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摘要:本文以某高速公路隧道为例,首先分析了高速公路隧道渗漏水的原因,然后介绍了渗漏水治理方法,最后阐述了渗漏水治理技术及施工工艺。
关键词:隧道;渗漏水;原因;技术;施工
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1工程概况
某高速公路隧道自2003年6月开始修建,2006年7月建成通车,为上下分离双向隧道,其右幅入口处自2009年开始漏水,比较严重。
2渗漏水原因分析
高速公路隧道渗漏水的原因有很多,主要可分为自然环境、防排水结构的设计与施工、防排水设施及衬砌完整性三大因素。
2.1自然因素。根据现场情况来看,隧址区地质环境和强降雨是导致隧道渗漏水的直接原因。一种情况是地表水通过地下岩溶管道或围岩裂隙渗入地下,并排入暗河,当遇到强降雨时,岩溶管道、漏斗和围岩裂隙渗漏水能力有限,使得大量雨水无法及时排走,涌向隧道所处位置,使得隧道防排水设施超过正常负荷运转。另一种情况是隧道穿越暗河、溶洞及断层区域,在强降雨情况下,暗河流量增加、溶洞积水和断层大量漏水,从而使得隧道防排水设施超负荷运转,无法及时排除涌入的地下水,导致隧道出现渗漏水。
2.2防排水结构设计与施工。防排水结构的设计与施工也是隧道出现渗漏水的重要原因之一,防排水结构设计没有考虑到遇到强降雨情况下的排水能力,施工中可能产生防水板接缝焊接、施工缝止水带安装、局部排水系统堵塞等情况。
2.3防排水设施及衬砌完整性。防排水设施及衬砌的完整性是影响隧道渗漏水的直接原因之一。通过调研发现,重庆地区出现渗漏水的营运隧道基本上排水盲沟发生了充填堵塞,造成衬砌壁后排水不畅,从而使得隧道在较强水压力的作用下,衬砌产生横向变形裂缝。裂缝的产生又进一步加强了隧道渗漏水,使得地下水从裂缝中直接渗入隧道。
3渗漏水治理方法
3.1治理原则
遵循“排、截结合,因地制宜,综合治理”的原则,对地表水、地下水妥善处理。先以地表水处理为主,即在地表完善粘土隔水层、优化洞顶截水沟以使降雨后地表水迅速排除,从而减少甚至杜绝地下水的补给。待经历下个雨季后,观察治理效果。若洞内渗漏水已完全停止,则不需执行洞内治理方案;若洞内仍然渗漏水,则继续执行洞内治理方案。即在洞内施工縫处采取凿槽排水的方案,使洞内外分别形成完整通畅的防排水循环。
3.2排水设备的建设
在隧道施工前,要对当地的山表渗水及地下涌水进行位置统计,在开挖前寻找水源,并进行及时的引流排放,如果是地下水应该就近挖个排水井,设置永久排水系统。在开挖后,如果发现有渗水的现象,及时找出原因,并将排水管道放在出水点上,并进行加固,临时挖出排水沟进行排水引流,同时防止管道的外露以免被尖锐物体刺破。
3.3渗漏水的处理
对于渗漏水的处理应该根据具体的渗漏原因采取相应的措施,渗漏原因一般由地下水和雨水对隧道的侵蚀。由于隧道的开挖,改变了地下水原有的渗漏规律,影响了自然的水循环规律。对于渗漏水的处理根据不同的原因可以采取表面封堵、注浆堵漏、埋管引排等不同的方法,针对各种渗漏采取相应的施工方法,并采用合理的材料。
4渗漏水治理技术及施工工艺
4.1地表治理方案
将该隧道右线入口明洞上方K67+885~K67+945范围内截水沟采用M7.5浆砌片石重新砌筑,并铺设500mm厚粘土隔水层。
4.2洞内治理方案
4.2.1材料准备
(1)PVC管
选用内径50mm、厚2mm的PVC管,将其锯成2个半圆形半管。
(2)环氧树脂涂料
①环氧树脂涂料的配比(质量比):环氧树脂∶二丁脂∶乙二胺(EDA)=1∶0.15∶0.08。②材料要求:环氧树脂采用E-44,其软化点为12~20℃、环氧值(当量/100g)为0.41~0.47,为淡黄色至棕黄色粘稠透明液体。乙二胺纯度大于70%,为无色透明液体。③配制方法:称取定量的环氧树脂,按涂料配合比加入稀释剂二丁脂与环氧树脂均匀拌和,待温度降至常温后,再加入固化剂乙二胺充分搅拌就配制成了环氧树脂涂料。④注意事项:每次配料不宜过多,应随配随用。同时要注意,乙二胺毒性较大,操作人员须戴口罩和橡皮手套防毒。
