一种隧道防排水施工工艺
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域,特别是涉及一种隧道防排水施工工艺。
背景技术
在隧道施工过程中,防排水工程是极为重要的一个环节,是保证隧道正常运行的前提。隧道防排水通常以混凝土结构的自防为主,在迎水面加柔性防水层,加强疏导管路建立起来的防水体系。
隧道施工环境容易受到降雨以及地下水等自然环境因素的影响,由此出现渗漏问题。隧道出现渗漏水问题不仅会弱化周围软弱围岩强度,导致膨胀性围岩处于膨胀状态,对隧道结构安全造成威胁,同时也会导致隧道内部雾气增加、地面过于湿滑,且能见度相对较低,增加安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种隧道防排水施工工艺,能保证施工缝的防水效果,提高隧道的防渗漏性能。
为实现上述目的,本发明提供了一种隧道防排水施工工艺,包括隧道二次衬砌施工缝全断面设膨胀止水条,沉降缝全断面设橡胶止水带,施工缝及沉降缝处均需设置背贴式止水带,拱脚两边设置纵向排水盲管,二衬背后设环向排水盲管,满铺土工布和防水板,二次衬砌采用抗渗等级≥S8的防水砼。
优选的,环向排水盲管施工步骤如下:
S1、环向排水盲管沿隧道法线断面布置,纵向3~9m安装一环,并在隧道内渗水、漏水地段加密布置;
S2、盲管在初期支护施作完成之后,防水板铺设之前,紧贴初支面渗水岩壁安设,盲管布置圆顺;
S3、环向打孔波纹管首先采用无纺布半包裹,并采用窄条固定,用5cm长的水泥钉锚固在初支面上,锚固间距按拱部50~80cm,边墙80~150cm布置;
S4、环向打孔波纹管在隧道侧沟进水孔处,将排水盲管直接接入侧沟,穿衬砌外套保护管。
优选的,纵向排水盲管施工步骤如下:
S1、纵向排水盲管沿纵向布设于左、右墙角水沟底上方,边墙纵向盲管采用钢筋固定卡进行固定,钢筋固定卡间距1米,钢筋固定卡用冲击钻在初支面上钻定位孔,再用锚固剂将钢筋固定卡预埋在定位孔中,出口处采用钢筋与盲管固定;
S2、排水管安装按照隧道纵坡安装,每段排水管安装顺直;每隔8-10m将盲管两端引入隧道侧沟内,穿衬砌外套管保护;
S3、排水管出口设置避开隧道施工缝设置,避免在止水带上打孔影响施工缝防水效果;
S4、纵向排水管在布设时,用土工布将纵向排水管包裹,使泥砂不得进入纵向盲管;
S5、纵向排水盲管安设的坡度与线路坡度一致。
优选的,防水板铺设主要施工步骤如下:
S1、准备防水层铺设前,先对隧道基面进行处理,保持基面无明显渗漏水,对锚杆头和钢筋头的突出物切除,凹坑深宽比应控制在1:6以内;深宽比大于1:6的凹坑采用水泥砂浆找平处理,凹坑处抹平补喷混凝土;
S2、铺设防水板前,在防水板画出焊接线和拱顶分中线,截取防水板长度,减少接头,然后把准备好的防水板放在台车的卷盘上,在基面画出拱顶线及环向横断面线,以利于铺设;
S3、铺设士工布首先用作业台车将单幅士工布固定到预定位置,然后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射混凝土上;专用热熔衬垫及射钉按梅花型布置,拱部间距0.5~0.8m,边墙0.8~1.0m;土工布铺设要紧贴在喷射混凝土表面,土工布幅间搭接宽度不小于5cm;
S4、铺设防水板采用台车将防水板固定到预定位置,从拱部向两侧边墙悬挂进行,下部防水板压上部防水板,然后用手动电热熔接器加热,使防水板焊接在固定士工布的专用热熔衬垫上;防水板铺设要松紧适度,使之能与土工布充分结合并紧贴在喷射混凝土表面,防水板间搭接缝与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1~2m的距离;阳角和阴角处防水板的铺设平展闭合、平顺焊接;
