浅谈高速公路山林隧道防排水工程设计要点

浅谈高速公路山林隧道防排水工程设计要点

一、循环及其它区域铜（陵）-汤（口）高速公路毛塔隧道位于安徽省黄河市。这是一个开放式独立的隧道，左线全长126米，右线全长1095米。隧址区属于断褶侵蚀中低山区,其海拔介于262m～459m之间,相对高差197m。隧道轴线与山脊走向近于垂直,山体地势北坡稍陡,南坡山腰上部稍陡,下部平缓,植被发育。隧址区内地表水体属于长江水系,第四系覆盖层很薄,部分地区基岩直接裸露地表,风化裂隙和构造节理很发育,且连通性好,大气降水沿裂隙入渗形成地下水。二、隧道材料隧道防排水是一个贯穿隧道设计、施工和运营的重要问题,搞好防排水是确保隧道施工安全和质量的关键和前提。隧道永久性防排水采取以排为主,防、排、截、堵相结合的综合治理措施,形成完整的防排水体系,使隧道内防水可靠、排水畅通,保证运营期间不渗水不漏水,基本干燥。毛塔隧道设计防水等级二级,防渗等级S8。本隧道永久性防排水工程设计包括防水工程(衬砌柔性防水工程及衬砌漏水防止工程)与排水工程(衬砌背面排水工程,路缘排水工程)。三、排水系统的排水系统为了做好毛塔隧道的防排水工程,根据以排为主,防、排、截、堵相结合的综合治理措施,以及防排水施工的经验,给水以顺畅的通道,把分散的地下水截流汇排,使水顺利通过排水设施而不渗漏、不漫流。1.喷锚内透管排水根据开挖时围岩的实际涌水情况,详细做好记录,并做相应的引、排措施。当涌水较集中时,喷锚前先用开缝磨擦锚杆进行导水,当涌水面积较大时,喷锚前设置树枝状软式透水管排水,当涌水严重时设置汇水孔,边排水边喷射混凝土。喷锚完成后,使开挖岩石面与喷射混凝土之间形成排水用的汇水孔,使围岩涌水、渗漏水通过设置的汇水孔等引至纵向排水管。初期支护通过引水导管的引导及喷射混凝土的堵截作用形成排水设施,经过这样的处理之后,喷混凝土面的渗水现象很少,真正起到了防水的作用。2.在二次倾倒期间，通过调整柔性防水和排水系统，形成第二道防洪排涝线(1)透管的铺设和安装隧道围岩中的地下水是随季节与年份的变化而变化的,施工中首先按要求布设透水管,要保证基本间距,局部渗水量较大时还应适当加密。其次,透水管应尽量紧贴渗水岩壁,尽量减小地下水由围岩到透水管的阻力。第三,透水管布设时沿环向应尽量圆顺,尤其在拱顶部位不得起伏不平。第四,环向软式透水管安装时应先用塑料锚固螺栓或其它工具固定牢靠。最后检查其与下部纵向排水管的连接,确保排水畅通。(2)防水涂层1锚杆头专业化处理一般来说,隧道经初期支护后,喷射混凝土面仍相当粗糙,局部凹凸不平,尤其采用台阶法开挖时,上下台阶结合部位,以及无钢支撑的围岩段,并且经常出现锚杆头外露现象,若直接铺设防水卷材,其质量难以保证。因此,在防水卷材铺设前,要对喷射混凝土基面进行认真检查和处理。检查要点如下:①喷射混凝土基面平整度:D/L=1/6～1/10L—喷射混凝土两相邻凸面间的距离D—喷射混凝土两相邻凸面间下凹的深度平整度用直尺检测。②基面不得有锚杆、钢筋、及其它突出的尖锐物,如发现存在,则必须先行割除,然后在割除部位用砂浆抹平。③基面不得有明水,如有明水,应采取措施进行施堵或引排。2无钉铺设工艺保障卷材完整性与密闭性毛塔隧道设计为350g/m2无纺土工布与1.2mmPVC防水板分开铺设。施工时采用先进的无钉铺设工艺,基本保证了防水卷材的完整性与密闭性。先在隧道拱顶正确标出隧道中心线,再使土工布的横向中心线与隧道中心线相重合,然后从拱顶开始从两侧向下铺设,用射钉枪钉上塑料垫片与水泥钉进行锚固,射钉长度不得小于50mm,平均拱顶3～4点/m2,边墙2～3点/m2。31防水地板高压垫片铺设防水板等长卷成左右两卷,借助施工台架把防水板吊起,然后从隧道中线开始向左右两边自上而下依次铺设。