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在隧道两侧边墙墙角外侧设置纵向φ110可维护塑纤排水滤水管,每10m一段;
纵向排水管两端直接与隧道侧沟连通,以便排水管路的维护。
④应重视初期支护的防水作用。
对于初期支护渗漏水地段,采取埋设半圆形排水(盲)管外设置一层防水板,并将渗漏水引入侧沟。
3、施工缝、变形缝防排水设计
施工缝及变形缝是隧道防排水的薄弱环节,隧道内主要存在施工缝及变形缝,施工缝分为环向及纵向两种。
⑴环向施工缝设置中埋式橡胶止水带,地下水发育地段在设置中埋式止水带的基础上增设背贴式止水带。
⑵纵向施工缝设置中埋式橡胶止水带。
⑶变形缝(宽2cm)拱墙部位防水采用钢边橡胶止水带、背贴式橡胶止水带、沥青木丝板塞缝、聚硫密封胶及镀锌钢板接水盒、内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵,其余空隙采用填缝料填塞密实。
为了减少仰拱变形缝两侧沉降,仰拱部位二次衬砌内设φ50双层抗剪钢筋,钢筋环向间距50cm,仰拱变形缝空隙采用填缝料填塞。
⑷水沟电缆槽槽身横向施工缝采取设置中埋式止水带,纵向平均30m一道,并与纵向排水管出口、φ100横向PVC导水管等设置位置避开。
⑸无仰拱衬砌结构底板横向施工缝设置中埋式橡胶止水带,纵向平均间距20m一道,并与φ100横向PVC导水管、φ50横向排水管及过轨管等位置避开。
4、明洞防排水设计
明洞衬砌外缘铺设防水板厚1.5mm,并具有较好的耐热度、抗冻性、柔性、防腐和耐水、抗老化性能。
四、技术要求
隧道工程防排水施工,应按照“防、堵、截、排结合,因地制宜,综合治理”的原则,采取切实可靠的施工措施,达到防水可靠、排水畅通、经济合理,不留后患的目的。
隧道防水等级必须达到国家标准《地下工程防水技术规范》(GB50108)规定的一级防水等级标准,即衬砌结构不允许渗水,表面无湿渍。
隧道防水应重视初期支护的防水,以衬砌结构自防水为主体,以防水层防水、施工缝、变形缝防水为重点,辅以注浆防水,满足结构设计和使用要求。
五、防排水施工程序及工艺
隧道综合防排水施工主要包括:
⑴超前预注浆堵水;
⑵开挖面防排水;
⑶初期支护防排水;
⑷结构防排水(纵环向排水盲管、缓冲层土工布、防水板、施工缝及变形缝);
⑸二衬混凝土自防水;
⑹洞内排水沟排水。
隧道综合防排水措施流程图如下图:
1、超前预注浆止水
根据设计图纸,结合HSP水平声波法地质预报和超前水平地质钻探判定,对于地下水发育地段,隧道开挖可能引起突水涌泥或地下水,采取“以堵为主,限量排放”的原则,通过超前预注浆控制地下水流量,保证施工安全。
根据隧道涌水量的大小分为3m超前预注浆、5m超前预注浆、3m超前周边预注浆、5m超前周边预注浆四种注浆形式。
下面以3m超前预注浆为例说明。
①每一循环注浆长度为27m,开挖24m,保留3m止浆岩盘,必要时考虑设置混凝土止浆墙。
②浆液扩散半径2~3m,孔底间距3~4m。
上图注浆孔扩散半径2m,孔底间距3m布置,每一循环共设5环79个注浆孔;
图中孔位侧大写数字表示环数,角标表示孔数。
对于注浆扩散半径3m、孔底间距4m布置时,注浆孔布设方式、偏角及坐标计算可参照本图办理。
③注浆孔开孔直径不小于110mm,终孔直径不小于91mm;
