CN107012791A - 悬索桥隧道锚防排水系统与建造施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了悬索桥隧道锚防排水系统与建造施工方法，属于建筑施工技术领域，本发明包括围岩注浆封水，隧洞四周设环向、纵向、横向渗水盲管引水，隧洞四周挂防水板防水，前锚室及后锚室底部设集水井汇水，隧洞底部设横向排水通道排水。本发明一方面，既保护了隧道锚周边围岩的稳定性，又保护了主体工程质量，加强了桥梁安全；另一方面，取消了运营期水泵抽排水工作，大幅减少了大桥运营期间的隧道锚排水费用，且隧道锚横向排水通道施工采用钻机水平钻孔形成，方法简单，使用灵活，工期较短，成本较低。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及悬索桥隧道锚防排水系统与建造施工方法。
背景技术
在悬索桥隧道锚防排水施工中，隧道锚由于属于倾斜向下结构，洞内积水均汇聚于后锚室集水井中，但常常受附近地形和河流水位限制，积水无法从后锚室直接排出。这种情况下，隧道锚洞内积水一般通过在后锚室集水井中安装水泵，再通过水泵抽排出洞外。
隧道锚锚塞体混凝土方量较大，分层较多，分层界面处比较薄弱，地下水经常从人行通道里的分层界面处渗出；隧道锚一般深度较深，用来抽排水的水泵扬程较高，重量较重，安装困难；运营期隧道锚需安排专人看管抽水情况，且水泵需时常维修，运营期抽排水成本巨大。
发明内容
本发明的目的是提供一套悬索桥隧道锚防排水系统设计方案与施工方法。
基于上述目的，本发明采用如下技术方案：
隧道锚洞内防排水系统，其特征在于，包括：前锚室环向渗水盲管(10)，其设于前锚室的两侧壁与顶部；后锚室环向渗水盲管(11)，其设于后锚室的两侧壁与顶部；锚塞体防渗引水盲管(5)，其位于锚塞体混凝土分层浇筑位置，低于混凝土分层处标高；上横向渗水盲管(12)，其横向设于前锚室(20)和锚塞体(30)之间；下横向渗水盲管(3)，其横向设于锚塞体(30)后端；纵向渗水盲管(9)，其设于前、后锚室的地面两侧，从前向后延伸，且前锚室环向渗水盲管(10)和后锚室环向渗水盲管(11)的两侧下端分别连接至该下纵向渗水盲管(9)；上集水井(6)，其设于上横向渗水盲管(12)中部下方，收集上横向渗水盲管(12)的水；下集水井(7)，其设于下横向渗水盲管(3)中部下方，收集下横向渗水盲管(3)的水、斜向排水管(4)，其连接上集水井(6)和下集水井(7)；防水板(8)，其覆盖前、后锚室的两侧壁、顶部以及底部；隧道锚横向排水通道(13)，其一端高，连接下集水井(7)，另一端低，接外界。
悬索桥隧道锚防排水系统与施工方法，包括围岩注浆封水，隧洞四周设环向、纵向、横向渗水盲管引水，隧洞四周挂防水板防水，前锚室及后锚室底部设集水井汇水，隧洞底部设横向排水通道排水。
进一步地，所述的围岩注浆封水，采用水泥浆液进行围岩注浆，注浆封水分别在隧洞顶部和洞壁四周进行，洞外顶部注浆在隧道锚进洞之前施工，洞壁四周注浆在开挖初支完成之后、二次衬砌之前施工。
进一步地，所述的隧洞四周设环向、纵向、横向渗水盲管引水，二次衬砌环向渗水盲管在敷设防水板前安设，前、后锚室环向渗水盲管与预埋在边墙内的纵向渗水盲管连接。横向渗水盲管仅在前、后锚室集水井位置安设，要求横向渗水盲管外裹塑料布，以防淤塞。纵、环向渗水盲管以及横向渗水盲管均采用三通连接。锚塞体混凝土浇筑分层界面预埋环向防渗引水盲管，环向防渗引水盲管标高略低于对应层次混凝土标高，采用防水板、土工布包裹，但需注意包裹质量，使防水板与隧洞侧壁之间密贴，避免混凝土渗至盲管将盲管堵塞。同时，后锚室封闭前盲管需伸入至后锚室防水板后方，封闭后盲管需伸入前锚室防水板后方，通过前、后锚室环向渗水盲管以将水顺利排出。
