隧道防水施工.docx

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隧道防水施工

北塬隧道防排水及二次衬砌

隧道防排水施工

隧道防排水遵循“防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合治理”的原则。

（一）排水管盲沟

为及时将围岩少量渗水或流水排出洞外，按设计要求，在初期支护和

二次衬砌之间设Ф50mm环向盲管，环向盲管间距按6～12m布设，并实行动态管理增设环向盲管。

两侧边墙墙脚设Ф80mm纵向盲管，环向盲管与纵向盲管分别直接弯入进水孔，并每隔12～20m设边墙进水孔一处，边墙进水孔与洞内排水沟连接，将隧道水从洞内排水沟引向洞外。

隧道外出水口尽量选择背风、向阳地带，防止冻结水沟。

盲管采用单壁打孔波纹管，盲管采用5cm长的锚固钉及防水板窄条（8*20-30cm）锚固在岩面上，锚固钉间距按50cm布置。

环向、纵向盲沟、边墙进水管（孔）和洞内水沟组成一套完整的排水系统。

（二）防水层防水

1.工艺流程

在隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间铺设EVA防水板（厚度为不小于1.5mm），防水板与土工布结合使用，密度大于350g/m2。

为确保防水层施工质量，采用无钉孔铺设工艺施工，防水板施工工艺流程见后附图1-2-1。

无钉孔铺设防水板施工方法见图1-2-2。

2.施工方法

施工准备：

防水板铺设前，对隧道净空进行量测检查，对欠挖地段进行处理，以满足净空要求。

首先将外露的锚杆头、钢筋头等坚硬物清除，并用砂浆抹平。

对于支护面凹凸不平的部位采用砂浆找平。

吊挂铁线：

首先用红油漆标出隧道拱顶中心线，在拱顶中心线上沿隧道纵向布设吊挂铁线，然后从拱顶向两边边墙布设铁线，间距0.9m（小于吊绳间距10cm），且平行于隧道中线，铁线两端布设长度大于防水板铺设长度1m。

1-2-1防水板施工工艺流程图

1-2-2无钉孔铺设防水板施工方法示意图

吊挂防水板：

将防水板的中心线对准隧道拱顶中心，三至五人站于工作台架提起防水板（每人各持一段），将中心线吊绳捆绑于隧道拱顶中心铁线上，横向吊绳从拱顶向两边边墙吊挂。

全部挂完后，推动台架向前移动。

同法吊挂第二环、第三环，以至该衬砌一个循环段全部挂完。

防水板要超前铺挂，防水板铺挂长度至少比衬砌长度超前5-20米。

防水板接头焊接：

防水板采用专用防水板焊接机双缝焊接，焊接采用热焊缝，搭接长度不小于15cm。

防水板可留有T字型搭接头，避免产生十字型搭接头。

防水板搭接处应与施工缝错开布置，错开的距离不小于50cm。

粘接前，采用工作台架将防水板吊装在待铺设部位，将防水板接头处清理干净，然后用防水板焊接机从上到下焊接。

施工中要控制好焊接温度，防止烧穿或烧损防水板。

防水板的保护：

焊接钢筋时在其周围用湿木板进行遮挡，以免溅出火花烧坏防水层。

若防水板有破损处采用电烙铁补洞，补洞防水板材质同衬砌防水板。

及时灌注砼进行保护，二次衬砌时，在正对砼输送管口的防水板处设置保护层，避免损坏防水板。

振捣人员经严格培训，杜绝振捣棒点触防水板现象，以免造成破坏。

土工无纺布垫层应尽量与基面密贴，不宜绷得过紧，也不宜过松。

土工无纺布要求采用搭接连接，搭接宽度不应小于5cm。

（三）结构缝防水

环向施工缝每板衬砌设一道，采用中埋式止水带加背贴式止水带复合防水构造，拱墙、仰拱全断面设置；纵向施工缝设在两侧边墙底部，采用钢边橡胶止水带和背贴式止水带复合防水构造；变形缝设在隧道地层显着变化处和断面明显变化处，以及软硬岩分界处，采用中埋式止水带、背贴式止水带及嵌缝材料组成的复合防水构造，通环全断面设置。