S5、防水板间自动热熔焊接用自动双缝热熔焊接机,单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1.5cm,防水板搭接宽度不小于10cm,分段铺设的防水板边缘部位预留至少60cm的搭接余量;
S6、防水板铺设后进行质量检查。
优选的,二次衬砌施工缝、沉降缝全断面设中埋式橡胶止水带,纵向施工缝全断面设遇水膨胀橡胶止水条的具体步骤如下:
(1)环向施工缝浇灌混凝土前,将其表面清理干净,并涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料后及时浇灌混凝土;
环向施工缝设置背贴式橡胶止水带;纵向施工缝设置制品型遇水膨胀橡胶止水条,并沿缝面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料;
(2)隧道沉降缝或变形缝设置背贴式橡胶止水带、中埋式橡胶止水带,沥青木丝板塞缝及超细防水砂浆封填;
(3)明洞结构拱墙背后铺设防水板,削竹式洞门结构外露段涂刷水泥基结晶防水涂料;
(4)明洞回填顶面应设置50cm厚的粘土隔水层,且与边坡搭接良好,隔水层表面喷播植草;
(5)纵向施工缝浇灌混凝土前,将其表面浮浆和杂物清除,先铺净浆,再铺30~50mm厚1:1水泥砂浆或涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料,并及时浇灌混凝土;
(6)中埋式橡胶止水带埋设的中间空心圆环与变形缝、施工缝的中心线重合;仰拱与拱部的中埋式橡胶止水带采用盆式安装方法,振捣时严禁振捣棒接触止水带;止水带在转角部位的转弯半径不得小于20cm;接头部位不得留置在转角部位。
因此,本发明采用上述一种隧道防排水施工工艺,能保证施工缝的防水效果,提高隧道的防渗漏性能。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明一种隧道防排水施工工艺固定点土工布铺设示意图;
图2是本发明一种隧道防排水施工工艺固定点防水板铺设示意图;
图3是本发明一种隧道防排水施工工艺防水板焊接示意图;
图4是本发明一种隧道防排水施工工艺拱墙环向施工缝防水示意图;
图5是本发明一种隧道防排水施工工艺仰拱环向施工缝防水示意图;
图6是本发明一种隧道防排水施工工艺纵向施工缝防水示意图;
图7是本发明一种隧道防排水施工工艺拱墙环向变形缝、沉降缝防水示意图;
图8是本发明一种隧道防排水施工工艺仰拱环向变形缝、沉降缝防水示意图;
图9是本发明一种隧道防排水施工工艺中埋式止水带实施例一安装示意图;
图10是本发明一种隧道防排水施工工艺中埋式止水带实施例二安装示意图;
图11是本发明一种隧道防排水施工工艺橡胶止水带示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
如图1-11所示,一种隧道防排水施工工艺包括隧道二次衬砌施工缝全断面设膨胀止水条,沉降缝(在围岩等级变化处及V级围岩段内间距50m设置)全断面设橡胶止水带,背贴式止水带在施工缝及沉降缝处均需设置。拱脚两边设置纵向排水管,二衬背后设环向盲管,满铺土工布和防水板,二次衬砌采用抗渗等级≥S8的防水砼。
一、隧道排水系统布置
(1)隧道防排水设计按清、污水分排的环保理念,采用双侧沟对地下水和路面污水进行分开排放。