进一步地，所述的隧洞四周挂防水板防水，在前、后锚室复合衬砌的范围内铺设防水板(包括后锚室底面)；在锚塞体与初期支护接触范围内铺设防水板；前、后锚室防水板与锚塞体范围内防水板搭接长度符合设计及规范要求。
进一步地，所述的前锚室及后锚室底部设集水井汇水，前锚室纵向渗水盲管引到前锚室标高最低处，下设集水井；后锚室纵向渗水盲管引到后锚室标高最低处，下设集水井。前锚室集水井中的积水通过斜向排水管排入到后锚室集水井中，后锚室集水井内积水通入横向排水通道。
进一步地，所述的隧洞底部设横向排水通道排水，采用钻机水平钻孔形成横向排水通道，并由钻机完成排水管的安装，对管壁周围进行注浆，使其与横向排水通道围岩形成一个整体，保证其能顺畅使用。洞内初支渗水均汇入后锚室集水井，通过横向排水通道直接将锚体内积水排出。
本发明具有以下优点：
(1)本发明采用水泥砂浆对隧道锚洞外顶部及洞内进行注浆。注浆施工改善了岩体的物理力学性能，减小了孔隙率和渗透系数，达到了防水效果；保护了隧道锚周边围岩的稳定性，维护了隧道锚受力结构，加强了桥梁的安全。
(2)本发明在前、后锚室二次衬砌背后设置环向渗水盲管，与横向、纵向渗水盲管采用三通连接，利于二衬背后围岩渗水的顺利排出；在锚塞体混凝土分层位置预埋防渗引水盲管，在前、后锚室位置伸入防水板后方，保护锚塞体分层薄弱界面。前、后锚室二次衬砌、锚塞体背后挂设防水板，保护主体工程质量，筑造百年工程。
(3)本发明在前锚室最低处及后锚室最低处设置集水井，通过斜向排水管连接，后锚室集水井内积水通入横向排水通道，并排出隧道锚。本方法取消了运营期水泵抽排水工作，大幅减少了大桥运营期间的隧道锚排水费用。
(4)本发明创新性地利用横向排水通道将锚体内积水排出隧道锚，横向排水通道施工采用钻机水平钻孔形成，方法简单，使用灵活，工期较短，成本较低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2为图1A-A方向剖视图；
图3是隧道锚洞外顶部及洞内注浆结构示意图；
图4是隧道锚洞内防排水系统结构示意图；
图5是上、下集水井部位结构示意图；
图6是隧道锚横向排水通道结构示意图。
1-隧道锚洞外顶部注浆
2-隧道锚洞内围岩注浆
3-下横向渗水盲管
4-斜向排水管
5-锚塞体防渗引水盲管
6-上集水井
7-下集水井
8-防水板
9-纵向渗水盲管
10-前锚室环向渗水盲管
11-后锚室环向渗水盲管
12-上横向渗水盲管
20-前锚室
30-锚塞体
40-开挖线
50-前锚室初期支护范围
60-后锚室
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
一套悬索桥隧道锚防排水系统，其结构如图1至图6所示。首先进行隧道锚洞外顶部注浆1，隧道锚洞内围岩注浆2紧随初期支护之后进行，施工隧道锚洞内防排水系统，前锚室及上部锚塞体部位水体汇集于上集水井6中，后锚室及下部锚塞体部位水体汇集于下集水井7中，上集水井6与下集水井7之间采用斜向排水管4连接，下集水井7中积水通入隧道锚横向排水通道13中并排出隧道锚。
所述隧道锚洞外顶部注浆1及隧道锚洞内围岩注浆2，洞外注浆孔按梅花型布置，采取分段注浆方式；在隧洞初期支护完成后，进行洞内围岩注浆2处理，注浆孔按梅花型布置，一次注浆到位；孔口段用速凝混凝土封堵。
