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摘 要结合某铁道隧道工程,笔者介绍了防排水施工技术的应用,着重对防排水施工工艺及质量控制进行了阐述,可为相关专业人士参考。
关键词隧道工程;防排水;施工工艺
中图分类号U25文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)061-0120-01
1工程概况
太中银铁路油坊坪隧道工程,隧道区地面高程为411m~472m,最大埋深约45m,最小埋深约2~5m。洞身地表为漫坡地形,进口地表自然坡度为28°~46°,线路与地面线斜交,位于半坡上,两侧山体陡峭,交通不便;出口位于漫坡地形的林地中,交通较便利,地形开阔,便于施工场地布置。隧道洞身黄土陷穴很发育,分布范围较广。起迄里程DK721+541~DK723+784,全长2243 m,其中Ⅳ级围岩936m,Ⅴ级围岩1307m。洞内线路纵坡为17‰的单面上坡,全隧道位于直线上。
2结构防排水
隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,达到防水可靠,经济合理,不留后患的目的。隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间铺设塑料防水板加土工布防水,防水层厚度不小于1.5mm,土工布质量≥300g/m2。隧道环向施工缝部分采用中埋式橡胶止水条(地下水较大处设置中埋式缓膨胀橡胶止水带和钢边止水带);衬砌背后设外贴式止水带。二衬拱部每隔5m预留充填注浆孔,待混凝土达到设计强度后,应进行充填注浆。隧道二次衬砌背后环向设φ50mm渗水盲沟,每10m一环;边墙脚纵向设Ф50mm渗水盲沟,并每隔10~15m设横向排水管将地下水引入洞内侧沟;要求纵、环向盲管、泄水管采用变径三通连接牢固。泄水管的进口应离开水沟内壁一定距离,不得紧贴沟壁表面。股水涌流及大面积渗流处应增设环向盲管引排。
防水层铺设利用轨行式作业平台施作。监控量测表明支护变形已基本趋于稳定且净空满足二次衬砌厚度、支护表面平整经探地雷达检测初期支护及背后密实,满足质量要求后铺设防水板。防水层铺设作业区不得进行爆破,防止飞石损坏防水层结构。在衬砌台车就位前,对防水层进行全面检查,铺设过程中对接缝进行充气检查。防水层施工与二次衬砌混凝土灌筑之间相距30m左右。
3结构防排水施工
3.1防水层铺设工艺
防水板施工工艺流程:准备工作→工作台就位→基面处理→基面钻孔打入→固定土工布→固定防水卷材→防水卷材搭接、粘接→防水卷材缝检查→防水卷材保护→下一循环。
1)施工准备及基面处理。彻底清除各种异物,如:石子、沙粒等,做到初期支护表面平整干净。不能出现疏松、起砂、无大的明显的凹凸起伏。铲除各类尖锐突出物体,如:钢筋头、铁丝、凸出在作业面上的各种尖锐物体。根据图纸高程尺寸,定好基准线,准确无误地按线下料。施工设备如焊接机、检漏器、热风枪、电闸箱等,在工作前要做好检查和调整。确保设备正常运行,达到焊接要求,保证工程质量。
2)防水板材的焊接。板材采用双缝热熔自动焊接机焊接。依据板材的厚度和自然环境的温差调整好焊接机的速度和焊接温度进行焊接。焊接完后的卷材表面留有空气道,用以检测焊接质量。检查方法:用5号注射针与压力表相接,用打气筒进行充气,在0.2MPa压力作用下5min不小于0.16MPa。否则补焊至合格为止。
3)防水板材的铺设、固定。根据实际情况下料,按基准线铺设防水板;用防水板材专用塑料垫和钢钉把缓冲层固定在基面上,应用暗钉圈焊接固定塑料防水板,最终形成无钉孔铺设的防水层。