止水带接头必须良好，不应采用不加处理的搭接，止水带粘接前应做好接头表面的清刷与打毛。

接头处选在衬砌结构应力较小的部位，粘接可采用热硫化连接的方法，搭接长度不得小于10cm,焊接缝宽度不小于5cm。

结构缝处施工时，采用钢筋夹将止水带固定在待浇筑混凝土断面中间，上、下两循环间各放置1/2长度，然后安装堵头板，浇筑上一循环混凝土。

待进行下一循环混凝土浇筑时，在已衬砌混凝土表面上涂抹界面剂，将另一半止水带的位置调整好，沿衬砌设计轴线间隔0.5m在挡头墙用φ12钢筋夹与定位筋固定，用同样的方法浇筑下一循环混凝土。

两次浇筑混凝土时，及时调整止水带位置，保证止水带置于二次衬砌的断面中央。

（四）结构自防水

二次衬砌采用防水混凝土，以提高结构自防水性能。

地下水对混凝土具有腐蚀性时，采用抗侵蚀性防水混凝土衬砌。

其抗渗等级不得低于P8。

仰拱、填充施工方法

仰拱距离开挖面不宜过长，距离应控制在35m之内，尽量紧跟开挖工作面，围岩软弱不稳定时、穿越民房建筑区时，仰拱应紧跟开挖面。

为保证隧道施工质量，二次衬砌施工顺序是仰拱超前，墙、拱整体浇筑。

隧道仰拱混凝土应整体浇筑，一次成行形，填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后进行。

隧道二次衬砌采用仰拱先行的方法。

仰拱全幅开挖、全幅浇注，浇筑完成后，根据规定养护并做好防护工作，仰拱和底板砼强度到5Mpa后行人方可通行，达到设计强度100%后车辆方可通行，为使掌子面开挖不因此而中断，运输车辆在仰拱施工位置采用移动式栈桥通过。

仰拱砼浇筑采用插入式振捣器，加强振捣，保证砼施工质量。

仰拱上填充砼施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物，排除积水。

填充砼表面要求平整，横坡、纵坡与设计一致。

仰拱、填充应分开浇注，且全幅灌注。

仰拱循环开挖长度宜为2-3米，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧道底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段开挖长度宜为4-6米。

以确保拱墙砼施工能正常进行。

仰拱变形缝空隙采用填缝料填塞密实。

仰拱开挖后要及时浇注砼，采用插入式振捣器，加强振捣，保证砼施工质量。

浇注仰拱时，应在两侧预留足够的钢筋接头，以便进行拱墙衬砌时连接。

仰拱上填充砼施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物，排除积水。

填充砼表面要求平整，横坡、纵坡与设计一致。

仰拱环向施工缝采用中埋式止水带和背贴式止水带复合防水；变形缝采用中埋式止水带、背贴式止水带及嵌缝材料组成的复合防水措施。

施工工序流程见图2-1-1。

移动式仰拱施工栈桥见图2-1-2。

图2-1-1仰拱（底板）施工工序流程图

图2-1-2移动式仰拱施工栈桥示意图

混凝土二衬施工

隧道衬砌全部采用全断面整体式衬砌，为了最大限度地减少衬砌与出碴的相互干扰，保证衬砌质量，加快衬砌速度，配备一台12m长整体式液压钢模板衬砌台车，采用HBT60型混凝土输送泵灌注，混凝土由搅拌运输车运输。