孔口管采用采用φ108mm,壁厚5mm的热轧无缝钢管,管长3m,孔口管应埋设牢固,并有良好的止浆措施。
④钻孔和注浆顺序由外向内,同一圈孔间隔施工;
岩层破碎容易造成坍孔时,采用前进式注浆,否则采用后退式注浆;
注浆材料一般选用普通水泥浆,注浆压力:
设计注浆压力(终压值)一般参考注浆处静水压力加上1~2MPa进行。
⑤图中环数号为2、3的注浆孔中,应采取3~5个孔作为检查孔,以判断注浆效果。
注浆结束后,单孔涌水量小于0.2L/min.m,隧道开挖后容许渗水量应小于3m3/d.m。
当注浆完毕而未达到设计要求时,应进行补注浆。
2、开挖面防排水
1)隧道开挖后围岩表面裂隙状出水及面状淋渗水,采取局部注浆堵水,如下图所示。
注浆堵水注浆参数:
①孔口间距1~1.5m,注浆孔孔径为50mm,根据现场情况可适当调整;
②单孔扩散半径3m,注浆孔与出水裂隙面尽量大角度相交;
③注浆压力0.5~1.0MPa;
④注浆材料采用纯水泥浆。
止浆塞止浆,浆塞胶圈尺寸应与注浆孔径相配。
2)当开挖断面截断岩溶大股水流通道时,应采取“以疏为主”的原则,避免封堵、改变其流通通道,并根据通道与隧道开挖断面的位置关系及股水流量,采用不小于其流量的PVC管(外套钢管),沿隧道开挖线外缘分别连通被截断的进、出水口,并做好管口连接点的密封,连接管与隧道初期支护外缘间应有不小于5cm的喷砼层。
岩溶缝隙涌水量较大时,应先钻引水孔泄压,再对裂隙注浆,最后用膨胀快硬水泥对引水孔进行封堵处理。
3、初期支护防排水
(1)径向注浆止水
对于初期支护出现大面积渗漏水或支护结构变形较大、断层破碎带地段,采取3m围岩径向注浆或5m围岩径向注浆两种注浆止水的形式。
下面以3m径向注浆为例说明。
上图注浆孔按浆液扩散半径1.0m布设,注浆孔按梅花型布置,孔口环向间距拱墙120cm,墙脚90cm,仰拱140cm,孔底环向间距170cm,注浆孔纵向间距170cm。
注浆孔采用风钻钻孔,孔径为52mm。
孔口管采用φ50mm,壁厚3.5mm的热轧无缝钢管,钢管长1m,孔口管应埋设牢固,并有良好的止浆措施。
注浆材料采用普通水泥浆,注浆压力按1~1.5MPa。
注浆效果检查:
注浆完成后,每延米隧道涌水量不大于2m3/24h,则判断注浆达到效果,否则应该进行补注浆。
(2)补注浆及引排水
对于隧道初期支护初喷混凝土后,初喷层表面有裂隙线状出水及面状淋渗水的现象,采取补注浆及引排疏水的方式进行防排水处理,如下图所示。
注浆参数:
③注浆压力小于0.5MPa;
④注浆材料采用纯水泥浆液。
当初喷层出现股水时,采取“埋管引排”的原则,将股水通过引排管引至隧道侧沟,引排管采取PVC管;
在隧道埋深大、节理发育、地下水丰富的情况下,可在初期支护(喷砼层)完成之前视情况埋设排水半管,形成暗埋、永久式排水通道系统,将水引入纵向排水管。
当初期支护完成后,局部地段存在较大渗漏水情况,则采取在此部位设置排水板,将渗漏水引入纵向排水管。
4、结构防排水
结构防排水施工工艺流程为净空检查、初支面处理、盲管安装、土工布和防水板铺设、止水带的安装等,施工工艺流程图如下页图。
(1)净空检查
结构防排水施工前,采用激光断面仪(或断面功能的全站仪)进行净空检查,一般情况下应不小于5m一个断面,对于侵入净空地段及时进行处理,达到设计净空要求。
(2)初期支护表面处理
在铺设防水层前应对基面的渗漏水、外露的突出物及表面凹凸不平处进行检查处理。
