高速公路連拱隧道防水施工技術

高速公路連拱隧道防水施工技術摘要：本文介紹浙江省金（華）麗（水）溫（州）高速公路雙港口2#連拱隧道，三導坑先墻后拱法施工，其防水作業(yè)是工程施工中的重點和難點，文章結(jié)合該工程闡述防水施工技術。主題詞:連拱隧道防水施工技術1工程概況雙港口2#隧道位于浙江省金（華）麗（水）溫（州）高速公路雙港口，隧道全長130m雙跨連拱結(jié)構(gòu)，單跨凈寬10.5m，總開挖寬度為25m雙港口2#隧道按新奧法原則設計，采用復合式（柔性）襯砌,三導坑先墻后拱法施工。以錨桿、鋼筋網(wǎng)和工字鋼拱架及噴射砼組合為一期支護，二期支護為模筑鋼筋砼。在兩次支護間設置隧道專用型貼背吊帶式聚乙烯塑料板土工復合防水卷材防水層。隧道地質(zhì)情況復雜，其中：H類圍巖段82m為晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，強風化層厚約2.5m，中風化層厚約5.3m，節(jié)理裂隙發(fā)育，隧道通過微風化基巖，3倍洞徑內(nèi)最不利圍巖為第四系松散土層及強?中風化基巖，圍巖開挖后易坍塌，地下水主要為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水，水量貧乏，雨季沿裂隙有滲水及滴水現(xiàn)作者簡介：王永華（1963.09.23）,男，1986年貴州工學院鐵道工程專業(yè)2年制?？飘厴I(yè)，1997年長沙鐵道學院鐵道工程專業(yè)函授5.5年制本科畢業(yè)，工程師。中鐵五局（集團）有限公司路橋分公司，河南洛陽471002。電話13700795167。象。皿類圍巖段48m為晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，強風化層厚 2.0?3.5m,中風化層厚3.0?4.2m,隧道通過微風化凝灰?guī)r，致密堅硬，節(jié)理裂隙發(fā)育，圍巖呈碎塊石鑲嵌結(jié)構(gòu)，局部為節(jié)理密集帶，裂隙多為張性，隙面有方解石充填，地下水主要為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水，水量貧乏。"、皿類圍巖占整個隧道全長。(圖1),整個隧道存在淺埋、偏壓、圍巖自穩(wěn)性差的情況。為保證工程質(zhì)量和施工安全，采用小管棚注漿法。在開挖光面爆破時采取少進尺、多循環(huán)、勤監(jiān)測、強支護等措施?！?9■ 9505口洞線左端華金- 右廠 干「廠|/q” -隧道拱頂■設計圍巖類別nnnnn設計長度(m)棚10明10274825明10圖1、雙港口2號隧道地質(zhì)縱斷面2隧道防水設計雙港口2#隧道采用復合防排水設計，在防排水方面主要采用了三個步驟，第一步為全封閉的襯砌柔性防水工程，第二步為襯砌漏水防水工程，第三步為排水工程，在防排水設計中充分考慮了隧道施工中所采用的施工方法和特點，遵循了“以防為主、多道防線、剛?cè)峤Y(jié)合、綜合治理”的思想，根據(jù)高速公路隧道的要求，其設計的原則是保證襯砌內(nèi)壁不滲水。