每次衬砌距离长度11.8m，约2天完成一个循环。

混凝土入模采用泵压法，以插入式振捣器为主要振捣方式，台车自带附着式振捣器为辅助振捣方式。

隧道衬砌施工工艺流程见图3-1。

图3-1隧道衬砌施工工艺流程图

（五）二次支护（混凝土）施作时间

①各监测项目显示围岩位移速度明显减缓并已基本稳定。

②各项位移已达到预计位移量的80～90％（预计位移量可通过回归分析得到）。

③各项位移速度小于0.10～0.2mm/d。

④当围岩压力较大沉降收敛速度加大时,应在围岩稳定的情况下才能进行二衬模筑衬砌。

⑤测量过程中如发现异常现象或与设计不符时，应及时提出，以便修改支护参数。

⑥测点埋设情况和量测资料应纳入竣工文件，以备运营中查考或继续观察。

（六）施工准备

在二次混凝土衬砌前，必须进行如下工作：

①将初期支护侵入二次衬砌设计范围内的锚杆头、小导管头等影响防水板铺设的杂物清除干净，并喷射混凝土找平。

②衬砌台车拼装完成，并检查好模板的刚度、液压系统、模板表面平整度、模板接缝错台情况处理等各项指标，并刷好脱模剂。

③做好预埋件和预埋孔洞的里程位置详细图，加工好预埋孔洞的模板，保证预埋位置准确。

④浇筑混凝土前将基底表面的积水、岩屑、泥浆等松散物清除干净。

⑤为了保证每组衬砌接头的平整度，在二次衬砌施工前先施作隧道仰拱混凝土及填充，再铺设枕木和轨道，检查轨道标高和轨道距中线的距离，保证台车就位准确和接头的平整度。

⑥施工环向排水管、排水盲沟、挂好土工布和防水板并检验合格。

（七）施工测量

台车就位前，测量放样隧道中心线和衬砌台车轨道线，使台车就位误差不得超过10mm，并在小边墙上定出台车就位标高及就位边线，用红油漆标识，以便台车按照标高和边线就位。

（八）钢筋制作安装

衬砌钢筋在洞外现场加工，按设计长度计算下料时，应考虑钢筋搭接长度和接头错开的距离，下料完成后在加工场焊接完成，尽量减少在台架焊接。

衬砌钢筋绑扎在防水板铺设完毕后进行。

衬砌工作面设简易绑扎台架，衬砌钢筋的安装、绑扎在台车上进行。

衬砌钢筋施工应符合以下要求：

①衬砌钢筋的规格、型号、机械性能、化学成分、可焊性等符合规范规定和设计要求，钢筋进场后必须进行抽样检查，合格后方可投入使用；

②钢筋在加工弯制前先调直，钢筋表面的油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净。

加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕。

当利用冷拉法调直钢筋时，钢筋的调直伸长率：

Ⅰ级钢筋不得超过2%，Ⅱ级钢筋不得超过1%。

③钢筋主筋采用焊接接头，接头质量必须符合规范要求。

在焊接前，必须按实际施工条件焊接试样进行试验，合格后才能进行焊接施工；

④衬砌钢筋之受力钢筋采用焊接接头时，焊接接头应相互错开，错开距离为35d（d为钢筋直径），且不少于50cm。

在同一截面内受力钢筋接头面积占受力钢筋总截面面积的百分率不超过50%。

钢筋焊接时应采取防护措施，避免损伤防水板；

⑤焊接接头距弯曲处的距离不应小于10d，也不应位于最大弯距处；

⑥钢筋交叉点应用铁丝全部绑扎牢固，数量不少于90%，钢筋绑扎接头搭接长度及误差应符合规范及设计要求。

（九）台车就位

①轨道铺设

轨道宜采用铁路P38以上钢轨，短枕采用木枕，钢轨与短轨间使用轨垫板，轨道置于已填充的混凝土面上，以保证台车平稳。

轨道中心线尽可能与隧道中心线重合，偏差应控制在10mm以内。

②台车准确定位

台车定位采用五点定位法，即以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制拱部模板中心点、拱部模板同墙部模板的两个铰接点、两墙部模板的底脚点来精确控制台车就位。