对外露的钢筋、锚杆等突出物进行割除;
修整凹凸不平的表面,凿除凸包,对凹坑之处进行补喷,确保喷射混凝土表面表面平整,无尖锐棱角。
隧道结构防排水施工工艺流程图
①钢筋网等凸出部分,先切断后用锤铆平抹砂浆素灰。
②有凸出的管道时,用砂浆抹平。
③锚杆有凸出部位时,螺头顶预留5mm切断后,用塑料帽处理。
④初期支护应无空鼓、裂缝、松酥,表面应平顺,凹坑深宽比应控制在1:
10以内,深宽比大于1:
10的凹坑应采用水泥砂浆找平处理,凹坑太大处要抹平补喷混凝土,确保喷射混凝土表面平整。
⑤渗漏水的处理宜采用注浆堵水或排水盲管、排水板将水引入侧沟,保持基面无明显渗漏水。
(3)环、纵向排水管安装
隧道设计采用衬砌背后可维护的纵环向盲沟排水系统,要求纵向盲沟和环向盲沟相互独立、分别直接接入隧道侧沟。
环纵向排水盲管的施工主要有钻孔定位、安装锚栓、铺设盲管、安装连接等环节。
1)环向排水管
隧道拱墙环向设置F6040可维护塑纤排水滤管,每板衬砌至少设置两环(端头结合施工缝设置一环、衬砌中部设置一环、地下水发育地带进行加设),环向排水滤管通过110°
方形弯头连接相应尺寸的PVC方形管直接接入侧沟中;
盲沟接头采用PVC管,盲管主体部分不得包裹土工布。
安装前应先测量在初支面上划出环向排水管的位置,钻孔定位,定位孔间距拱部间距0.5~0.8m,边墙0.8~1.0m;
采用钢筋卡打入定位孔将环向盲管固定。
环向盲管布置间距及方式如下图:
2)纵向排水管
隧道两侧墙角布设纵向排水盲管,采用φ110可维护塑纤排水滤管,纵向长度10m一段,纵向盲管通过135°
圆形弯头连接相应孔径的PVC圆管接入侧沟中;
盲沟接头采
用PVC管,盲管主体部分不得包裹土工布。
纵向盲管布置间距及方式如下图:
纵向排水滤管按设计测量划线,排水滤管安设的坡度与线路坡度一致,钻孔定位,定位孔间距50cm,采用钢筋卡打入定位孔将纵向盲管固定。
纵向排水管与防水板之间形成的空隙,采用浇注C15无砂砼形成排水体,采用防水板包裹,其下部采用铆钉加压条(或用固定土工布的衬垫加射钉)固定在已浇筑仰拱混凝土面上,如上图所示。
因连接纵向盲管的PVC引水管穿过防水板产生的空洞,应采用密封胶封闭。
(4)土工布铺设
铺设350g/m2土工布首先采用专用台车将单幅土工布固定到预定位置,然后采用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射混凝土上。
专用热熔衬垫及射钉按梅花型布置,拱部间距0.5~0.8m,边墙间距0.8~1.0m,土工布铺设要松紧适度,使之能紧贴在喷射砼表面,土工布幅间搭接宽度不应小于5cm。
(5)防水板铺设
防水板施工采用热熔焊接铺设工艺,施工工艺流程见下页图。
铺设前在基面标出拱顶线,画出每一环隧道中线及垂直隧道中线的横断面线。
防水板施工要点如下:
①铺设防水板采用专用台车将防水板固定到预订位置,从拱部向两侧边墙悬挂进行,下部必须压上部防水板,然后采用手动电热熔接器加热,使防水板焊接在固定土工布的专用热熔衬垫上。
防水板铺设要松紧适度,使之能紧贴在喷射砼表面。
阳角和阴角处防水板的防水板的铺设应平展闭合、平顺焊接。
②防水板间热熔焊接用自动双缝热熔焊接机,焊接前应试焊,掌握了适当的焊接温度和速度后进行焊接;
一般焊接温度控制在200~270℃为宜,焊接速度控制在6~8m/min范围内,以恒定的速度向前行走,中途不能停顿,整条焊缝的焊接应一气呵成。