3防水施工步驟1——中隔墻超前導洞開挖（含導洞錨噴支護）I――中隔墻襯砌（含防排水施工）2左（右）——左右側(cè)墻超前導洞開挖（含錨噴支護）H左（右） 左右側(cè)墻襯砌（含工字鋼安裝、噴射砼，防水層WW,排水設施安裝）S左（右）——中隔墻襯砌完成，且隔墻右（左）側(cè)鋼支撐后，左（右）洞拱部環(huán)形超前預支護（H類“管棚+注漿”，皿類“超前錨桿”）。3左（右）——中隔墻襯砌完成，且隔墻右（左）側(cè)鋼支撐后，左（右）洞上部環(huán)形開挖（3a,H類），或上半斷面開挖（3a,3b,皿類），整個過程包括錨噴支護。皿左（右）左（右）洞拱圈襯砌（含工字鋼安裝、噴射砼，防水W,W,排水設施安裝）。4左（右）——左（右）洞下部開挖。W左（右）——左（右）洞仰拱襯砌。上面3、皿、4、W步驟中必須左（右）洞獨立完成后，才能對另一洞施工隧道防水施工步驟圖（圖2、3）S右S左皿左3a左3b左左路隧道軸線右路隧道軸線W112左n.左H.右中隔墻超前導洞中線 W4W3G---Q.S右S左皿左3a左3b左左路隧道軸線右路隧道軸線W112左n.左H.右中隔墻超前導洞中線 W4W3G---Q.W2中隔墻超前導洞3a右3b右設計路面中線設計路面中線w左180/2420420圖2圖2、隧道防水施工步驟隧道防排水結(jié)構(gòu)如圖?80右路隧道軸線180/2?100mm透水管mmPV管$100mm透水管?i?80右路隧道軸線180/2?100mm透水管mmPV管$100mm透水管?i管噴射混凝土環(huán)~向盲溝防及無紡布模板混凝土"噴射混凝土環(huán)向盲溝防水板及無紡布模板混凝土左路隧道軸線左路中線右路中線1設計開挖線襯背環(huán)向盲溝構(gòu)造圖噴射混凝土50mm環(huán)向盲管BB*50透水管環(huán)向盲溝4>100設計開挖線襯背環(huán)向盲溝構(gòu)造圖噴射混凝土50mm環(huán)向盲管BB*50透水管環(huán)向盲溝4>100透水管中隔墻縱向盲管防水板A大樣圖模筑混凝土圖3、隧道襯砌防排水圖4一般步驟的防水施工4.1在有水圍巖地段錨噴支護施工對于有水巖面上噴射混凝土能否噴得上去，能否及時凝固，強度和厚度能否保證，砂漿錨桿注漿能否密實，我們在這次施工中摸索了一套在有水圍巖中進行錨噴支護的施工方法，現(xiàn)對所采用的施工方法及措施介紹如下：對于大面積滲水的巖面，可以直接噴射混凝土，在一般情況下其配合比為水泥：砂：碎石=1:2:2（重量比），水灰比一般控制在0.4?0.5，速凝劑摻量2?4%（水泥重量）；但這種情況則應適當降低水灰比，改變其配合比為1:2:1,增加噴射壓力，使噴頭處壓力在1.2?1.4kgf/cm2（正常噴射為1.0kgf/cm2）為宜，減小噴射厚度，并采用由遠處向近處，逐漸向漏水較多部位噴射，必要時用上述方法反復噴射多次，直至絕大部分巖面上的水被堵住為止。對出水較集中的部位或股水處，根據(jù)巖石節(jié)理裂隙鉆1.8-2.2m深的排水孔，用長為30-60cm,直徑為?30的鋼管插入，排水孔口周圍用1:1水泥砂漿（水灰比為0.38）加速凝劑堵住或噴上一層混凝土，迫使孔內(nèi)的水沿管排出。對于局部淋水的巖面，以排為主，堵排結(jié)合的方法，先噴射一層約1cm厚的混凝土，鉆排水孔與錨桿眼結(jié)合進行，凡是出水的眼，立即安裝上導管將水引出，若孔眼無水，則安裝砂漿錨桿，然后在噴射多次混凝土。