磨溪二号隧道防渗漏施工技术

1 磨溪二号隧道防渗漏施工技术磨溪二号隧道防渗漏施工技术 中铁二局二处渝怀经理部 肖永军 摘 要 随着电气化铁路的普及 对隧道内渗漏水的要求将越来越高 渝怀线则是第一次 在全线提出了 隧道必须达到不渗不漏 的质量目标 本文在分析以往隧道渗漏水原因的基础上 结合磨溪二号隧道介绍了施工过程中确保隧道不渗不漏的一些技术措施 关键词 隧道 防渗漏 施工技术 1 1 工程概况工程概况 磨溪二号隧道处于重庆市涪陵区天台乡境内 施工里程为 D1K140 950 D1K146 530 全长 5580m 在进口左侧设一长 1712m 的平行导坑 该隧道沿乌江北岸逆江而上 沿线除石炭系外从第四系至元古界均有出露 以碎屑岩和可溶岩 为主 全隧道经过段岩性主要为泥质灰岩 灰岩 灰岩夹盐溶角砾岩 盐溶角砾岩风化不均 风化 层 W3 4 较厚 常含石膏 遇水具弱 中等硫酸盐侵蚀 该隧道属亚热带湿润季风气候 年平均降雨量 1073 5mm 日最大降雨量 113 1mm 降雨量集中 在 5 9 月份 地下水发育 2 2 隧道渗漏水原因隧道渗漏水原因 我国 尤其在南方 铁路隧道内普遍存在滴 渗水现象 很多隧道在竣工时合乎要求 但几年 后也发生严重渗漏水现象 给隧道运营安全造成极大危害 要防止隧道渗漏水 首先要搞清楚发生 渗漏的原因 主要有以下几方面原因 2 12 1 地质原因 地下水按其在岩土中的存在状态可分为气态水 吸着水 薄膜水 毛细水和重力水等 我们通 常说的地下水即是指重力水 重力水的基本特点是在重力作用下沿岩土孔隙 裂隙向下流动 西南 山区隧道受构造影响 岩石节理发育 为地下水的渗透创造了条件 成为地下水流动的主要通道 隧道一旦开挖 又为地下水的流动创造了更有利的条件 这也是为什么很多隧道在开挖时明明无水 衬砌后或经年累月后却出现大量渗水的原因 磨溪二号隧道岩性主要为泥质灰岩 灰岩 灰岩夹盐溶角砾岩 盐溶角砾岩等可溶性岩石 且 风化不均 节理发育 透水性好 加上有溶蚀能力的地下水 造成了本隧道岩溶发育 反过来 岩 溶发育又加速了地表水的下渗 几乎大气降水的 80 可以迅速渗入地下 磨溪二号隧道的估计涌水 量均为 1 71m3 d m 有丰富的地下水流向隧道是隧道渗漏水的根本原因 2 22 2 设计原因 现在铁路隧道多为电气化隧道 但设计所采用的各标准图均未对电气化隧道的防水要求有具体 2 诠释 也未考虑相应的防水措施 因此 除对个别长大隧道或重点隧道外 山岭隧道一般均无专门 的防水设计 以最近发生渗漏现象较严重的南昆线 西康线 内昆线为例 所发生渗漏现象的隧道 几乎均无防水设计 所以说设计措施考虑不全也是导致隧道渗漏水的一个重要原因 2 32 3 施工原因 隧道防渗漏措施的施工质量及施工工艺则会直接影响到防渗漏效果 施工中普遍存在或容易出 现的问题有以下几种 捣固不密实 拱顶刹尖不密实等砼薄弱地带为水的侵入留下了隐患 施工缝处砼端头面不平 未经处理就贴止水条 造成止水条与砼面不密贴 铺设防水板时无相当的松弛度 造成施工砼时防水板被拉裂拉断 失去防水效 果 盲管 软式透水管 设置间距过大 致使地下水无法到达盲管而就近顺砼的薄弱处渗出 盲管 软式透水管 在施工过程中被堵塞 造成地下水无法从盲管 软式透水管 中排出 而顺砼的薄弱处渗出 2 42 4 一些无法避免的原因 砼硬化过程中产生的收缩裂缝 为保证泵送砼的可泵性而采用较高的水灰比引起的干缩裂缝 开挖轮廓的不圆顺造成尖角岩石戳破防水板及防水板自身的老化 致使防水板失去防水效 果 隧道内湿度大 施工过程中止水条就已吸水膨胀失去防水效 果 3 3 防渗漏技术措施及施工工艺防渗漏技术措施及施工工艺 根据以上分析的原因以及地下水受重力作用向下流的特点 针对磨溪二号隧道的实际施工情况 我们制订了 封堵 引排 重在施工过程的防排水 的防水原则 具体采取了以下施工技术措施 3 13 1 砼自防水结构 提高混凝土自身的密实程度以提高其防水性能 