(3)环氧树脂砂浆
①环氧树脂砂浆的配比(质量比):环氧树脂E-44(旧称6101)∶二丁脂∶乙二胺(EDA)∶干细砂=1∶0.15∶0.08∶4。②材料要求:砂子在使用前需晒干或烘干并过滤。③配制方法:将前面拌制好的环氧树脂涂料倒入干细砂中充分搅拌均匀即可。
4.2.2拱部及边墙施工工艺
洞内凿槽排水方案。
(1)凿槽:沿渗漏水的方向在拱部及边墙衬砌上凿出深度为60mm、内大(60mm)外小(50mm)的倒梯形槽,保证外敷防水层有20~30mm厚。
(2)表面清洗:用钢丝刷沿缝槽将灰尘、浮渣及松散层彻底清除,用丙酮将其油垢擦洗干净、烘干,其含水率不大于6%。
(3)埋管:在槽底埋设Φ50PVC半管直至边墙底部。安装的顺序是先拱顶后两侧。接茬部位是下节压上节,接茬长度100~150mm,用U形卡和胀管螺丝固定PVC管,间距500mm。
(4)涂刷环氧树脂涂料:在PVC管外壁及槽的两侧薄而均匀地涂刷一层环氧树脂涂料,不得有漏涂和留坠现象。
5)封填:涂完环氧树脂涂料后,自然固化12h后,在PVC管两侧挤压一层遇水膨胀腻子条,然后用玻璃布或嵌刀将环氧树脂砂浆分层封堵,抹至与衬砌混凝土表面齐平。每层厚度不大于5mm,用沟缝条压平压实。
(6)割缝:环氧树脂砂浆自然固化24h后,沿施工缝割缝。割缝要控制其深度,不要将Φ50PVC半管与环氧树脂涂料割破。
(7)表面涂刷:涂刷两遍环氧树脂涂料,封闭宽度应大于环氧树脂砂浆缝宽,且每边要超出2~3mm。
(8)养护:封堵后要保持干燥,用碘钨灯烘烤。
(9)恢复内部装修:恢复瓷砖与防火涂料,风格应与原来保持一致。
4.2.3路面及边墙底部施工工艺
(1)凿槽:沿施工缝在路面、边沟、电缆槽及二次衬砌中凿出宽度为150mm的矩形槽。
(2)表面清洗:用钢丝刷刷除浮渣,并用水清洗干净,烘干后再用高压风吹掉浮灰。
(3)埋管:边墙底部至中心水沟用Φ100HDPE双壁波纹管连接,边墙底部Φ50PVC半管与Φ100HDPE双壁波纹管连接。
(4)封填:恢复路面、边沟、电缆槽及二次衬砌,材料应与原来保持一致。预制边沟采用对接拼装,接头处作热沥青涂抹,施工时应注意拼接顺畅,边沟与路线同坡。
4.2.4施工注意事项
(1)洞内渗漏水处理时,必须封闭本洞交通,保证施工人员安全。
(2)化学材料堆放、使用必须专人保管,严格领料、用料制度,避免发生事故。
(3)施工人员应严格执行有关劳动保护规定,如有过敏反映,立即退出进行治疗。
(4)施工时务必注意不要破坏电缆槽内电缆、光缆及通讯管线。
4.3结论
根据某高速公路隧道渗漏水病害状况的现场调查结果,介绍了渗漏水病害治理的原则,提出了病害治理方案及施工工艺要求,可为类似病害治理提供借鉴。
(1)对于隧道渗漏水病害,要根据具体的水文地质情况和病害特点,采用有针对性的方法进行综合整治。
(2)该隧道渗漏水治理是在两次详细现场调查的基础上,遵循“排、截结合,因地制宜,综合治理”和“一次设计、分期实施”的原则,先以地表水处理为主,待经历下个雨季后根据治理效果再决定是否进行洞内治理方案。
(3)隧道渗漏水治理终归是亡羊补牢之举,隧道渗漏水防治应未雨绸缪,从设计、施工源头抓起,设计上应形成完整的防排水系统,施工中应严格控制施工质量,真正做到治标治本。
5结束语
渗漏水是地下工程中常见的病害,这些裂缝的出现都会造成严重的渗漏水现象的发生,处理的方法各种各样,针对地方的特点来采取相应的防渗漏治理,取得有效的防渗漏治理效果。因此加强对隧道的施工要求和施工监督,加强对隧道的维护措施才是防止隧道渗漏水的关键。
参考文献:
参考文献
[1]刘会迎.宋宏伟隧道渗漏水成因分析及治理措施研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2007(4).
[2]刘会迎.隧道渗漏水成因分析及治理措施研究[J].国防交通工程与技术,2008(3).