隧道防水卷材施工暗洞雙港口2#隧道，采用復合式襯砌，在初期支護與二次模筑砼之間，從兩側(cè)邊墻泄水孔以上（電力電纜槽底）沿拱部到中隔墻頂襯砌背面均設有TJ281-BEP隧道專用型貼背吊帶式高分子土工復合排防水卷材，土工布設置在防水卷材與初期支護之間，其作用兼作襯背排水層及緩沖層，材料規(guī)格為：重量規(guī)格300g+700g（即300g/m2土工布與0.8mm厚高分子卷材復合而成）；門幅2.0m或以上；貼背吊帶im不少于一個；材質(zhì)符合GB12952-91（P型，優(yōu)等品）規(guī)定；阻燃性能GB2408-8Q—級（水平燃燒法）；同時具備熱熔和粘合劑粘合兩種搭接工藝。根據(jù)本隧道施工順序，橫向?qū)⒎浪宸殖闪鶋K鋪設，分塊尺寸如下（見圖4）

hii'lI100mm透水管100mm透水管T--圖4、防水板及無紡布布置圖i>100mm透水管*噴射混凝土hii'lI100mm透水管100mm透水管T--圖4、防水板及無紡布布置圖i>100mm透水管*噴射混凝土環(huán)向盲溝防水板及模板混噴射混凝土環(huán)向盲溝防水板及無紡布模板混凝土左路隧道軸線左路中線右路中線右路隧道軸線襯背防水層施工以可靠便利為原則。每一循環(huán)采用在洞外平臺上先拼接成大塊體，再在洞內(nèi)將大塊體吊帶鋪掛，沿隧道縱向以3-4幅卷材拼接為宜，環(huán)向長度以隧道噴砼層內(nèi)壁周長決定，壁面鋪掛點每im不少于i個。大塊體之間采用雙接縫熱熔工藝，兩條接縫之間留空隙，以備充氣檢驗焊縫質(zhì)量。焊縫檢驗方法是將雙縫之間空隙兩端密封，插入打氣筒，打氣加壓至 i00Kpa保持3min氣壓不降低即定為合格；洞內(nèi)大塊體之間環(huán)向接縫允許使用專用粘合劑粘合，局部用玻璃膠（硅膠）補縫，接縫質(zhì)量以肉眼檢驗判定。襯背防水層的分塊是根據(jù)隧道施工分部作業(yè)的程序決定的。邊墻砼灌筑前先鋪Li，隧道大斷面開挖后再鋪設L2、L3、Li、L2、L3、鋪設應注意搭接順序，應如蓋瓦，使之利于排水。襯背防水層鋪設前應對隧道巖層面進行仔細檢查，認真進行處理，鋪設工藝流程圖如下：

明洞明洞背部防水層采用2.5mm厚的SBS型改性瀝青防水卷材，均選擇晴朗干燥天氣施工，防水層外部做2-3cm水泥砂泥保護再作填土。襯砌自防水結(jié)構(gòu)為了防止柔性防水層由于施工原因而可能出現(xiàn)的局部地方防水失敗，故二次襯砌采用C30泵送自防水砼結(jié)構(gòu)，自防水結(jié)構(gòu)抗?jié)B標號要求達S。。具體砼施工中砼標號為C30,用AEC425膨脹水泥，每立方米砼水泥用量為464kg,該水泥為浙江麗水蘭溪“力頓”牌，河砂類別為中砂，砂率達36%碎石最大粒徑為31.5mm其中5-20mm與10-30mm各一半，坍落度為14-16cm,水灰比為0.42，使用了高效減水劑，并加強對泵送砼振搗以保證澆注質(zhì)量及襯砌與初期支護之間密實不留空隙。排水工程襯砌背面排水層在防水層與噴砼之間設置300g/m2土工布，使漏水能從襯砌背面通過排水層排至墻角，再由墻角處襯背縱向盲溝集水，通過 ?80mmPV管引至路面邊溝排出洞外。襯背縱向盲溝采用?100m做式彈簧透水管,盲溝設置在防排水層面,固定在砼面上,且要求防水板“U'型包裹縱向彈簧排水管。對于H類、皿類圍巖區(qū)段及富水區(qū)段拱局部滲水較大形成徑流區(qū)段,應在土工布排水層與噴砼之間加設環(huán)向盲溝,環(huán)向盲溝采用?50mn軟式透水管，間距一般為9.0m,位置與數(shù)量根據(jù)實際情況確定。