隧道防排水施工技术应用.doc

隧道防排水施工技术应用李诚钰（西安市地下铁道有限责任公司 陕西 西安 710054）摘 要：隧道防排水是常见的故障，由于施工过程质量、设计、自然因素等原因引起。本文主要针对隧道防排水常见技术进行介绍。关键词：隧道 防排水 技术 应用1、 前言隧道防排水应遵循防、排 、截、堵相结合，因地制宜、综合治理、钢柔相济的原则。防排水分为开挖阶段防排水、施工防排水和主体结构施工阶段防排水-结构防排水。2、施工防排水技术2.1钻孔探测2.1.1钻孔数量一般48个（根据断面大小确定）。2.1.2钻孔深度一般在30m左右；采用潜孔钻和取芯钻相结合。2.1.3终孔位置，一般应在隧道开挖轮廓线外(0.5 1)D,且不应小于3.0m。相邻两个钻探循环应搭接10m。2.1.4如遇到涌水、突泥应观察、分析、判断，在确保安全的条件下，进行水压、水压测试。2.1.5风钻钻孔，长度和范围有限，只能作为补充方法，不能作为主要方法。超前钻探的作用主要为防止隧道坍塌、涌水、突泥。(1)判断掌子面及隧道周边围岩的稳定。(2)判断隧道涌水突泥的规模、危害。(3)在一定程度上，可以起到泄压作用。(4)制订对策和防范措施，调整施工预案。2.2注浆堵水2.2.1注浆目的为了加固地层和堵水，提高地层承载能力和稳定性，提高地层气密性。2.3注浆机理渗透注浆：充填空隙或裂隙，排出孔中的自由水和气体，不改变土的结构。劈裂灌浆：通过压力，克服地层的初始应力和岩体的抗拉强度，使地层出现新的裂隙，浆液充填裂隙。挤密灌浆：注浆点周围形成浆泡，压密土体。电动化学灌浆：渗透系数很小的地层中，通过电渗透，使水由阳极（注浆管周围）流向阴极（滤水管），浆液充填空隙。是电渗排水和灌浆法的结合。 2.4洞内沟、管排水2.4.1顺坡施工的隧道，洞内两侧应设置排水沟，排水沟的断面应视水量大小确定，应有足够的过水能力，排水沟坡度应与隧道纵坡一致，一般情况下，应不小于1。排水沟应经常清理、保持畅通。2.4.2采用反坡施工，并可能出现涌、突水的隧道，可根据坡度、水量布置集水坑、管路和泵站，将水一次或分段接力排出的能力洞外，配备抽水机和管路的能力应大于最大排水量20%以上，并应配置双回路电源，防止抽水能力不足或停电淹没洞室。3、结构防排水技术3.1围岩及初期支护表面渗漏水的引排3.1.1原则：大堵小排,堵混排清，限量排放。3.1.2对大面积渗漏水，应采用注浆封堵，减小渗漏水范围。3.1.3对混浊水，应尽量通过封堵使其成为清水，再考虑引排。3.1.4对小股水可采用塑料管或钢管引排。3.2注浆防水主要依靠初期支护施工后的径向注浆，降低地层的渗透系数，提高地层强度。初期支护径向注浆一般应满足以下要求：3.2.1孔深应符合设计要求，一般情况下，不应小于3m。3.2.2钻孔注浆顺序应由水少处向水多处进行。3.3.3注浆材料以水泥系浆材为主，水量较大时可采用快凝早强浆材。3.3.4注浆终压宜为1.02.0MPa。 3.4排水盲管3.4.1纵、环向排水盲管应固定牢固，环向盲管应与纵向盲管及侧沟泄水管用三通连为一体，形成完整的排水系统。3.4.2中心排水管（沟）管径符合设计要求，管身不得变形，不得有裂缝管身上部透水孔畅通。3.5橡塑（塑料）防水层3.5.1塑料防水板厚度应不小于1.2mm，耐刺穿性好、柔性好、耐久性好。3.5.2防水板铺设应超前二次衬砌施工920m，并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板，同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离。铺设防水板前应对初期支护采用简单易行的锤击检查，并对初期支护的渗漏水情况进行检查，采取有效措施进行处理。初期支护表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷混凝土（或砂浆）对基面进行找平处理，表面平整度应符合要求。3.5.3防水板铺设宜采用专用台架铺设。铺设前进行精确放样，画出标准线进行试铺后，确定防水板一环的尺寸，并尽量减少接头。3.5.4防水板铺设应采用无钉铺设工艺，可采用热熔法或悬挂法，松紧应适度并留有余量，检查时要保证防水板与围岩密贴。3.5.5防水板铺设前，应先铺设缓冲层。缓冲层用暗钉圈固定在基层上，并布置与防水板连接的垫圈或栓钉。3.5.6两幅防水板的搭接宽度不应小于100mm。3.5.7环向铺设时，先拱后墙，上部防水板应压住下部防水板。3.5.8防水板之间的搭接缝应采用热熔法，用专用焊机焊接严密，每条焊缝的有效焊接宽度不应小于10mm，不得焊焦焊穿。3.5.9防水板的搭接缝焊接质量检查应按充气法检查。3.5.10对于富水隧道，宜采用分区隔离防排水技术，区段的长度应根据洞内渗漏水量和水压的大小确定，分区部位应采取防止地下水纵向串流的措施，即设置一定长度的隔离带。4、防水混凝土4.1防水混凝土的配合比应符合规范要求。4.2防水混凝土施工应符合以下规定：4.2.1防水混凝土拌和物必须按配合比准确计量，搅拌时间不应小于2min。