[3]陶西贵.李少红.张凡隧道工程渗漏水检测与治理[J].施工技术,2007(3)
关键词:隧道;渗漏水;原因;技术;施工
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1工程概况
某高速公路隧道自2003年6月开始修建,2006年7月建成通车,为上下分离双向隧道,其右幅入口处自2009年开始漏水,比较严重。
2渗漏水原因分析
高速公路隧道渗漏水的原因有很多,主要可分为自然环境、防排水结构的设计与施工、防排水设施及衬砌完整性三大因素。
2.1自然因素。根据现场情况来看,隧址区地质环境和强降雨是导致隧道渗漏水的直接原因。一种情况是地表水通过地下岩溶管道或围岩裂隙渗入地下,并排入暗河,当遇到强降雨时,岩溶管道、漏斗和围岩裂隙渗漏水能力有限,使得大量雨水无法及时排走,涌向隧道所处位置,使得隧道防排水设施超过正常负荷运转。另一种情况是隧道穿越暗河、溶洞及断层区域,在强降雨情况下,暗河流量增加、溶洞积水和断层大量漏水,从而使得隧道防排水设施超负荷运转,无法及时排除涌入的地下水,导致隧道出现渗漏水。
2.2防排水结构设计与施工。防排水结构的设计与施工也是隧道出现渗漏水的重要原因之一,防排水结构设计没有考虑到遇到强降雨情况下的排水能力,施工中可能产生防水板接缝焊接、施工缝止水带安装、局部排水系统堵塞等情况。
2.3防排水设施及衬砌完整性。防排水设施及衬砌的完整性是影响隧道渗漏水的直接原因之一。通过调研发现,重庆地区出现渗漏水的营运隧道基本上排水盲沟发生了充填堵塞,造成衬砌壁后排水不畅,从而使得隧道在较强水压力的作用下,衬砌产生横向变形裂缝。裂缝的产生又进一步加强了隧道渗漏水,使得地下水从裂缝中直接渗入隧道。
3渗漏水治理方法
3.1治理原则
遵循“排、截结合,因地制宜,综合治理”的原则,对地表水、地下水妥善处理。先以地表水处理为主,即在地表完善粘土隔水层、优化洞顶截水沟以使降雨后地表水迅速排除,从而减少甚至杜绝地下水的补给。待经历下个雨季后,观察治理效果。若洞内渗漏水已完全停止,则不需执行洞内治理方案;若洞内仍然渗漏水,则继续执行洞内治理方案。即在洞内施工縫处采取凿槽排水的方案,使洞内外分别形成完整通畅的防排水循环。
3.2排水设备的建设
在隧道施工前,要对当地的山表渗水及地下涌水进行位置统计,在开挖前寻找水源,并进行及时的引流排放,如果是地下水应该就近挖个排水井,设置永久排水系统。在开挖后,如果发现有渗水的现象,及时找出原因,并将排水管道放在出水点上,并进行加固,临时挖出排水沟进行排水引流,同时防止管道的外露以免被尖锐物体刺破。
3.3渗漏水的处理
对于渗漏水的处理应该根据具体的渗漏原因采取相应的措施,渗漏原因一般由地下水和雨水对隧道的侵蚀。由于隧道的开挖,改变了地下水原有的渗漏规律,影响了自然的水循环规律。对于渗漏水的处理根据不同的原因可以采取表面封堵、注浆堵漏、埋管引排等不同的方法,针对各种渗漏采取相应的施工方法,并采用合理的材料。
4渗漏水治理技术及施工工艺
4.1地表治理方案
将该隧道右线入口明洞上方K67+885~K67+945范围内截水沟采用M7.5浆砌片石重新砌筑,并铺设500mm厚粘土隔水层。
4.2洞内治理方案
4.2.1材料准备
(1)PVC管
选用内径50mm、厚2mm的PVC管,将其锯成2个半圆形半管。
(2)环氧树脂涂料
①环氧树脂涂料的配比(质量比):环氧树脂∶二丁脂∶乙二胺(EDA)=1∶0.15∶0.08。②材料要求:环氧树脂采用E-44,其软化点为12~20℃、环氧值(当量/100g)为0.41~0.47,为淡黄色至棕黄色粘稠透明液体。乙二胺纯度大于70%,为无色透明液体。③配制方法:称取定量的环氧树脂,按涂料配合比加入稀释剂二丁脂与环氧树脂均匀拌和,待温度降至常温后,再加入固化剂乙二胺充分搅拌就配制成了环氧树脂涂料。④注意事项:每次配料不宜过多,应随配随用。同时要注意,乙二胺毒性较大,操作人员须戴口罩和橡皮手套防毒。