隧道锚洞内防排水系统，其结构如图4所示，包含前锚室环向渗水盲管10，其设于前锚室的两侧壁与顶部；后锚室环向渗水盲管11，其设于后锚室的两侧壁与顶部；锚塞体防渗引水盲管5，其位于锚塞体混凝土分层浇筑位置，略低于混凝土分层处标高；上横向渗水盲管12，其横向设于前锚室20和锚塞体30之间；下横向渗水盲管3，其横向设于锚塞体30后端；纵向渗水盲管9，其设于前、后锚室的地面两侧，从前向后延伸，且前锚室环向渗水盲管10和后锚室环向渗水盲管11的两侧下端分别连接至该下纵向渗水盲管9、上集水井6，其设于上横向渗水盲管12中部下方，收集上横向渗水盲管12的水；下集水井7，其设于下横向渗水盲管3中部下方，收集下横向渗水盲管3的水、斜向排水管4，其连接上集水井6和下集水井7、防水板8，其覆盖前、后锚室的两侧壁和顶部以及底部；隧道锚横向排水通道13，其一端高，连接下集水井7，另一端低，接外界。环向、纵向、横向渗水盲管均采用三通连接；防水板8搭接长度符合设计及规范要求。
所述上集水井6及下集水井7，其结构如图5所示。上集水井6位于前锚室20底部，水体由上横向渗水盲管12流入，由斜向排水管4流出；下集水井7位于后锚室60底部，水体由斜向排水管4流入，由隧道锚横向排水通道13流出，下横向渗水盲管3接入斜向排水管4。
所述隧道锚横向排水通道13，其结构如图6所示，具体施工步骤如下：
步骤一、完成隧道锚洞室开挖施工，在后锚室底部预留出钻机位置，将钻机基坑底部、洞外排水沟进行清理疏通，保证不得有任何杂物，为排水孔钻进、清孔及安装孔口装置创造良好条件。
步骤二、测量人员对横向排水通道的位置进行放样，然后根据放样位置安装钻机，安装结束后调整钻机的方位及角度，以使其满足排水孔坡度要求。为确保横向排水通道钻孔施工时满足孔斜要求，采用脚手架管进行固定。
步骤三、开动水平地质钻机进行钻进施工，钻孔施工中为减少钻探过程中钻孔轨迹的下沉量，钻头直径应大于钻杆直径，需多次更换较大钻头进行扩孔钻进至终孔。
步骤四、钻孔完成之后，安装横向排水通道排水管，排水管需分节安装，每节之间利用丝扣进行连接，连接完成后由钻机完成安装工作。
步骤五、排水管安装完成后，对管壁周围进行注浆，形成一个整体，保证顺畅使用。
Claims (7)
1.隧道锚洞内防排水系统，其特征在于，包括：前锚室环向渗水盲管(10)，其设于前锚室的两侧壁与顶部；后锚室环向渗水盲管(11)，其设于后锚室的两侧壁与顶部；锚塞体防渗引水盲管(5)，其位于锚塞体混凝土分层浇筑位置，低于混凝土分层处标高；上横向渗水盲管(12)，其横向设于前锚室(20)和锚塞体(30)之间；下横向渗水盲管(3)，其横向设于锚塞体(30)后端；纵向渗水盲管(9)，其设于前、后锚室的地面两侧，从前向后延伸，且前锚室环向渗水盲管(10)和后锚室环向渗水盲管(11)的两侧下端分别连接至该下纵向渗水盲管(9)；上集水井(6)，其设于上横向渗水盲管(12)中部下方，收集上横向渗水盲管(12)的水；下集水井(7)，其设于下横向渗水盲管(3)中部下方，收集下横向渗水盲管(3)的水、斜向排水管(4)，其连接上集水井(6)和下集水井(7)；防水板(8)，其覆盖前、后锚室的两侧壁、顶部以及底部；隧道锚横向排水通道(13)，其一端高，连接下集水井(7)，另一端低，接外界。
2.悬索桥隧道锚防排水系统的建造施工方法，包括如下步骤：
1)首先进行隧道锚洞外顶部注浆(1)，紧随初期支护之后进行隧道锚洞内围岩注浆(2)；