(2)隧道内排水采用路缘沟和侧式排水沟,侧沟纵坡原则上与隧道纵坡一致。路缘沟主要引排营运清洗水、消防水和其它废水。侧式排水沟采用C25混凝士矩形沟,主要用于集中引排地下水,防止路面底积水。侧式排水沟间距50m设置检查井一处。
(3)隧道衬砌防水板背后环向设置DN75HDPE单壁打孔波纹管,引排至纵向排水盲管,纵向间距8~10m/环,结合施工缝设置,与纵向排水管采用三通或四通连接。
(4)隧道两侧边墙底部沿隧道通长设置DN/0D 110HDPE双壁打孔波纹管,并每隔8~10m通过横向DN/OD110HDPE双壁波纹管引排至侧式排水沟。
(5)隧道内路面底部设置横向DN75HDPE单壁打孔波纹管以排除隧道底部渗水,纵向间距10~12m/道,将路面以下积水引排至双侧边沟。
(6)隧道开挖后集中出水点,宜采用环向布设Ω型弹簧排水管或排水板引排至墙脚纵向排水盲沟内。
(7)隧道开挖后大面积淋水,宜采用径向注浆或局部注浆堵水处理。
(8)隧道两侧检修道设1%横坡,以利道面清洁排水。
(9)隧道洞内侧沟应与路堑侧沟顺接,出洞方向为上坡时,在洞外设反向排水沟,沟底坡度不小于2%,并且在洞口前方路基设置横向截排水沟。
二、隧道防水系统的组成
(一)衬砌结构防排水系统组成
(1)混凝土自防水:本路段隧道衬砌结构均采用防水混凝士根据工程的埋深及地下水位情况,防水混凝土抗渗标号不小于P8。
(2)暗洞衬砌结构防水:采用半包防水。隧道洞身、横通道及其它各种附属洞室在初期支护和二次衬砌之间拱顶至边墙脚下纵向排水管范围设350g/㎡无纺布和1.5mm厚EVA防水板。
(3)环、纵向施工缝处地下水发育段设置中埋式橡胶止水带,地下水不发育段设置遇水膨胀橡胶止水条。
(4)沉降缝、伸缩缝处设置背贴式止水带、中埋式橡胶止水带。拱墙衬砌变形缝内缘4cm处设置半圆硬质φ20U-PVC排水管并引排至侧式水沟;二次衬砌内缘4cm范围内采用超细防水砂浆封堵,其余空隙采用填缝料(沥青麻丝)填塞密实。
(5)隧道内排水采用路面沟和侧式排水沟,侧沟纵坡原则上与隧道纵坡一致。
(6)隧道内路面底部设置横向DN75HDPE单壁打孔波纹管以排除隧道底部渗水,纵向10~12m/道,将路面以下积水引排至双侧边沟。
(7)隧道开挖后集中出水点,宜采用环向布设Q型弹簧排水管或排水板引排至墙脚纵向排水盲沟内。
(8)隧道开挖后大面积淋水,宜采用径向注浆或局部注浆堵水处理。
(9)隧道两则边墙底部沿隧道通长设置DN/OD 110HDPE双壁打孔波纹管,并每隔8~10m通过横向DN/0D 110HDPE双壁波纹管引排至侧式排水沟。
(10)隧道衬砌防水板背后环向设置DN75HDPE单壁打孔波纹管,引排至纵向排水盲管,纵向间距8~10m/环,结合施工缝设置,与纵向排水管采用三通或四通连接。
(11)隧道村砌施工并达到100%强度后,应进行衬砌背后回填注浆。
(二)横通道及附属洞室排水系统组成
(1)混凝土自防水:隧道衬砌结构均采用防水混凝士,根据工程的埋深及地下水位情况,防水混凝士抗渗标号不小于P8。
(2)横通道衬砌结构防水:采用半包防水。隧道洞身、横通道及其它各种附属洞室在初期支护和二次衬砌之间拱项至边墙脚下纵向排水管范围设350g/m2土工布和15mm厚EVA防水板。
(3)环向施工缝处设置中埋式橡胶止水带。
(4)为引排路面清洗水,车、人行横通道路面两侧设置流水槽。
(5)横通道两侧边墙底部沿隧道通长设置DN/OD110HDPE双壁打孔波纹管,并与主洞纵向排水管相连。
(6)横通道衬砌防水板背后环向设置排水带引排至纵向排水盲管,纵向间距8~10m/环,并结合施工缝设置。