路基排水工程主要指路面以下的縱向中央排水溝。其作用是將路基圍巖滲水、涌水排出?？v向中央排水溝，由內(nèi)徑?300mm離心式帶孔鋼筋砼水管外裹300g/m2土工布濾層及級配碎石濾層組成，僅作排水通道使用，縱向中央排水溝槽的開挖在初期支護完成后進行，中央排水溝沿隧道全長布置將地下水排出洞外。路緣排水工程為了處理隧道內(nèi)沖洗、消防排水的污水和將襯背地下水排出，在隧道路肩部位設置帶蓋板排水溝，污水排出洞外與洞門外路基兩側(cè)邊溝相接。5特殊部位的防水施工特殊部位是指隧道結(jié)構(gòu)的施工縫、沉降縫及中墻位置。分析如下：施工縫防水由于隧道襯砌施工技術和施工組織上的原因，隧道不可能連續(xù)澆注完成。當兩次澆注間歇超出一定的時間后，兩次澆注的混凝土表面應作為施工縫來處理。施工縫容易出現(xiàn)環(huán)向、縱向裂縫，因此應特別重視施工縫的防水處理。施工縫防水處理應做的工作：預留施工縫時，應使每一循環(huán)邊墻長度盡量合理，邊墻頂面外側(cè)與邊墻頂面內(nèi)側(cè)做成沿半徑方向一致，拱的每一循環(huán)位置與邊墻的每一循環(huán)盡量不重合，每一循環(huán)長度也應合理。施工縫表面應力求平整，且在施工縫表面進行鑿毛處理時，并對留出設置BE遇水膨脹橡膠止水條20X15mm勺位置進行適當處理。對環(huán)、縱向施工縫均按圖所示的位置，在舊砼面上安裝20mm<15mmB遇水膨脹橡膠止水條。橡膠止水條的搭接，最好用熱焊接。如用粘結(jié)，必須由廠方提供或推薦與膠條膠種相匹配的粘接劑，按廠方提供的粘結(jié)方法牢固粘結(jié)，并用射釘將此部位固定于混凝土表面。繼續(xù)澆注混凝土前，施工縫宜先鋪一層10-15mm厚的同標號水泥砂漿。對施工縫內(nèi)新澆注的混凝土應加強振搗。隧道施工縫BE遇水膨脹橡膠止水條位置（如圖5）:遇水膨脹橡膠止水條（20x15）圖5、施工縫大樣圖沉降縫防水設置沉降縫是防止混凝土結(jié)構(gòu)不均勻沉降開裂、增強混凝土

自身抗?jié)B防水能力的重要措施。本隧道在明洞與暗洞交界處、H類圍巖與皿類圍巖交界處共設置了4道沉降縫，邊墻、拱部的沉降縫應與其表面垂直；沉降縫斷面應盡量平整直順。沉降縫在邊墻和拱部橫斷面的中部設置了E5型橋式橡膠止水帶（規(guī)格為290X①25XR25X10mm）,止水帶兩側(cè)設置了聚乙烯硬質(zhì)泡沫板，在沉降縫內(nèi)側(cè)設置RS彈性密封膠，在沉降縫的外側(cè)設置BW止水膠泥條。止水帶施工時要求定位準確、居中、與止水帶接觸的混凝土要密實，不得出現(xiàn)石子集中和漏振現(xiàn)象。明洞、暗洞的沉降縫的構(gòu)造如下（圖6-1、6-2）。RS彈性密封膠E5RS彈性密封膠E5型橋式橡膠止水帶r7 'H-BBV止水膠泥條圖6-1、沉降縫大樣圖中隔墻排防水為了防止中隔墻兩肩軟式透水管在主隧道噴錨支護時，排水孔被堵塞，其施工順序如下（圖7-1、7-2）:

n、川類圍巖隧道中隔墻斷面圖?120mmPVC排水管圖7-1、二次襯砌采用三通管與?120n、川類圍巖隧道中隔墻斷面圖?120mmPVC排水管圖7-1、二次襯砌采用三通管與?120mmPVC排水管相接?80mmPVC排水管，縱向間距為9.0m中隔墻圖7-2C大樣防水層5.3.