掺外加剂时，应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间。4.2.2使用粉状减水剂时，减水剂宜预溶成一定浓度的溶液。4.2.3二次衬砌所用模板，要求接缝严密、不漏浆液，内外模板之间不得用螺栓拉杆或铁丝穿透固定，以免留下透水通道。 4.2.4防水混凝土应采用高频机械振捣密实，振捣时间宜为1030s，以混凝土泛浆和不冒气泡为准，应避免漏振、欠振和超振。当掺加引气剂或引气型减水剂时，应采用高频插入式振捣器振捣，振捣棒不得直接接触防水板。4.2.5浇筑拱顶时应防止防水板绷紧，施工中可将绷紧的防水板割开，并将切口封焊严密再浇筑混凝土，确保封顶混凝土的厚度。4.2.6防水混凝土拌合物在运输后如出现离析，必须进行二次搅拌。当坍落度损失后不能满足施工要求时，应加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水。4.2.7防水混凝土拆模时间应通过计算确定。考虑混凝土的强度增长情况，及围岩压力、水压力、混凝土自重应力和温度应力的影响，单线隧道和双线隧道应有所区别。一般情况下混凝土强度应达到8.0MPa以上 。5、施工缝和变形缝、预埋件的处理5.1施工缝处理5.1.1衬砌结构混凝土施工应连续浇筑完成，施工工艺或标号不同的混凝土应分开施工，严禁一次完成。宜少留施工缝，拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝，仰拱衬砌混凝土、底板填充混凝土必须整幅施工。5.1.2施工缝另一侧混凝土浇注前，应将施工缝表面凿毛，清理干净，先铺净浆，再铺35cm厚的11水泥砂浆或涂刷混凝土界面处理剂，并及时浇筑混凝土；5.1.3设止水条的环向或纵向施工缝施工时，宜在端面预留浅槽，槽应平直，槽宽比止水条宽12mm，槽深为止水条厚度的12。遇水膨胀止水条应牢固地安装在预留槽内，施工中应采取措施保证待贴止水条或预设止水带的混凝土界面洁净。5.1.4遇水膨胀止水条应具有缓胀性能，其7d的膨胀率不应大于最终膨胀率的60；5.1.5施工缝内采用中埋式止水带时，应确保位置准确、固定牢靠。5.2变形缝的一般要求5.2.1变形缝应满足密封防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求。 5.2.2变形缝处混凝土结构的厚度不应小于300mm。5.2.3变形缝两侧应平整、清洁、无渗水。 5.2.4缝底应先设置与嵌缝材料无粘接力的背衬材料或遇水膨胀橡胶条。5.2.5嵌缝材料应具有一定的柔度，应密实。 5.2.6中埋式止水带接头连接应采用热焊，不得叠接。 5.2.7背贴式止水带应与防水板应进行焊接。5.3止水带安装5.3.1止水带埋设位置应准确，其中间空心圆环应与变形缝或施工缝重合。5.3.2止水带应固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护，固定时，不允许在止水带上穿孔打洞，不得损坏止水带本体部分。应防止止水带偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。5.3.3止水带定位时，应使其在界面部位保持平展，不应使止水带翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象应及时进行调正。5.3.4止水带的长度应根据施工要求事先向生产厂家定制所需长度，尽量避免接头。如确需接头，应采取搭接、复合连接或对接形式。6、二次衬砌回填灌浆及渗漏水处理6.1二次衬砌回填灌浆6.1.1二次衬砌施工后应利用对拱顶部位进行回填注浆。回填注浆应在衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后进行。6.1.2回填 灌浆孔的应布置在隧道拱顶和两侧拱腰，间距应为35m。6.1.3灌浆材料应以普通水泥浆和水泥砂浆为主。6.1.4灌浆压力应不大于0.30.5MPa。6.1.5钻灌浆孔时应避免破坏防水板。6.1.6回填灌浆时应防止浆液堵塞排水系统。6.1.7应通过钻孔取芯和物探手段检查灌浆效果。6.2二次衬砌渗漏水处理6.2.1应判明隧道渗漏水原因后，制订处理方案。6.2.2隧道衬砌表面渗漏水尽量采用回填灌浆的方法进行处理。6.2.3隧道施工缝渗漏水可采用注浆和引排的方法。变形缝渗漏水尽量采用引排方案。6.2.4衬砌内注浆尽量采用超细水泥类浆液，小功率或手压泵，采用低压慢注的方法，注浆压力应小于0.5MPa，注浆速度应小于5L/min。6.2.5涂抹渗透结晶型材料比较适合混凝土湿渍区域（慢渗），不适合有明水得地方。6.2.6慎用化学浆液，施工缝和变形缝的少量渗漏水可采用少量无毒、基本无污染的化学浆液，衬砌内部注浆不适宜大量采用化学浆液。 参考书目【1】地下铁道工程施工及验收规范(GB502991999)【2】地下工程防水技术规范(GB50108-2008)