衬砌表面,无法对工程本身做深入的验收,也无法保证运营后不会出现渗漏水问题。
3、隧道防渗漏施工技术
为了防止隧道渗水对其安全性等造成影响,我国交通部、铁道部等提出了相应的隧道防排水要求,规定隧道防排水施工应遵循“防、排、截、堵,因地制宜,综合治理”相结合的方式。“防”是指衬砌抗渗和衬砌外围防水,包括衬砌外围防水层和压浆;“排”,是指使衬砌背后空隙及围岩不积水,减少衬砌背后的渗水压力和渗水量;“截’,是指在地下采取导坑、泄水洞、井点降水等截水措施,将水从地面截走,减少地面水下渗,减少地下水流向衬砌周围;“堵”,是指采用注浆、喷涂、嵌补抹面等方法堵住渗水裂缝、空隙、裂缝。从而保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全。目前隧道的防排水体系设计可用“一堵两排两防”来概括:既一圈围岩注浆堵水。喷射混凝土与防水层间、防水层与衬砌间两圈排水,防水层与衬砌混凝土两层防水。
3.1注浆堵水施工工艺
(1)注浆孔的布置。注浆孔布置时宜长短结合呈伞形辐射状,其倾斜角度随注浆段长度而异。具体施工时,应根据涌水方向、渗水及地质情况进行调整。裂隙愈密小,孔数应增多;反之可以减少。注浆泵压力低,孔数也应适当增多。
(2)注浆方式。注浆方式有分段注浆和全段注浆。分段注浆的顺序有上行式和下行式。施工时应根据钻孔出水情况、裂隙发育程度和注浆设备能力等确定注浆方式。
3.2喷射混摄土与防水层间的防排水
一般喷射混凝土的抗渗性能比较差,当隧道围岩的渗水量较大时,可考虑在喷射混凝土与防水层间隙设置的环向排水管,增大渗水的下排能力,减少喷射混凝土与防水层间隙的水压。
目前隧道防水技术的核心是在复合式衬砌中设置防水层,将地层渗水阻隔在二次衬砌以外,防水板是防水的关键,目前防水卷材的铺设工艺主要有三种:无钉热合铺设法、有钉冷粘铺设法、多点复合免钉穿铺设法。
(1)无钉热合铺设法。塑料垫片和防水板为同质材料,固定防水板时,电烙铁从防水板表面加热防水板和垫片,经过加热,防水板先处于熔融状态,然后由于热传导,垫片才进入熔融状态,最后使二者融合。垫片的熔点要低于防水板的熔点,防止防水板“过热”。 (2)有钉冷粘铺设法。固定防水板时,先采用射钉枪固定塑料垫片,塑料垫片外压防水卷材,卷材垫片间的粘接采用卷材厂家提供的专用胶,可冷涂施工。最后用比固定塑料垫片稍大的卷材块涂胶后修补射钉孔。
(3)多点复合免钉穿铺设法。从施工中可以看出,采用热焊法焊缝质量高,而冷粘法打“补丁”质量高,而且施工方便,速度快。因此在施工中可以将两种粘结方法结合起来,接缝用热焊法,打“补丁”用冷粘法。
3.3防水层与二次衬砌间的排水
由于防水层容易出现缺陷,因此,在防水层与二次衬砌间的设置排水也非常重要。目前隧道防排水体系大都采用止水条及可排水橡胶止水带两种。
(1)可排止水带的施工工艺。1)止水带的中央排水通道应当与工作缝对齐,保证从工作缝中出来的渗漏水被止水带堵住后能够透过滤水带流入排水系统。2)止水带的下部必须与排水管连接牢靠、畅通,保证渗漏水顺畅的进入纵向排水管排出洞外。3)避免在施工时截断止水带。应当尽量做到一条工作缝一条止水带,避免搭接。4)可排水止水帶的安装工作在衬砌台车定位以后,进行端头模板安装时进行。台车定位以后,将整条的止水带展开,先放置于衬砌台车上,随着端头模板的安装逐步固定止水带。在不同的围岩类别中,由于隧道衬砌形式的不同,止水带在衬砌中的位置略有不同,止水带在端头模板上的固定是止水带安装的关键,一般可采用用铁丝固定、用扎丝固定、钢筋固定等方法。
(2)防水层与衬砌之间设环向排水管。目前在设计中普遍被忽视的问题是在防水层与衬砌之间没有排水通道,使穿过防水层的地下水难以流向隧道的排水系统。所以应在围岩渗水量大的衬砌段的中部、防水层与衬砌之间设环向排水管。具体方法是用土工布包裹带孔的波纹排水管,再用专用胶将其粘在防水层的表面。
3.4衬砌混凝土自防水
除了以上的防排水措施外,衬砌的自防水也是防排水体系中的重要一环,衬砌混凝土即外力的承载结构,也是防水的最后一道防线,因此要求衬砌既要有足够的强度,同时还具有一定的抗渗性。衬砌混凝土的抗渗性的提高是通过对普通混凝土调整配合比、加外加剂的方法来实现。
4、结语
隧道防渗漏施工技术是我们的隧道施工队伍要长期注意的一个施工环节,因为涉及到隧道的使用效果,所以,在今后的施工中,防渗漏技术应该被作为最需要重视的施工环节之一来把握。
参考文献:
[1]彭荣生.浅谈公路隧道渗漏水与防排水[J].中国高新技术企业.2009(09)
[2]李大伟.浅谈公路隧道渗漏水的防治[J].科技信息(科学教研).2008(23)
[3]黄南清.浅埋软岩大跨度铁路隧道施工技术研究[J].施工技术.2006(11)