(7)横通道衬砌施工并达到100%强度后,应进行衬砌背后回填注浆。
(8)预留洞室处二衬外侧铺设350g/m2士工布和15mm厚EVA防水板,并与主洞防水板及士工布搭接长度不小于10cm。
三、施工方法
(一)隧道防排水施工工艺
1、环向排水盲管施作方法
(1)环向排水盲管沿隧道法线断面布置,纵向3~9m安装一环,并应在隧道内渗水、漏水地段加密布置。
(2)盲管在初期支护施作完成之后,防水板铺设之前,紧贴初支面渗水岩壁安设,以减少地下水由围岩进入排水盲管的阻力;盲管布置应圆顺,不得起伏不平。
(3)环向HDPE打孔波纹管首先采用无纺布半包裹,并采用PE板窄条固定,用5cm长的水泥钉锚固在初支面上,锚固间距可按拱部50~80cm,边墙80~150cm布置。
(4)环向HDPE打孔波纹管在隧道侧沟进水空处,将排水盲管直接接入侧沟,穿衬砌外套PVC保护管。
2、纵向排水盲管施作方法
(1)纵向排水盲管沿纵向布设于左、右墙角水沟底上方,为两条直径为DN/75HDPE打孔波纹管。边墙纵向盲管采用钢筋固定卡进行固定,钢筋固定卡间距1米,钢筋固定卡采用Φ10的钢筋加工而成,用冲击钻在初支面上钻定位孔,再用锚固剂将钢筋固定卡预埋在定位孔中,出口处采用Φ22钢筋与盲管固定,以保证出水口高度统一。
(2)排水管安装严格按照隧道纵坡安装,每段排水管安装顺直;每隔8-10m将盲管两端引入隧道侧沟内,穿衬砌外套PVC管保护。
(3)排水管出口设置宜避开隧道施工缝设置,避免在止水带上打孔影响施工缝防水效果。
(4)纵向排水管在布设时,用土工布将纵向排水管包裹,使泥砂不得进入纵向盲管。
(5)纵向排水盲管按设计规定划线,以使盲管位置准确合理,盲管安设的坡度与线路坡度一致。
(二)防水板铺设主要施工工艺
(1)防水板铺设包括基面处理,铺设准备,土工布铺设,防水板铺设、焊接,质量检验等环节。
(2)准备防水层铺设前,先对隧道基面(初期支护表面)进行处理,保持基面无明显渗漏水,应对锚杆头和钢筋头等突出物切除后妥善处理,凹坑深宽比应控制在1:6以内;深宽比大于1:6的凹坑应采用水泥砂浆找平处理,凹坑太大处要抹平补喷混凝土,确保喷射混凝土表面平整,无尖锐棱角。
(3)铺设防水板前,在检验合格的防水板画出焊接线和拱顶分中线,根据铺设一环的尺寸合理截取防水板长度,尽量减少接头,然后把准备好的防水板放在专用台车的卷盘上。应在基面画出拱顶线(即隧道中线)及环向横断面线,以利于铺设。
(4)铺设士工布首先用筒易作业台车将单幅士工布固定到预定位置,然后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射混凝土上。专用热熔衬垫及射钉按梅花型布置,拱部间距0.5~0.8m,边墙0.8~1.0m。土工布铺设要松紧适度,使之能紧贴在喷射混凝土表面,不致因过紧被撕裂;过松,土工布褶皱堆积形成人为蓄水点。土工布幅间搭接宽度不小于5cm,如图1。
(5)铺设防水板采用专用台车将防水板固定到预定位置,从拱部向两侧边墙悬挂进行,下部防水板压上部防水板,然后用手动电热熔接器加热,使防水板焊接在固定士工布的专用热熔衬垫上。防水板铺设要松紧适度,使之能与土工布充分结合并紧贴在喷射混凝土表面,防止过紧或过松,防水板受挤压破损或形成人为蓄水点。防水板间搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1~2m的距离。阳角和阴角处防水板的铺设应平展闭合、平顺焊接。