磨溪二号隧道设计为 S8 抗侵蚀砼 抗渗砼施 工工艺及质量控制要点与普通砼相同 在此不再赘述 3 23 2 全隧全环铺设复合防水板 铺设防水板是隧道防水的一项有效的 重要的施工措施 即使还存在一些无法避免的破损问题 但也只是局部 而从这些断裂 损坏处渗出来的水也较容易治理 磨溪二号隧道总长 5580m 设计 全隧衬砌背后环向设 PS 3 型 50 软式透水管 间距 25m 一环 集中出水处应加密 全隧道环向及 拱墙施工缝设 BW 96 缓型止水条 无防水板设计 为确保该隧道达到 不渗不漏 在施工中我部 采取了整座隧道全环铺设复合防水板的施工措施 3 2 13 2 1 施工工艺 3 塑料防水板联结采用热楔焊接或胶粘工艺 铺设采用无钉铺设工艺 工序间距超前衬砌 50 60m 以热楔焊接联结为例 介绍其施工工艺 1 准备工作 A 检查防水材料质量 检查防水板及无纺布是否有厚薄不均 斑点 刀痕 拉裂 小孔等缺 点 根据检查情况或进行修补 或不允许使用 B 用特种铅笔在塑料防水板和无纺布边缘绘出胶粘搭接线 塑料防水板和无纺布搭接 10cm 其下料长度按隧道实际开挖轮廓线长度来确定 并加长不小于 40cm 富余量 使用前将卷材划出中 线 对称卷起备用 C 洞内准备工作主要是安装工作平台 接通电源 割除锚杆头或钢筋头 检查隧道开挖断面 凿除欠挖部分 2 悬挂与固定防水层 A 钻孔 用小型冲击电钻配备 12mm 钻头在需埋设防水板的地段两侧钻深 10cm 的孔 其环 向间距为 100cm 纵向间距根据防水板背带间距定 孔内埋 12mm 塑料膨胀螺栓或钢筋条或者木 楔钉 外露 2 3cm B 防水板的铺设 先铺拱部 将卷材中线重合于隧道中线 然后逐步向两侧展开 固定防水 层时 将防水板卷材放松 不要绷得太紧 C 固定防水板 将防水板的背带系于墙壁上的挂钉上 其松紧程度根据岩面的起伏程度而定 根据岩层基面情况留够富余量 使二次模筑砼挤压后 防水板与喷砼表面自然密贴 D 防水板焊接 防水板搭接长度为 10cm 采用焊枪双焊缝焊接 焊缝宽度 2 5 焊缝若有漏焊 假焊需补焊 若有烤焦 焊穿采用塑料片焊贴覆盖 3 2 23 2 2 质量控制要点 防水板的施工质量好坏直接影响隧道防水效果 使用前必须进行防水板的质量检查 发现 厚薄不均 斑点 刀痕 拉裂 小孔等缺陷 根据检查情况或进行修补 或不允许使用 施工前须对喷砼表面进行检查 对喷砼表层凹凸不平显著者分层予以找平 外露的锚杆头 钢筋网头齐根切除 并用水泥砂浆抹平 避免其戳穿防水板 施工中要注意焊接温度与速度 焊接温度过高或焊接速度过慢 防水板会被烧焦或熔穿 焊接温度过低或焊接速度过快 将出现漏焊或假焊 在第一次施工前 焊接速度 温度先通过试验 确定 一般情况下 塑料防水板的最佳焊接速度为 0 15 0 18m min 最佳焊接温度为 230 265 由于防水板在悬挂铺设时 与喷砼表面不可能很密贴 而在砼灌注过程中 砼的挤压使防 水板与喷砼表面密贴 以致在砼封顶时将防水板崩紧 甚至将焊缝拉裂或防水板拉断 因此在铺设 4 防水板时 应视围岩圆顺情况将钻眼间距控制在小于防水板背带的间距 5 10cm 挂设时防水板留 够足够的松驰长度 以确保防水板在施工时不被拉裂 每幅防水板焊接完成后都必须对焊缝进行检查 主要检查防水板搭接宽度与焊接宽度是否 符合要求 焊缝是否平整光滑 有无波形断面 有无断裂 变色 斑点等现象 有无漏焊 假焊 烤焦等现象 当发现有质量问题时 应及时补焊或拆除重做 3 33 3 设置环向盲管 引排 的重要措施是衬砌背后全环安设 50 软式透水管作为盲管 由于磨溪二号隧道的衬 砌施工采用液压衬砌台车 砼衬砌长度一次为 12m 施工时每 6m 设一道盲管 围岩渗漏情况严重 或有股水涌入隧道处视水量大小再加密盲管设置 以免在衬砌后形成压力水而渗出衬砌 盲管向下 接入隧道水沟 3 3 13 3 1 施工工艺 盲管铺设时 