为避免混凝土浇筑过程中台车上浮（一般可达到15mm左右），采用三个30t的千斤顶在台车前端端部拱顶增设支撑，以防止台车上浮造成拱部错台。

台车就位前，在小边墙上定出台车就位标高及就位边线，按照标高和边线就位后，重新检查台车的净空和拱顶标高，保证隧道衬砌净空满足设计要求。

（一十）混凝土浇筑

衬砌混凝土的质量，受到施工方法的极大影响。

特别是现场内的运输、灌注、捣固、养生等方法对混凝土的性能影响很大，因此，应仔细研究混凝土的运输、灌注、捣固、养生等各个作业环节。

严格按照设计要求及现场试验结果进行操作。

混凝土灌注采用混凝土输送泵，灌注过程中根据灌注的部位不同严格按照表1标准进行作业。

表1混凝土的灌注方法及标准

位置

项目

标准

仰拱、边墙及拱部以下

落下高度

1.5m以下

灌注一层的高度

40-50cm左右

流动距离

不流动

拱顶部

灌注方式

向上灌注

流动距离

10m左右

①混凝土拌和、运送

a.混凝土的各种材料必须经试验合格后方可使用，拌合采用强制式搅拌机进行拌和，拌和过程中严格按施工配合比配料，拌合时间一般不少于2分钟，确保混凝土的和易性。

b.混凝土应尽可能地在接近拌合状态下运送、灌注。

为此，运送时间要短，不使混凝土材料离析、含气量变化和坍落度下降等，故衬砌混凝土采用混凝土罐车进行运输。

②混凝土浇筑

a.混凝土灌注前应清除模板内的水及杂物，输送泵管路中残留的砂浆等有损混凝土的品质的，必须在灌注混凝土前清除。

b.模板的长度12m，为防止混凝土流动中产生离析采用分支管并设变换阀，用2～3个检查窗进行灌注，灌注边墙的检查窗应设在合适的高度上，使混凝土下落高度小于1.5m，防止混凝土下落产生离析形成蜂窝。

拱顶高流动性混凝土只从中央检查窗进行灌注。

c.从检查窗进行灌注时，可从邻接的检查窗和上面的检查窗进行捣固。

因此，灌注检查窗依次向高位置变更，到尽可能高的位置之前，最好用检查窗进行混凝土的灌注。

d.混凝土灌注速度不能比模板设计时预定速度快，否则会造成左右混凝土的灌注高差，模板会产生变形和移动，所以应根据设计灌注速度左右应对称进行浇筑灌注。

e.泌浆水混入混凝土后会形成低品质层，而降低衬砌的均匀性和整体性。

其次，已灌注混凝土面会存在泌浆水，附着在模板上形成水泡。

因此，泌浆水应用设在堵头板上的排水孔排除。

f.拱顶部分的混凝土灌注，一般采用向上灌注方式。

向上灌注方式比引拔的混凝土充填性要好，也可采用充填性更好的挤压方式（活塞方式）。

拱顶部分的混凝土灌注，重要的是不要产生离析、各个角落不残留空隙、堵头处能够完全充填。

因此，混凝土要连续灌注，并从堵头板的开口处排除泌浆和空气。

g.为了确实地充填拱顶部分，可以研究采用高流动性混凝土，高流动性混凝土是具有自充填性的，材料难于离析。

此外，通常混凝土多少会产生泌浆而在拱顶背后产生一些小空隙。

高流动性混凝土几乎没有泌浆，因泌浆引起的空隙是不会出现的。

h.向上灌注口一般距已灌注好的混凝土侧0.75m为宜。

灌注口离开已灌注好的混凝土越远，其流动越困难，靠近已灌注好的拱顶部则易产生空隙。

因此，灌注口最好靠近已灌注好的混凝土侧。

为了减少空隙中的空气，可在已灌注好混凝土侧设置排气孔。

i.因事故而中断灌注时，改变了混凝土的流路，会产生空洞和厚度不足，所以每模必须采取备用电源、备用混凝土拌和机等措施以保证连续地灌注混凝土。

③混凝土捣固

混凝土的振捣采用附着式振捣器和人工插入式振捣棒配合使用，台车加工时在起拱线以下、起拱线、起拱线以上留出捣固窗口，混凝土施工时捣固人员在窗口用插入式振捣器捣固，保证混凝土捣固密实。

拱顶等不能使用内部振捣器的部分，要注意不要产生下降、厚度方向分离等缺陷，采用附着式振动器振捣密实，混凝土难于充填的部位，应仔细捣固。

混凝土灌注中断的场合，再次开始时要特别仔细，捣固器应确实地插入下层的混凝土中。

使用振捣器时应注意的事项如下：

a.内部振捣器尽可能地垂直，以一定间隔插入，其间隔一般在50cm以下。

b.振动捣固应充分，其标志是混凝土和面板的接触面出现水泥浆线。

表面不再有气泡，混凝土容积减少也是一个特征。

c.振捣器形状、大小、数量应根据一次捣固的混凝土容积决定，并留有备用数量。

e.捣固作业要注意不损伤背后的防水板。

（一十一）拆模和养护

①拆模时间

模板须待混凝土达到设计强度8Mpa以上时方可拆除；对于受较大围岩压力的模板须待混凝土达到设计强度的100%后才能拆除。

②养护方法

隧道衬砌养护采用高压水冲洗湿润的办法，经常要保持混凝土湿润，保养期限一般为14天。

养护的洒水期限与水泥品种、空气湿度、气温等条件有关。

没有充分硬化的混凝土受到振动、冲击时，会产生开裂和损伤，因此在爆破中，掌子面和混凝土灌注地点要保持适当的距离。

隧道通风后通常会有风流产生，隧道内的温度、湿度将下降。

如混凝土在低龄状态，必要时要设置防风板。

（一十二）拱顶回填压浆

在进行混凝土浇筑时，每隔3m在拱顶预留Φ50钢管一个回填压浆管，在完成二衬并达到设计强度100%后，采用压浆泵对拱顶压注M20水泥砂浆，其配合比根据现场试验确定，回填注浆压力：