焊接前先除尽防水板表面的灰尘。
防水板搭接宽度不小于15cm,单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1.5cm。
防水板焊接时,搭接部位的焊缝必须错开,不得有三层以上的接缝重叠。
防水板搭接示意图
防水板施工工艺流程图
③防水板间搭接缝应与施工缝、变形缝等防水薄弱环节错开1~2m的距离。
分段铺设的防水板边缘应预留至少60cm的搭接余量,并对预留部位进行有效保护。
④焊缝若有漏焊、假焊应予补焊,若有烧焦、焊穿处以及外漏的固定点,必须用同质地的防水板覆盖焊接。
⑤防水板铺设后应进行质量检查。
检查防水板有无漏焊、假焊、烧焦和焊穿,检查焊缝的宽度、是否均匀连续、表面是否光滑、有无波形断面。
⑥防水板焊缝质量采用充气法检查,焊接后两条缝间留一条空气道,焊缝检测采用真空检漏器现场检测防水板焊接质量,先堵住空气道的一端,然后用空气检测器从另一端打气加压,当压力表达到0.25MPa时停止充气,保持15min以上,压力下降在10%以内,说明焊缝合格;
否则须用检测液(如肥皂水)找出漏气部位,用手动热熔器焊接修补后再次检测,直到完全不漏气为止。
⑦防水板破损处修理:
如发现防水板有破损,必须及时修补。
先取一小块防水板,除尽两防水板上的灰尘后,将其置于破损处,然后用手动电热熔接器熔接。
⑧防水板宜超前二次衬砌1~2个衬砌段长度施工,并与开挖工作面保持一定的安全距离,铺设完防水板的地段应采用可靠的保护措施防止损伤防水板。
⑨防水板应避开火源,做好保护措施,尤其是钢筋施工、混凝土浇筑和捣固时,应采取措施避免对防水板造成破坏,对破坏处应及时修补。
防水板施工示意图如下:
(6)施工缝止水带安装
隧道环纵向施工缝设置中埋式橡胶止水带,变形缝设置钢边橡胶止水带和背贴式橡胶止水带,橡胶止水带应采用三元乙丙橡胶制作,如下图所示。
止水带施工工艺流程如下图:
中埋式止水带的安装应用附加钢筋卡、铁丝、模板等将止水带固定,采用钢筋套将止水带固定在挡头模板上。
安装止水带时,沿衬砌环线每隔0.5m~1.0m,在端头模板上钻一φ12mm的钢筋孔,将预制的钢筋卡,由待灌混凝土侧向另一侧穿过挡头模板,内侧卡进止水带一半,另一半止水带平靠在挡头板上,待混凝土凝固后拆除挡头板,将止水带拉直,然后弯钢筋卡紧止水带,固定中埋式止水带的方法如下图所示。
1)止水带安装注意事项:
①安装中埋式止水带时,应确保位置正确、固定牢靠,其中间空心圆环应与施工缝的中心线重合。
止水带安装方向与衬砌端头模板正交。
②止水带的长度应根据施工要求事先进行确定,尽量避免接头,止水带接头必须焊接良好,接头外观应平整光洁。
③橡胶止水带接头宜采用热压机硫化搭接胶合,接头强度不应低于母材的80%。
搭接长度不得小于10cm,采用小型热焊机进行焊接,焊缝宽度不得小于5cm。
④采用以冷接法专用黏结剂时,搭接长度不得小于20cm,黏结剂涂刷应均匀并压实(按照产品说明书指示顺序操作)。
2)施工缝处理
①现浇混凝土表面必须凿毛,并凿除先浇混凝土表面的水泥砂浆和松软层,用水冲洗干净。
后浇砼前,应将其表面浮浆和杂物清除,并及时浇注混凝土。
②浇注混凝土时,注意在止水带附近振捣密实,但不得碰止水带,防止止水带走位。
③二次衬砌脱模后,若发现施工中有走模现象,致使止水带过分偏离中心,则应适当凿除或填补部分混凝土,对止水带进行纠偏。