在清理好的基面上铺设固定土工布垫层。在喷射砼隧道拱顶部标出隧道纵向的中心线,再使裁剪好土工布垫层中心线与喷射砼上的标志相重合,从拱顶部开始向两侧下垂铺设,用射钉固定垫片将土工布固定在喷射砼面上。水泥钉长度不得小于50mm,平均拱顶3~4个/m2,边墙2~3个/m2。
铺设固定防水板。先在隧道拱顶部的土工布上标出隧道纵向的中心线,再使防水卷材的横向中心线与这一标志相重合,将拱顶部的防水卷材与热融衬垫片焊接,再同土工布垫层一样从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与热融衬垫焊接。铺设时要注意与与土工布密贴,并不得拉得太紧,一定要留出余量。将防水板专用融热器对准热融衬垫所在位置进行热合,一般5S即可。两者粘结剥离强度不得小于防水板抗拉强度。
3.2橡胶止水带
止水带施工工艺流程:衬砌台车就位调整→拱墙架调整加固→立设边模、底模→环向布设止水带→立内外堵模板→止水带位置固定→加固堵头→安装完毕。
衬砌拱架调整完毕后,将止水带卡在堵头模板中间,堵头模板由两块模板拼成。止水带由拱顶向下环向布置,不断开。止水带对称安装,伸入模内和外露部分宽度应相等,为保持止水条平直,沿环向每0.5m设一φ6mm短钢筋托平。
施工注意事项:①安装止水带以细铁丝悬吊于钢筋上固定位置,在顶部水平安装时使止水带形成盆式,以避免止水带下的气体在混凝土浇筑时无法逸出,形成孔隙。②止水带设置时不可翻转、扭曲,如发现破损立即更换。③在混凝土浇筑前应避免止水条被污物和水泥砂浆污损,表面有杂质须清理干净,以免混凝土与其咬合不緊密造成渗水通道,导致变形缝、施工缝漏水。④接触止水带的混凝土不应出现粗集料集中和漏振现象。⑤止水带应就位准确、安装牢固,模板的端板应做成厢形,在浇注一侧混凝土时保护止水带的另一侧翼不受到破坏。止水带的端头离周围钢筋的距离不小于20mm,纵向固定间距不大于250mm。
3.3软式透水管盲沟
透水盲沟施工工艺流程:隧道开挖→预埋钢管→喷混凝土→拆除钢管→固定排水管→防水板铺设→二次衬砌。
1)布设位置。透水管盲沟设在初期支护与复合防水层之间,环向透水管盲沟在边墙底部与隧道洞内水沟相连,纵向间距10m/环。纵向透水管盲沟在防水卷材下端泄水孔标高处与侧沟相连。纵向盲沟每10m设一段。按设计位置布设盲管。为防止透水管侵占衬砌厚度,喷混凝土时预埋一根φ100mm钢管,喷毕后拆下钢管,在喷混凝土上形成一圆槽以利透水管安设。
2)固定。在混凝土面上固定的方法是:在盲管两侧用射钉枪打入钢钉,钢钉上系细铁线固定透水管。
隧道拱墙防水层与初期支护间环向设φ50mm透水盲管,墙脚纵向设φ50mm透水盲管,墙脚纵向、拱墙环向盲管与墙脚泄水孔采用三通管连接。
施工时,用5cm的锚固钉及PE板窄条将软式透水管固定在支护面上,纵向、环向每隔50cm固定一处。
3.4洞口排水
洞门顶部设截水天沟,以形成完善的防排水系统。天沟设于边、仰
坡顶以外5~10m,其坡度根据地形设置,但不应小于3%,以免淤积。洞门端墙及挡翼墙背后设置滤水层通过端墙及挡翼墙所设泄水孔排水。对洞口盲沟系统应定期检查其通畅性,当有阻塞时应及时疏通。
4结束语
在铁路隧道施工中,严格控制,规范管理,把握防水是前提、导排是关键。抓住前提和关键,制定严格的操作和控制规程,使每道工序都严格按规程进行,质量得到有效控制。
参考文献
[1]赵勇,唐国荣.关于客运专线隧道与施工的几点建议[J].铁道标准设计,2005,6.