(6)防水板间自动热熔焊接用自动双缝热熔焊接机,焊接前应试焊,掌握了合适的焊接温度和速度后进行焊接。焊接前先除尽防水板表面的灰尘。单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1.5cm,防水板搭接宽度不小于10cm,分段铺设的防水板边缘部位应预留至少60cm的搭接余量,并对预留部位进行有效的保护,如图2、图3。
(7)焊缝若有漏焊、假焊应予补焊,若有烧焦、焊穿处以及外漏的固定点,用同质地的防水板覆盖焊接。
(8)防水板铺设后进行质量检查。检查防水板有无漏焊、假焊、烧焦和焊穿,检查焊缝的宽度、是否均匀连续、表面是否光滑、有无波形断面。焊缝质量应采用充气法检查。焊接后两条缝间留一条空气道,如图3,焊缝检测采用检漏器现场检测防水板焊接质量。先堵住空气道的一端,然后用空气检测器从另一端打气加压,当压力达到0.25MPa时停止充气,保持15分钟以上,压力下降在10%以内,说明焊缝合格。否则,须用检测液(如肥皂水)找出漏气部位,用手动热熔器焊接修补后再次检测,直到完全不漏气为止。
(9)防水板破损处修理:如发现防水板有破损,必须及时修补。先取一小块防水板,除尽两防水板上的灰尘后,将其置于破损处,然后用手动电热熔接器熔接。熔接质量用真空检测器检测,若不合格必须重新修补。
(10)防水板应避开火源,做好保护措施,尤其是钢觞施工、混凝土浇筑和捣固时,应采取措施避免对卷材造成破坏,对破坏处应及时修补。
(三)施工缝及变形缝防水
二次衬砌施工缝、沉降缝全断面设中埋式橡胶止水带,纵向施工缝全断面设遇水膨胀橡胶止水条,如图4-10。
(1)环向施工缝浇灌混凝土前,将其表面清理干净,并涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料后及时浇灌混凝土。环向施工缝设置背贴式橡胶止水带(300×8mm);纵向施工缝设置制品型遇水膨胀橡胶止水条(20×30mm),并沿缝面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料(用量不应小于1.5kg/m2,且厚度不小于1.0mm)。
(2)隧道沉降缝或变形缝设置背贴式橡胶止水带(300×8mm)和中埋式橡胶止水带(300×8mm),沥青木丝板塞缝及超细防水砂浆封填等措施。
(3)明洞结构拱墙背后铺设EVA防水板(厚度1.5mm),削竹式洞门结构外露段涂刷水泥基结晶防水涂料(用量不应小于1.5kg/m2,且厚度不应小于1.0mm)。
(4)明洞回填顶面应设置50cm厚的粘土隔水层,且应与边坡搭接良好,以防地表水渗入,隔水层表面喷播植草,防雨水冲刷。
(5)纵向施工缝浇灌混凝土前,将其表面浮浆和杂物清除,先铺净浆,再铺30~50mm厚1:1水泥砂浆或涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料,并及时浇灌混凝土。
(6)中埋式橡胶止水带埋设位置需准确,其中间空心圆环与变形缝、施工缝的中心线重合;仰拱与拱部的中埋式橡胶止水带采用盆式安装方法,以利于振捣泥凝士时产生的气体顺利排出;振捣时严禁振捣棒接触止水带;止水带在转角部位的转弯半径不得小于20cm;接头部位不得留置在转角部位。在浇筑变形缝一侧的混凝土时,为防止另一侧止水带受到破坏模板的挡头板应做成箱形。
因此,本发明采用上述一种隧道防排水施工工艺,能保证施工缝的防水效果,提高隧道的防渗漏性能。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。