(3)环氧树脂砂浆
①环氧树脂砂浆的配比(质量比):环氧树脂E-44(旧称6101)∶二丁脂∶乙二胺(EDA)∶干细砂=1∶0.15∶0.08∶4。②材料要求:砂子在使用前需晒干或烘干并过滤。③配制方法:将前面拌制好的环氧树脂涂料倒入干细砂中充分搅拌均匀即可。
4.2.2拱部及边墙施工工艺
洞内凿槽排水方案。
(1)凿槽:沿渗漏水的方向在拱部及边墙衬砌上凿出深度为60mm、内大(60mm)外小(50mm)的倒梯形槽,保证外敷防水层有20~30mm厚。
(2)表面清洗:用钢丝刷沿缝槽将灰尘、浮渣及松散层彻底清除,用丙酮将其油垢擦洗干净、烘干,其含水率不大于6%。
(3)埋管:在槽底埋设Φ50PVC半管直至边墙底部。安装的顺序是先拱顶后两侧。接茬部位是下节压上节,接茬长度100~150mm,用U形卡和胀管螺丝固定PVC管,间距500mm。
(4)涂刷环氧树脂涂料:在PVC管外壁及槽的两侧薄而均匀地涂刷一层环氧树脂涂料,不得有漏涂和留坠现象。
5)封填:涂完环氧树脂涂料后,自然固化12h后,在PVC管两侧挤压一层遇水膨胀腻子条,然后用玻璃布或嵌刀将环氧树脂砂浆分层封堵,抹至与衬砌混凝土表面齐平。每层厚度不大于5mm,用沟缝条压平压实。
(6)割缝:环氧树脂砂浆自然固化24h后,沿施工缝割缝。割缝要控制其深度,不要将Φ50PVC半管与环氧树脂涂料割破。
(7)表面涂刷:涂刷两遍环氧树脂涂料,封闭宽度应大于环氧树脂砂浆缝宽,且每边要超出2~3mm。
(8)养护:封堵后要保持干燥,用碘钨灯烘烤。
(9)恢复内部装修:恢复瓷砖与防火涂料,风格应与原来保持一致。
4.2.3路面及边墙底部施工工艺
(1)凿槽:沿施工缝在路面、边沟、电缆槽及二次衬砌中凿出宽度为150mm的矩形槽。
(2)表面清洗:用钢丝刷刷除浮渣,并用水清洗干净,烘干后再用高压风吹掉浮灰。
(3)埋管:边墙底部至中心水沟用Φ100HDPE双壁波纹管连接,边墙底部Φ50PVC半管与Φ100HDPE双壁波纹管连接。
(4)封填:恢复路面、边沟、电缆槽及二次衬砌,材料应与原来保持一致。预制边沟采用对接拼装,接头处作热沥青涂抹,施工时应注意拼接顺畅,边沟与路线同坡。
4.2.4施工注意事项
(1)洞内渗漏水处理时,必须封闭本洞交通,保证施工人员安全。
(2)化学材料堆放、使用必须专人保管,严格领料、用料制度,避免发生事故。
(3)施工人员应严格执行有关劳动保护规定,如有过敏反映,立即退出进行治疗。
(4)施工时务必注意不要破坏电缆槽内电缆、光缆及通讯管线。
4.3结论
根据某高速公路隧道渗漏水病害状况的现场调查结果,介绍了渗漏水病害治理的原则,提出了病害治理方案及施工工艺要求,可为类似病害治理提供借鉴。
(1)对于隧道渗漏水病害,要根据具体的水文地质情况和病害特点,采用有针对性的方法进行综合整治。
(2)该隧道渗漏水治理是在两次详细现场调查的基础上,遵循“排、截结合,因地制宜,综合治理”和“一次设计、分期实施”的原则,先以地表水处理为主,待经历下个雨季后根据治理效果再决定是否进行洞内治理方案。
(3)隧道渗漏水治理终归是亡羊补牢之举,隧道渗漏水防治应未雨绸缪,从设计、施工源头抓起,设计上应形成完整的防排水系统,施工中应严格控制施工质量,真正做到治标治本。
5结束语
渗漏水是地下工程中常见的病害,这些裂缝的出现都会造成严重的渗漏水现象的发生,处理的方法各种各样,针对地方的特点来采取相应的防渗漏治理,取得有效的防渗漏治理效果。因此加强对隧道的施工要求和施工监督,加强对隧道的维护措施才是防止隧道渗漏水的关键。
参考文献:
参考文献
[1]刘会迎.宋宏伟隧道渗漏水成因分析及治理措施研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2007(4).
[2]刘会迎.隧道渗漏水成因分析及治理措施研究[J].国防交通工程与技术,2008(3).
[3]陶西贵.李少红.张凡隧道工程渗漏水检测与治理[J].施工技术,2007(3)