[2]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.
关键词隧道工程;防排水;施工工艺
中图分类号U25文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)061-0120-01
1工程概况
太中银铁路油坊坪隧道工程,隧道区地面高程为411m~472m,最大埋深约45m,最小埋深约2~5m。洞身地表为漫坡地形,进口地表自然坡度为28°~46°,线路与地面线斜交,位于半坡上,两侧山体陡峭,交通不便;出口位于漫坡地形的林地中,交通较便利,地形开阔,便于施工场地布置。隧道洞身黄土陷穴很发育,分布范围较广。起迄里程DK721+541~DK723+784,全长2243 m,其中Ⅳ级围岩936m,Ⅴ级围岩1307m。洞内线路纵坡为17‰的单面上坡,全隧道位于直线上。
2结构防排水
隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,达到防水可靠,经济合理,不留后患的目的。隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间铺设塑料防水板加土工布防水,防水层厚度不小于1.5mm,土工布质量≥300g/m2。隧道环向施工缝部分采用中埋式橡胶止水条(地下水较大处设置中埋式缓膨胀橡胶止水带和钢边止水带);衬砌背后设外贴式止水带。二衬拱部每隔5m预留充填注浆孔,待混凝土达到设计强度后,应进行充填注浆。隧道二次衬砌背后环向设φ50mm渗水盲沟,每10m一环;边墙脚纵向设Ф50mm渗水盲沟,并每隔10~15m设横向排水管将地下水引入洞内侧沟;要求纵、环向盲管、泄水管采用变径三通连接牢固。泄水管的进口应离开水沟内壁一定距离,不得紧贴沟壁表面。股水涌流及大面积渗流处应增设环向盲管引排。
防水层铺设利用轨行式作业平台施作。监控量测表明支护变形已基本趋于稳定且净空满足二次衬砌厚度、支护表面平整经探地雷达检测初期支护及背后密实,满足质量要求后铺设防水板。防水层铺设作业区不得进行爆破,防止飞石损坏防水层结构。在衬砌台车就位前,对防水层进行全面检查,铺设过程中对接缝进行充气检查。防水层施工与二次衬砌混凝土灌筑之间相距30m左右。
3结构防排水施工
3.1防水层铺设工艺
防水板施工工艺流程:准备工作→工作台就位→基面处理→基面钻孔打入→固定土工布→固定防水卷材→防水卷材搭接、粘接→防水卷材缝检查→防水卷材保护→下一循环。
1)施工准备及基面处理。彻底清除各种异物,如:石子、沙粒等,做到初期支护表面平整干净。不能出现疏松、起砂、无大的明显的凹凸起伏。铲除各类尖锐突出物体,如:钢筋头、铁丝、凸出在作业面上的各种尖锐物体。根据图纸高程尺寸,定好基准线,准确无误地按线下料。施工设备如焊接机、检漏器、热风枪、电闸箱等,在工作前要做好检查和调整。确保设备正常运行,达到焊接要求,保证工程质量。
2)防水板材的焊接。板材采用双缝热熔自动焊接机焊接。依据板材的厚度和自然环境的温差调整好焊接机的速度和焊接温度进行焊接。焊接完后的卷材表面留有空气道,用以检测焊接质量。检查方法:用5号注射针与压力表相接,用打气筒进行充气,在0.2MPa压力作用下5min不小于0.16MPa。否则补焊至合格为止。
3)防水板材的铺设、固定。根据实际情况下料,按基准线铺设防水板;用防水板材专用塑料垫和钢钉把缓冲层固定在基面上,应用暗钉圈焊接固定塑料防水板,最终形成无钉孔铺设的防水层。
