淺析隧道防水支護(hù)措施與方法[權(quán)威資料]

淺析隧道防水支護(hù)措施與方法 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：隧道作為道路結(jié)構(gòu)的組成部分，即能保證最佳道路線形，便利行車，又可有效防止山地陡坡的滾石、泥石流等自然災(zāi)害，提高行車的安全性和可靠性。在隧道施工中圍巖越差，施工難度就越大。為了確保洞室穩(wěn)定，必須采取綜合支護(hù)措施，有時(shí)需要在坑道開挖之前進(jìn)行超前支護(hù)。經(jīng)過多年的工程實(shí)踐，我國在隧道防水支護(hù)技術(shù)上取得了很大的進(jìn)步。鑒于此，本文對隧道主要的防水支護(hù)組合方式進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞 ：支護(hù)；隧道；滲水 Abstract: the structure of road tunnel as components, namely, ensuring the best road alignment, convenient traffic, can effectively prevent the steep mountain of rolling stone, mud-rock flow and other natural disasters, improve the safety and reliability of the driving. In the surrounding rock in tunnel construction, the worse the greater difficulty in construction. In order to ensure that the cavity stability, must adopt comprehensive support measures, sometimes need in the tunnel before excavation advanced support. After years of engineering practice, our country in the tunnel waterproof on supporting technology have made a lot of progress. In view of this, this article mainly to support the tunnel waterproof combination is discussed. Keywords: support； Tunnel； Ooze water TD A 一、前言 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國既有隧道中，大多隧道都存在不同程度的病害。隧道病害的類型主要有水害、凍害、襯砌裂損和襯砌侵蝕，其中最常見的病害形式是隧道滲漏水?，F(xiàn)有資料表明，國內(nèi)有近 1/3 的隧道存在著襯砌結(jié)構(gòu)的滲漏水問題。滲漏水病害的表現(xiàn)形式主要有拱頂滲水、滴水，拱腳處滲水、淌水，施工縫部位滲水、淌水、局部涌水、涌泥，道床積水等，在冬天則表現(xiàn)為頂部形成冰掛，側(cè)墻形成冰柱，在道床形成冰堆、冰坡等。對隧道 工程結(jié)構(gòu)防排水措施與滲漏水的治理目前國內(nèi)外建設(shè)部門及施工承建單位都十分重視。若結(jié)構(gòu)防排水措施不當(dāng)，將導(dǎo)致滲漏水治理工作進(jìn)行得不徹底，勢必給工程帶來各種水害影響，產(chǎn)生種種不良的后果，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，如高速公路隧道，直接影響行車安全，引起工程的結(jié)構(gòu)破壞，影響工程使用。隧道防水的總原則是 :以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、復(fù)合襯砌、綜合治理。滲漏水的整治以拱部為主，邊墻同時(shí)進(jìn)行。拱部采用堵排結(jié)合，綜合整治的方法，邊墻處以排為主。下面本文對隧道防水支護(hù)措施與方法進(jìn)行了探討。 