将其悬挂在复合防水板的挂钉上即可 铺设时根据岩面的起伏情况 预留适当的 松弛长度 由于有复合防水板的保护 不会存在灌注砼时浆液堵塞透水管使其失去透水作用的问题 3 3 23 3 2 质量控制要点 使用前须对盲管的材质进行检查 对破损的或通道堵塞的盲管进行修复或禁止使用 盲管的铺设必须根据基岩面的情况留够富余量 使其在砼灌注后能与喷射砼表面自然密贴 盲管铺设时严禁打折或弯曲太大 其出水口必须与水沟顺接并伸入水沟内 当隧道渗漏水较严重时 适当加大盲管的铺设密度 3 43 4 施工缝处理及止水条 或止水带 设置 施工缝是衬砌的薄弱环节 也是防渗漏的重点 磨溪二号隧道在每道施工缝处的衬砌断面中央 均设一道 BW 型膨胀型止水条或止水带 3 4 13 4 1 施工工艺 施工缝处理 在施工过程中 要求尽量少留施工缝 底板砼必须连续灌注 墙体的施工缝距底板的距离不小 于 200mm 如果确实因施工原因造成施工缝时 除对安设止水条位置砼面予以找平外 其余部位的 砼表面必须严格按照施工规范予以凿毛 在灌注下一循环的砼时对其表面洒水湿润 洒水时不能将 水洒在铺设好的止水条上 止水条安设 在施工缝处安设止水条时 先将施工缝接头处的浮碴 杂物清除干净 为保证止水条与砼面密 5 贴 先用氯丁胶将止水条紧紧粘在砼挡头面上 再每隔 1m 用高强砼钢钉将止水条固定在施工缝界 面上 止水条尽量安设在砼断面的中部 止水条需搭接时 其搭接长度不小于 5cm 使其沿施工缝 形成闭合环路 其间不留断点 并注意止水条不被渗水浸泡 止水带施工 在施工缝处安设止水带时 先将凿毛的施工缝接头处的浮碴 杂物清除干净 将止水带通过端 头板固定在待灌注段端部的砼断面中部 其伸入灌注段砼的长度为止水带宽度的一半 预留一半止 水带需妥善保护 不得损坏 如果止水带需搭接时 其搭接长度不小于 20cm 止水带安装示意图如下 下下 下下 下下 下下 1 2下下下下下下下 下下下 下下下 下下下 下下下下下下下 下下 下下下 下下下 下下下 下下下下 下下 下下下下下下下 下下下下下下下下 3 4 23 4 2 质量控制要点 施工缝是防水最薄弱的环节 施工时必须严格按要求进行凿毛处理 砼灌注前进行洒水湿 润 止水条 止水带在使用前必须进行材质检查 如果用水浸泡止水条无膨胀效果 则杜绝使 用 止水带在使用前如果破损或老化 需进行修补或杜绝使用 保管止水条时必须防水 防潮 防 止止水条在使用前膨胀失效 由于止水条抗拉强度低 施工时应注意按照从下往上的顺序铺设 避免止水条因承受不了 自重而变形甚至拉断 起不到止水作用 由于止水条吸水会膨胀 造成砼灌注后其失去止水的效果 所以应在下一环砼的模板安装 固定后再粘贴 固定止水条 完成后即灌注砼 避免止水条失效 在进行下一循环的砼施工时 必须清理干净预留的止水带上的砼浮浆 3 53 5 拱顶压浆 受施工空间及工艺限制 拱顶砼捣固困难 密实度不易达到要求 容易发生渗漏水 我部在隧 道衬砌每 200m 分段完成后进行充填注浆 确保砼密实 防止渗水 1 钻注浆孔时 尽量不要损毁砼背后的防水板 以免注浆后 砼浆液堵塞防水板后的盲管及 过水通道 最好是在灌注砼时预留注浆孔 2 可能发生的情况是尚未进行压浆时拱部就已发生渗漏水 注浆时可适当加大注浆压力 让 6 浆液堵塞拱部空隙 使水往其他裂隙渗流 3 压浆浆液应有较高稠度 减小其收缩裂缝 达到充填砼的目的 4 如果一次注浆量很大却还未能充填满砼背后的空隙 则采用二次注浆法或多次注浆法 直 至注浆充填满砼背后的空隙为止 3 63 6 加强水沟施工工艺 为确保水沟底部与侧墙的连接质量 避免水沟内的水从连接部位浸流到隧道道床内 水沟的边 墙砼与底部砼必须一次灌注 不得在施工铺底或填充时把水沟底部砼预先灌注 水沟的边墙砼与底 部砼一次灌注 避免水从施工缝浸流到隧道道床内 4 4 结束语结束语 磨溪二号隧道施工到 2002 年 7 月 正是雨季 时 我们对磨溪二号