在清理好的基面上铺设固定土工布垫层。在喷射砼隧道拱顶部标出隧道纵向的中心线,再使裁剪好土工布垫层中心线与喷射砼上的标志相重合,从拱顶部开始向两侧下垂铺设,用射钉固定垫片将土工布固定在喷射砼面上。水泥钉长度不得小于50mm,平均拱顶3~4个/m2,边墙2~3个/m2。
铺设固定防水板。先在隧道拱顶部的土工布上标出隧道纵向的中心线,再使防水卷材的横向中心线与这一标志相重合,将拱顶部的防水卷材与热融衬垫片焊接,再同土工布垫层一样从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与热融衬垫焊接。铺设时要注意与与土工布密贴,并不得拉得太紧,一定要留出余量。将防水板专用融热器对准热融衬垫所在位置进行热合,一般5S即可。两者粘结剥离强度不得小于防水板抗拉强度。
3.2橡胶止水带
止水带施工工艺流程:衬砌台车就位调整→拱墙架调整加固→立设边模、底模→环向布设止水带→立内外堵模板→止水带位置固定→加固堵头→安装完毕。
衬砌拱架调整完毕后,将止水带卡在堵头模板中间,堵头模板由两块模板拼成。止水带由拱顶向下环向布置,不断开。止水带对称安装,伸入模内和外露部分宽度应相等,为保持止水条平直,沿环向每0.5m设一φ6mm短钢筋托平。
施工注意事项:①安装止水带以细铁丝悬吊于钢筋上固定位置,在顶部水平安装时使止水带形成盆式,以避免止水带下的气体在混凝土浇筑时无法逸出,形成孔隙。②止水带设置时不可翻转、扭曲,如发现破损立即更换。③在混凝土浇筑前应避免止水条被污物和水泥砂浆污损,表面有杂质须清理干净,以免混凝土与其咬合不緊密造成渗水通道,导致变形缝、施工缝漏水。④接触止水带的混凝土不应出现粗集料集中和漏振现象。⑤止水带应就位准确、安装牢固,模板的端板应做成厢形,在浇注一侧混凝土时保护止水带的另一侧翼不受到破坏。止水带的端头离周围钢筋的距离不小于20mm,纵向固定间距不大于250mm。
3.3软式透水管盲沟
透水盲沟施工工艺流程:隧道开挖→预埋钢管→喷混凝土→拆除钢管→固定排水管→防水板铺设→二次衬砌。
1)布设位置。透水管盲沟设在初期支护与复合防水层之间,环向透水管盲沟在边墙底部与隧道洞内水沟相连,纵向间距10m/环。纵向透水管盲沟在防水卷材下端泄水孔标高处与侧沟相连。纵向盲沟每10m设一段。按设计位置布设盲管。为防止透水管侵占衬砌厚度,喷混凝土时预埋一根φ100mm钢管,喷毕后拆下钢管,在喷混凝土上形成一圆槽以利透水管安设。
2)固定。在混凝土面上固定的方法是:在盲管两侧用射钉枪打入钢钉,钢钉上系细铁线固定透水管。
隧道拱墙防水层与初期支护间环向设φ50mm透水盲管,墙脚纵向设φ50mm透水盲管,墙脚纵向、拱墙环向盲管与墙脚泄水孔采用三通管连接。
施工时,用5cm的锚固钉及PE板窄条将软式透水管固定在支护面上,纵向、环向每隔50cm固定一处。
3.4洞口排水
洞门顶部设截水天沟,以形成完善的防排水系统。天沟设于边、仰
坡顶以外5~10m,其坡度根据地形设置,但不应小于3%,以免淤积。洞门端墙及挡翼墙背后设置滤水层通过端墙及挡翼墙所设泄水孔排水。对洞口盲沟系统应定期检查其通畅性,当有阻塞时应及时疏通。
4结束语
在铁路隧道施工中,严格控制,规范管理,把握防水是前提、导排是关键。抓住前提和关键,制定严格的操作和控制规程,使每道工序都严格按规程进行,质量得到有效控制。
参考文献
[1]赵勇,唐国荣.关于客运专线隧道与施工的几点建议[J].铁道标准设计,2005,6.
[2]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.