5、二衬混凝土自防水
二次衬砌混凝土抗渗等级不小于P10。
混凝土浇注时应对称、分层浇筑,分层捣固。
6、洞内排水沟排水
洞内综合排水系统如下图。
隧道内排水采用双侧沟结合中心矩形盖板水沟的方式。
环纵向排水盲管通过PVC管直接降水引入两侧沟,两侧沟与中心水沟通过横向排水管连接。
(1)隧道有仰拱地段底板下部每隔30m设置一处φ100硬质PVC排水管,直接连接侧沟与中心矩形沟,侧沟至底板连接采用φ100PVC排水管连接。
(2)隧道无仰拱地段底板(Ⅱ~Ⅲ级围岩)下部每隔10m设置一处F6040可维护塑纤排水滤管,与中心矩形沟连通,侧沟与底板F6040可维护塑纤排水滤管采用φ100PVC排水管连接。
(3)无砟轨道隧道底板及仰拱填充靠沟槽侧竖向设置F6040可维护塑纤排水滤管,与底板横向排水管连接,间距30m。
道床底面靠沟槽侧纵向埋设φ100半圆形排水孔,间距25m一处,每处长度2.0m,并且与竖向F6040可维护塑纤排水滤管连接。
六、质量控制及检验
(1)质量控制
防排水工程的质量要求:
1、衬砌不渗水,结构表面无湿渍;
2、混凝土抗压强度和抗渗压力符合设计要求;
3、防水层连接紧密,无渗水现象,立面拐角的防水毯无空鼓和皱褶;
4、材料甩头预留长度不小于规定长度,其收边和保护达到了设计要求;
5、防水层的破损处已按要求修补达标;
6、防水层与其他防水材料的连接符合设计要求;
(2)质量检验
1)防水板
①防水板、土工复合材料的材质、性能、规格必须符合设计要求。
②防水板必须按设计要求进行搭接,搭接应牢固。
不得有渗漏。
③防水板铺设范围及铺挂方式应符合设计要求。
铺设时防水板应留有一定的余量,挂吊点设置的数量应合理。
④铺设防水板的基面应坚实、平整、圆顺,无漏水现象;
阴阳角处应做成圆弧形。
⑤防水板焊缝无漏焊、假焊、焊焦、焊穿等现象:
⑥防水板的铺设应与基层固定牢固,不得有绷紧和破损现象。
⑦防水板的搭接宽度不应小于15cm,允许偏差为-10mm;
焊缝宽度不应小于1.5cm。
2)施工缝与变形缝处理
①施工缝、变形缝所用止水条、止水带等材料的品种、规格、性能等应符合设计要求。
②隧道衬砌混凝土施工缝预留应符下列规定:
a边墙水平施工缝不宜留在剪力与弯矩最大处或底板与边墙的交接处,拱墙结合的水平施工缝宜留在起拱线以下300mm。
b垂直施工缝应避开地下水和裂隙水较多的地段,并宜与变形缝相结合。
③变形缝位置、宽度、构造形式等应符合设计要求。
④施工缝的防水施工应符合下列规定:
a后浇筑混凝土应在先浇筑的混凝土终凝后方可进行。
浇筑前应对原有混凝土表面进行清洗,清除浮浆保持湿润并铺厚度为30~50mm的1:
1水泥砂浆。
b遇水膨胀止水条安装前应检查是否受潮膨胀。
c采用塑料、橡胶、金属止水条时,应采取有效措施确保位置准确、固定牢靠。
⑤变形缝的防水施工应符合下列规定:
a止水带接头连接符合设计要求,接缝平整、牢固,不得有裂口和脱胶现象。
b中埋式止水带应和变形缝中心线重合,止水带不得穿孔。
c混凝土浇筑前应校正止水带位置,保持其位置准确、平直。
⑥施工缝、变形缝等细部构造做法应符合设计要求,表面不得有渗漏。
⑦施工缝、变形缝填塞前,缝内应清扫干净,保持干燥,不得有杂物和积水。
⑧施工缝、变形缝的表面质量应达到缝宽均匀、缝身竖直,环向贯通,填塞密实,外表光洁。