初压0.1-0.15MPa,终压0.2MPa。

（一十三）施工要点

①衬砌台车就位要进行测量控制，灌注前进行复核。

台车下部支垫稳固，上部及两侧面用短杆支撑牢固，防止晃动。

②模板必须进行测量控制，保证模板缝成直线。

③要求混凝土生产和输送能力与混凝土输送泵的灌注能力相匹配。

④混凝土自出料到振捣完毕时间不得超过初凝时间

⑤超前灌注两侧边墙墙基混凝土，并沿隧道方向每隔150cm预埋地脚螺栓，要能与模板最下边缘孔对正,以便固定钢模板的最低边缘,为防止地脚螺栓位置偏移，采用加设横撑办法解决。

⑥在灌注砼时，要注意连续性和对称性，台车两侧砼表面高差不得超过50cm，砼浇筑必须连续进行，不得中断，为此必须配备备用发电机组。

⑦隧道衬砌封顶采用钢管压注法，选择合适的混凝土坍落度，使隧道拱顶混凝土填充密实。

⑧每循环衬砌前，对上一组衬砌接缝处的混凝土凿毛、清洗、纠正止水带位置，并刷一层水泥浆以使新旧混凝土接合良好。

⑨混凝土灌注连续一次灌注完毕，如发生停电等意外事故必须停工时，将灌注面整平、振捣好。

停工2小时以上，要等24小时后才能接灌。

⑩拱部封顶时，必须填满捣实，不得有空隙。

⑾养护采用洒水养生。

拆模在拱部混凝土达到设计强度8Mpa以上进行，拆模时注意混凝土角隅及表面的保护。

水沟、电缆槽及附属洞室

隧道开始施工前，技术人员要针对施工图组织会审，对每座隧道内的附属洞室、综合接地及预埋件等进行详细的统计，并绘制出展示图，标明位置、规格、数量等，给现场作业人员进行技术交底。

隧道内的综合洞室、综合接地及各类预埋件与隧道主体统筹安排，同步施工，并由技术人员逐一核实对照，以防遗漏。

附属洞室采用人工配合小型机具开挖，钢制整体式模板与洞身混凝土衬砌同时浇筑，并按设计要求挂设防水板和埋设预埋构件。

电缆沟、水沟等安排在二次衬砌结束后集中施工，采用专用定型模板施工，确保尺寸准确，表面光洁平整，线条直顺。

施工安全技术措施

（1）．仰拱、底板施工前，必须将隧底虚碴、杂物、积水等清除干净。

（2）．衬砌、铺防水板工作台上应安设不低于1050mm的栏杆；跳板设防滑条；脚手架、工作平台、跳板、梯子应安装牢固。

靠近通道处应有足够的净空，以保证车辆、行人安全通过。

（3）．工作台、跳板、脚手架的承载重量，不得超过设计要求，并应在现场挂牌标明；脚手架上工作平台应铺设严密，钉铺结实；木板之端头必须搭于支点上，不得有探头板。

（4）．振捣机具应设置防护罩，电动机必须有接地装置。

移动或检修机器及管线时，应先停电，并切断电源。

（5）.混凝土灌筑时,必须两侧对称进行。

台车上不得堆放料具,工作台应满铺底板,并设安全栏杆。

拆除混凝土输送软管时,必须停止混凝土泵的运转。

（6）.严格控制拆模时间和养护。

根据不同地段混凝土衬砌的受力状况，满足混凝土最小拆模强度要求。

拆模后及时喷水养护，养护时间满足相关要求，以防开裂。

（7）.仰拱及时跟进，初期支护尽早封闭成环，仰拱距掌子面不大于35米，二次衬砌距仰拱不大于35米。

（8）.施工严格按设计施工，若随意改变设计施工，出现后果自负。