二、隧道防水支護(hù)措施 1、噴射混凝土 噴射混凝土為永久性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，它是現(xiàn)代隧道建造中支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要型式，是新奧法的基礎(chǔ)，它的功能為 : 穩(wěn)定巖體，控制位移 ； 填平開挖凹凸面 ； 保證支護(hù)結(jié)構(gòu)與巖體完好接觸 ； 加強(qiáng)巖體表面強(qiáng)度 ； 保護(hù)鋼筋不受腐蝕 ； 形成以巖體與噴射混凝土層之間相互作用的結(jié)構(gòu)體系。在圍巖穩(wěn)定性好、地下裂隙水較少的情況下，有時(shí)只用噴混凝土就能滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的要求。在圍巖穩(wěn)定性差的情況下，支護(hù)結(jié)構(gòu)在采用噴混凝土的。同時(shí)，需根據(jù)不同裂隙水發(fā)育情況，同時(shí)采用鋼錨桿、鋼拱和鋼筋。噴混凝土的優(yōu)點(diǎn)在于能夠滿足初次支護(hù)的構(gòu) 造及受力要求，幾乎能適應(yīng)于各種地質(zhì)條件。在巖石被開挖后，用噴混凝土能快速形成的支護(hù)功能，是其它方法不可比擬的，噴混凝土可以和鋼筋、錨桿很好配合?；炷恋馁|(zhì)量容易控制，生產(chǎn)造價(jià)低。缺點(diǎn)是要求有專業(yè)人員，特別要對施工工藝的技術(shù)參數(shù)加以控制，否則效果下降。 2、鋼錨桿 錨桿支護(hù)是永久性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，是新奧法的重要組成部分及基礎(chǔ)。錨桿的主要功能有 : 承擔(dān)圍巖的應(yīng)力，防止塌落 ； 限制圍巖位移 ； 改善 “ 巖石一混凝土結(jié)構(gòu)體系 ” 的承重效果，起到固定巖石共同受力的作用 : 形成沿開挖面的受力環(huán)區(qū)，將開挖面處的 高應(yīng)力，延伸到巖體深處 ； 部分減少開挖過程中引起的松動(dòng)，從而有效控制圍巖裂隙擴(kuò)大，可減少隧道涌水災(zāi)害。鋼錨桿可分為展開式錨桿和貼結(jié)式粘結(jié)錨桿。展開式錨桿的優(yōu)點(diǎn)為 :受力過程時(shí)間短、承力快，有后續(xù)錨固的功能，即在巖體變形后，通過重新加力，可達(dá)到重新錨固的效果。缺點(diǎn)是全部錨固效果局限在相對較短的錨固端頭范圍內(nèi)，容易造成局部應(yīng)力集中，而導(dǎo)致錨固端部處巖石破裂、錨頭松動(dòng)。因此，它通常只用于圍巖強(qiáng)度較高的情況下。貼結(jié)式粘結(jié)錨桿的主要優(yōu)點(diǎn)為 : 貼結(jié)強(qiáng)度大、承力快、變形性好 ； 易于操作，施工作業(yè)快 ； 不受洞周巖石中地下水的 影響，有防腐蝕能力。主要缺點(diǎn)為 : 造價(jià)高 ； 貼結(jié)液有時(shí)分布不均勻，導(dǎo)致接觸性差，受力不均勻 ； 貼結(jié)效果的長期性、化學(xué)穩(wěn)定性與溫度對貼結(jié)效果的影響等方面不易控制。 3、鋼拱和鋼筋網(wǎng) 鋼拱和鋼筋網(wǎng)為永久性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，是新奧法支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。在圍巖強(qiáng)度低，或松散、顆粒狀的地層，且有地下裂隙水的情況下，可在隧道開挖面的拱部或沿隧道的全截面上，安裝鋼拱和鋼筋網(wǎng)，它與噴射混凝土、錨桿一起，構(gòu)成鋼筋混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)初次支護(hù)，亦稱外殼，以提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，穩(wěn)定圍巖，防止位移的效果。 4、模注混凝土 模注混凝土為永久性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，為支護(hù)結(jié)構(gòu)的又一種構(gòu)造方式。模注混凝土采用模板就地灌注，這種支護(hù)結(jié)構(gòu)，不屬于以噴混凝土加鋼錨桿為主體的新奧法支護(hù)結(jié)構(gòu)范疇。主要運(yùn)用范圍是圍巖穩(wěn)固，裂隙水少的情況下才能使用。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)為 : 模注混凝上外殼作為承重結(jié)構(gòu) ； 內(nèi)模板向時(shí)又為鋼筋 ； 混凝土損失少， 鋼板可早期承載，待混凝土硬化后、與混凝土共同承載。