3)洞内排水沟(槽)
①洞内水沟布置、结构形式、沟底高程、纵向坡度应符合设计要求。
②进水孔、泄水孔、泄水槽的位置和间距符合设计要求。
③水沟外墙距线路中心线的距离应符合设计要求。
④水沟盖板的规格、尺寸、强度及外观质量符合设计要求。
⑤盲管(沟)、暗沟、泄水槽及其中配置的集水钻孔、排水孔(槽)和水沟组成的排水系统排水效果良好。
洞内排水顺畅,无淤积阻塞,进水孔、泄水槽、泄水孔畅通。
⑥水沟盖板应铺设齐全平稳顺直。
⑦水沟断面尺寸符合设计要求。
4)注浆防水
①注浆防水选用的注浆材料质量应符合设计要求。
②浆液配合比设计应符合设计要求。
③注浆效果应符合设计要求。
④注浆压力、注浆量、注浆时间等注浆参数应符合设计要求。
⑤注浆孔数量、布置、间距、孔深应符合设计要求。
⑥注浆防水范围应符合设计要求。
⑦注浆对地表的影响应符合设计要求。
⑧注浆施工应符合下列规定:
a超前预注浆后的漏水量应小于设计值,浆液固结体达到设计强度后方可开挖;
b初期支护衬砌背后注浆应在初期支护强度达到100%后进行。
5)盲管
①盲管材料质量应符合设计要求。
②反滤层的砂、石粒径和含泥量应符合设计要求。
③盲管的布置应符合设计要求。
④衬砌背后设置的排水盲管或暗沟、隧底设置的中心排水盲沟应根据坑道的渗水情况,配合衬砌一次施工,施工中应防止混凝土或压浆浆液浸入盲管或暗沟内堵塞水路。
⑤盲管的综合排水效果应符合设计要求。
⑥盲管的构造应符合设计要求。
⑦盲管的成型尺寸和坡度应符合设计要求。
七、安全及环保要求
(1)安全要求
①防水板搭设工作台上应搭设不低于1m的栏杆,跳板设防滑条,梯子应安装牢固,不得有钉子露头和突出尖角。
②工作台、跳板的承重量,不得超过设计要求,并应在现场挂牌标明。
工作台的底板应铺设严密,木板的端头必须搭在支点上。
③电气设备,在安装前按照安全技术标准进行检测,经检测合格后方可安装,经验收确认状况良好后才可运行。
④隧道施工照明线路电压在施工区域内不大于36V。
所有电力设备设专人检查维护,并设警示标志。
⑤在操作洞内电气设备时,要符合以下规定:
A、非专职电气操作人员,不得操作电气设备。
B、操作高压电气设备主回路时,必须戴绝缘手套,穿电工绝缘胶鞋并站在绝缘板
上。
C、手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部位,要有良好的绝缘,使用前应进行绝缘检查。
D、低压电气设备宜加装触电检查。
E、电气设备要有良好的接地保护,每班均由专职电工检查。
F、电气设备的检查、维修和调整工作,必须由专职的电气维修工进行。
G、洞内照明的灯光应保证亮度充足、均匀及不闪烁,凡易燃、易爆等危险品的库房或洞室,必须采用防爆型灯具或间接式照明。
⑥防水板为易燃品,严禁烟火。
.
(2)环保要求
⑴建立健全文明施工的各项规章制度,对员工进行定期的文明施工教育及文明施工交底,开展争创文明工地竞赛活动。
⑵作业现场保持清洁整齐;
对现场管材及水泥进行集中有序堆放,水泥运输和卸运时防止遗洒尘扬。
⑶水泥使用完毕后剩余的水泥袋要回收存放,不可随意丢弃。
建筑垃圾不乱堆、乱放,存放到业主指定的地点,做到垃圾日产日清。
⑷做好集排水管沟、集水井及淀浆池,严禁放任出水漫流面浸泡基础。
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