2)然后施工隧道锚洞内防排水系统；该隧道锚洞内防排水系统，包括：前锚室环向渗水盲管(10)，其设于前锚室的两侧壁与顶部；后锚室环向渗水盲管(11)，其设于后锚室的两侧壁与顶部；锚塞体防渗引水盲管(5)，其位于锚塞体混凝土分层浇筑位置，低于混凝土分层处标高；上横向渗水盲管(12)，其横向设于前锚室(20)和锚塞体(30)之间；下横向渗水盲管(3)，其横向设于锚塞体(30)后端；纵向渗水盲管(9)，其设于前、后锚室的地面两侧，从前向后延伸，且前锚室环向渗水盲管(10)和后锚室环向渗水盲管(11)的两侧下端分别连接至该下纵向渗水盲管(9)；上集水井(6)，其设于上横向渗水盲管(12)中部下方，收集上横向渗水盲管(12)的水；下集水井(7)，其设于下横向渗水盲管(3)中部下方，收集下横向渗水盲管(3)的水、斜向排水管(4)，其连接上集水井(6)和下集水井(7)；防水板(8)，其覆盖前、后锚室的两侧壁、顶部以及底部；隧道锚横向排水通道(13)，其一端高，连接下集水井(7)，另一端低，接外界；
3)隧道锚横向排水通道(13)施工，包括如下步骤：
步骤一、完成隧道锚洞室开挖施工，在后锚室底部预留出钻机位置，将钻机基坑底部、洞外排水沟进行清理疏通；
步骤二、测量人员对横向排水通道的位置进行放样，然后根据放样位置安装钻机，安装结束后调整钻机的方位及角度，以使其满足排水孔坡度要求；
步骤三、开动水平地质钻机进行钻进施工；
步骤四、钻孔完成之后，安装横向排水通道排水管；
步骤五、排水管安装完成后，对管壁周围进行注浆，形成一个整体。
3.根据权利要求2所述的悬索桥隧道锚防排水系统的建造施工方法，其特征在于，所述的围岩注浆封水，采用水泥浆液进行围岩注浆，注浆封水分别在隧洞顶部和洞壁四周进行，洞外顶部注浆在隧道锚进洞之前施工，洞壁四周注浆在开挖初支完成之后、二次衬砌之前施工。
4.根据权利要求2所述的悬索桥隧道锚防排水系统的建造施工方法，其特征在于，隧洞四周设环向、纵向、横向渗水盲管引水，二次衬砌环向渗水盲管在敷设防水板前安设，前、后锚室环向渗水盲管与预埋在边墙内的纵向渗水盲管连接。横向渗水盲管仅在前、后锚室集水井位置安设，要求横向渗水盲管外裹塑料布，以防淤塞；纵、环向渗水盲管以及横向渗水盲管均采用三通连接；锚塞体混凝土浇筑分层界面预埋环向防渗引水盲管，环向防渗引水盲管标高低于对应层次混凝土标高，采用防水板、土工布包裹；同时，后锚室封闭前盲管需伸入至后锚室防水板后方，封闭后盲管需伸入前锚室防水板后方，通过前、后锚室环向渗水盲管以将水顺利排出。
5.根据权利要求2所述的悬索桥隧道锚防排水系统的建造施工方法，其特征在于，所述的隧洞四周挂防水板防水，在前、后锚室复合衬砌的范围内铺设防水板；在锚塞体与初期支护接触范围内铺设防水板；前、后锚室防水板与锚塞体范围内防水板搭接长度符合设计及规范要求。
6.根据权利要求2所述的悬索桥隧道锚防排水系统的建造施工方法，其特征在于，所述的前锚室及后锚室底部设集水井汇水，前锚室纵向渗水盲管引到前锚室标高最低处，下设集水井；后锚室纵向渗水盲管引到后锚室标高最低处，下设集水井；前锚室集水井中的积水通过斜向排水管排入到后锚室集水井中，后锚室集水井内积水通入横向排水通道。
7.根据权利要求2所述的悬索桥隧道锚防排水系统的建造施工方法，其特征在于，所述的隧洞底部设横向排水通道排水，采用钻机水平钻孔形成横向排水通道，并由钻机完成排水管的安装，对管壁周围进行注浆，使其与横向排水通道围岩形成一个整体，保证其能顺畅使用；洞内初支渗水均汇入后锚室集水井，通过横向排水通道直接将锚体内积水排出。
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| 王德文: "澜沧江悬索跨越工程锚碇开挖施工技术", 《科技风》 * |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107012791B (zh) | 2019-03-05 |
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