缺點(diǎn)為 : 需圍巖自承時(shí)間長， 在作業(yè)面上的地下水，必須完全排開 ； 很難與錨桿相配合。 5、鋼支架 鋼支撐為支架式的支護(hù)結(jié)構(gòu)， 是從木支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)展起來的，鋼支撐的優(yōu)點(diǎn)為 :承載快、造價(jià)便宜。缺點(diǎn)為 :蓋板抗彎強(qiáng)度低，只在外力小的情況下才可使用。 6、注漿傘 注漿即將液狀流體，通常為水泥砂漿，在壓力作用下，注入巖體中去，用于增加巖體的密實(shí)性，防止地下水流入，增加巖體的強(qiáng)度。作為開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)的 “ 注漿傘 ” ，則通過注漿方式，在開挖向上形成一個(gè)傘形的保護(hù)層。注漿主要用于圍巖為松散土層、破裂巖體或覆蓋層很薄，地下水豐富等情況，當(dāng)無法利用巖體的自承能力時(shí)，注漿傘可視為加固圍巖的措施，從這個(gè)意義上講，可作為設(shè)計(jì)的初次支護(hù)。由于注漿傘 造價(jià)高，施工工藝復(fù)雜，因此，只用于不利地質(zhì)情況下。但近年來，環(huán)保意識(shí)的提高，在隧道防水中，主要采用 “ 堵 ” 的理念，以致注漿傘已較為廣泛地用于以新奧法為基礎(chǔ)的現(xiàn)代隧道建造中。 7、超前錨桿、鋼插板和管棚支護(hù) 超前錨桿、鋼插板和管棚支護(hù)的構(gòu)造與注漿傘類似，都是用鋼管制成，通常用液壓錘打入到圍巖中。超前錨桿、鋼插板和管棚支護(hù)也是在開挖前打入巖體中的，用以加固巖體，并在拱部形成一個(gè)傘形保護(hù)層。但長度較短，并且通過壓力錘打入巖體中，和注漿傘相比，施工簡單、造價(jià)低。超前錨桿以往多用在以鋼支撐為主的 支護(hù)結(jié)構(gòu)中，并作為鋼支撐結(jié)構(gòu)的錨具。近年來，逐步擴(kuò)大用于以新奧法為基礎(chǔ)的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系中，并和普通錨桿一起，沿隧道縱向混合交錯(cuò)布置。其優(yōu)點(diǎn)在于，超前錨桿可傾斜布置，用以加固圍巖，而普通錨扦垂直布置，形成受力圓環(huán)，在圍巖強(qiáng)度低時(shí)，可作為外殼的加強(qiáng)措施。超前錨桿可作為永久性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，但在新奧法的規(guī)范中，有將其作為初次支護(hù)的組成部分，其使用原因與注漿傘類似。 8、縱環(huán)橫向排水管 （ 1）縱向排水管是沿隧道縱向設(shè)置在襯砌底部外側(cè)的透水盲管。目前常用的縱向排水管是直徑為 10cm 的彈簧排水盲管或帶孔 軟式透水管。縱向排水管要按照設(shè)計(jì)給定的路線縱坡安裝，管道不得有凹陷、扭曲等，以防止泥沙在這些位置淤積、堵塞排水管?？v向排水管施工時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：安裝坡度。縱向排水盲管通常位于襯砌的兩下角，施工條件極為不利，施工較易出現(xiàn)管身高低起伏不平，平面上忽內(nèi)忽外的現(xiàn)象。在這種情況下，隧道建成后縱向排水管容易被淤砂封堵，或被冰凍封堵，造成縱向排水不暢。因此，施工中一定要為縱向排水管作好基礎(chǔ)，用水準(zhǔn)儀檢查、測定縱向排水管的坡度，使地下水進(jìn)入后在一定的坡度下按設(shè)計(jì)的方向流動(dòng)?？v向排水管的包裹：首先應(yīng)用土工布將縱向排水管包裹 ，使泥砂不得進(jìn)入縱向盲管。其次應(yīng)用防水卷材半裹縱向盲管，使從上部流下的水在縱向盲管位置盡量流入管內(nèi)，而不讓地下水在盲管位置縱橫漫流。因此，施工時(shí)要認(rèn)真檢查縱向盲管的包裹安裝情況，杜絕粗放施工為隧道后期排水造成質(zhì)量隱患。與上下排水管的連接?？v向排水管在整個(gè)隧道排水系統(tǒng)中是一個(gè)中間環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用，施工中應(yīng)注意檢查上部環(huán)向透水盲管和下部橫向排水管與縱向排水管的連接。實(shí)際施工中一般采用三通管連接，三通管留設(shè)位置應(yīng)準(zhǔn)確，接頭應(yīng)牢靠，防止松動(dòng)脫落。 （ 2）環(huán)向排水管 環(huán)向排水管的作用是在 巖面與噴射混凝土之間、噴射混凝土與防水板之間提供過水通道，并使之下滲匯集到縱向排水管。環(huán)向排水管施工時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：首先要按設(shè)計(jì)要求布設(shè)環(huán)向排水管，保證基本間距，再對局部涌水量大的段落加大密度。其次，在施工時(shí)，環(huán)向排水管要盡量緊貼滲水巖面，盡量減小地下水由圍巖到環(huán)向排水盲管的阻力。第三，環(huán)向排水管布置時(shí)沿環(huán)向應(yīng)盡量圓順，尤其在拱頂部位不得起伏不平。第四，環(huán)向排水管安裝時(shí)先用鋼卡等固定，再用塑料薄膜覆蓋并訂牢，然后噴射混凝土，嚴(yán)禁將環(huán)向排水管埋入噴射混凝土中。第五，要做好環(huán)向排水管與下部縱向排水管的連接，確 保排水暢通。最后，要注意環(huán)向溝要用無紡布包裹。 （ 3）橫向排水管 橫向排水管位于路面和仰拱的下部，布設(shè)方向與隧道軸線垂直，是連接縱向排水管與中央排水管（中心水溝）的水力通道。橫向排水管通常為硬質(zhì)塑料管，施工中先在縱向盲管上預(yù)留接頭，然后在仰拱施工前接長至中心水溝。對橫向盲管的檢查，主要是接頭應(yīng)牢靠、密實(shí)，保證縱向排水管與中心水溝間水路暢通，嚴(yán)防接頭處斷裂。 9、防水板 防水板的作用是將地層滲水拒于二次襯砌之外，以免水與二次襯砌接觸并通過二次襯砌中的薄弱環(huán)節(jié)滲入隧道。(1)當(dāng)襯砌緊跟開挖時(shí)，襯砌端部預(yù)留的接頭防水板要采取防護(hù)措施，防止掌子面放炮時(shí)，飛石砸破防水板。（ 2）二次襯砌施工要小心謹(jǐn)慎施工，防止破壞防水板。 襯砌加強(qiáng)鋼筋的安裝、各種預(yù)埋件的設(shè)置、擋頭模板的安裝、混凝土輸送管道的就位以及灌筑混凝土等作業(yè)都很有可能出現(xiàn)撞破、刺穿或燒穿防水板，防水板一旦遭到破壞必須立即進(jìn)行修補(bǔ)。施工時(shí)的注意事項(xiàng)。（ 1）開始掛防水板之前，先檢查巖面是否有突出的尖銳棱石，如果有，應(yīng)先將尖銳棱角打掉，而對于凹陷得特別大的地方，要先用噴射砼給填充起來。（ 2）在掛防水板時(shí)，要讓防水板緊貼巖面，錨釘 按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，并保持防水板有一定的自由運(yùn)動(dòng)空間，防水板要焊接牢固，防止脫落。（ 3）對于在掛防水板時(shí)損壞的地方，要逐一檢查出來并焊補(bǔ)好。（ 4）灌注二次襯砌混凝土的過程中，要派專人在現(xiàn)場隨時(shí)檢查防水板有無被拉動(dòng)、脫落、損壞，如有應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。 三、隧道主要的防水支護(hù)方法組合方式 隧道常采用雙層襯砌，其目的有二，一是防護(hù)上的需要，在偶然性爆炸荷載的突然襲擊下，雖然圍巖開裂破碎，但襯砌防水層完好，不致造成隧道內(nèi)大量涌水而影響通車 ；二是防高水頭水壓力。一般采用回填注漿和固結(jié)注漿仍避免不了大量滲水 ，或襯砌本身采用防水混凝土解決不了問題時(shí)，采用雙層襯砌是比較理想的。經(jīng)多年實(shí)踐，雙層襯砌可根據(jù)施工技術(shù)水平、防護(hù)要求以及工程地質(zhì)和水文地質(zhì)酌情選用下述雙層襯砌 (復(fù)合襯砌 )方案。 (1)噴錨支護(hù) (噴錨網(wǎng) )+柔性防水層 +整體式混凝土 (或鋼筋混凝土 )襯砌全斷面開挖 :主要用 H、 Hl 級(jí)圍巖，且地下水少的情況，或抗?jié)B要求不高的隧道。 (2)噴錨支護(hù) +鋼筋混凝土整體襯砌 +柔性防水層 (鋼板防水層 )+模注混凝土 (噴、預(yù)制混凝土 ):分部開挖法或 TBM 法。主要應(yīng)用于 III、 Iv 級(jí)圍巖，裂隙水一般不大。 (3)錨桿或鋼插板超前支護(hù) +噴錨 支護(hù) +鋼筋 (鋼拱 )混凝土整體襯砌 +柔性防水層 (鋼板防水層 )+模注混凝土 (噴、預(yù)制混凝土 ):分部開挖法或 TBM。主要應(yīng)用于 IV、 V 級(jí)圍巖。 (4)超前支護(hù) +注漿 (凍結(jié)法 )+噴錨支護(hù) +鋼筋 (鋼拱 )混凝土整體襯砌 +柔性防水層 (鋼板防水層 )+模注混凝土 (噴、預(yù)制混凝土 )導(dǎo)洞法開挖。主要應(yīng)用于 II 級(jí)圍巖，或 Iv、 v 級(jí)圍巖裂隙水豐富的地質(zhì)條件。