在塑料垫片处用专用的平头烙铁将防水板与垫片热合,由于塑料垫片与防水板为同质材料,所以两者热合牢固,质量可靠。在两固定点间预留适量尺寸,使防水板能与喷射混凝土面密贴。洞身的防水板均搭接在各种洞室防水板上面,并在正洞与洞室边缘处增加锚固点。焊缝温度焊接时采用热风双焊缝自动爬行焊接机焊接,温度应控制在200～270℃为宜,并保持适当的速度,控制在0.2～0.15m/min范围内,太快焊缝不牢固,太慢焊缝易焊穿、烤焦。搭接宽度≥100mm,焊缝宽度为15mm。2防水板施工的质量分析松紧度检查:用手将已固定好的防水板上托或挤压,检查其与喷射混凝土面的密贴程度及预留量。(3)上分层钻孔毛塔隧道纵向排水管设计使用Φ100mmLDPE双壁波纹管,上部1/3打孔,呈梅花型布置,孔径5～6mm,纵坡与路面纵坡一致。其主要有两个作用:一是将环向透水管下流之水经其排至横向排水管;二是将防水卷材阻挡之水经上部透水孔向管内疏导。1纵向排水不畅纵向排水管位于两侧边墙脚下,有时施工条件不利,容易出现管身高低起伏不平,平面上忽内忽外的现象,这样隧道建成后纵向排水管容易被淤砂堵塞,或被冰冻封堵,造成纵向排水不畅。因此,在施工过程中纵向排水管必须有一定的坡度,保证管内的水流按一定的方向流动。2合理利用排水系统用防水卷材包裹纵向排水管,使从上部流下的水在纵向排水管位置尽量流入管内,而不让地下水在排水管位置纵横漫流,为隧道后期排水创造有利条件。3透排水管环管接口设计纵向排水管在整个隧道排水系统中是一个中间环节,起着承上启下的作用,其与横向排水管,环向透水管之间均采用塑料三通连接,接头处外缠无纺布,并且接头应牢固可靠,防止松动脱落。4毛塔隧道横向排水管横向排水管位于衬砌基础与路面下部,布设方向与隧道中心线垂直,是连接纵向排水管与中央排水管的水力通道。毛塔隧道横向排水管设计为Φ50mmPVC管。特别注意的是,从纵向排水管一端至中央排水管一端为下坡方向,严禁逆坡铺设,并应注意接头牢靠密实。5排水管的安装中央排水管位于路面下部,隧道中心线位置,由C25混凝土预制管节构成。其作用主要有:一是集中排放由上游管路流来的地下水;二是通过其上部Φ20mm泻水孔疏排由横向排水管排下的积水。①在有仰拱及无仰拱段的中央排水管基础略有不同,在无仰拱段需开挖基槽,管节基础为C10混凝土,基础应平整密实,为管节铺设创造有利条件。值得注意的是基础必须与路面保持同样的纵坡。②安装管节时,要保证具有泻水孔的一面朝上,接头处用水泥砂浆封填密实,外面用满涂热沥青的油毛毡围裹两道,以防渗漏水。③先在管节上盖好无纺布,然后回填集料,集料应用坚固耐久的碎石或卵石,集料应洁净,粒径2～3cm,为避免碎石上方C10混凝土回填下渗,须在回填层上方覆盖PVC防水板。3.通过建造抗渗混凝土，定义施工缝和变形缝的止水带，建造第三水防水线(1)衬砌结构自防水能力增加在衬砌混凝土中添加AEA防渗抗裂膨胀剂,以提高混凝土的密实性,增加衬砌结构的自防水能力。衬砌使用全断面模板台车,运输采用混凝土搅拌运输车,浇筑采用混凝土输送泵作业,插入式振捣器与附着式振捣器联合振捣。(2)衬砌施工缝、变形缝衬砌施工缝、变形缝处也是隧道防水的一个薄弱环节,若处理不当则是渗漏水的主要通道。衬砌施工缝、变形缝处一般都设置塑料止水带或橡胶止水带进行防水。由于止水带具有高弹性和压缩变形的特点,它在荷载的作用下产生弹性变形,能起到紧固,密封和有效防止接缝渗漏水的作用。四、毛塔隧道施工工艺中出现的一些问题隧道防水排水是十分重要的,不能采用单一的防水形式,应该以排为主,防、排、堵、截相结合的综合治理办法,确保结构不渗不漏。隧道衬砌渗漏水是公路山岭隧道主要病害之一,毛塔隧道施工中,很好地解决了这一点,现就本隧道施工中,遇到的问题浅谈几点建议。1.隧道修建在保证本身防排水的同时,要保证不因