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关键词:大西高铁;桥梁墩身;病害问题;外观质量控制
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.106
1 工程概况
大西高铁指的是大同至西安的铁路客运专线,是国家中长期铁路规划网的重要组成部分,北起山西大同,经朔州、忻州、太原、晋中、临汾、运城、渭南等9市31县(区)至陕西西安,全长859公里。就本文所述大同至原平段高铁桥梁来看,全线桥隧比例约占线路全长的78%,该线建成后,大同至西安旅客列车运行时间将由现在的17小时左右(普速铁路)压缩至4小时(高速铁路)左右。该线路桥梁设计使用年限为100年,桥梁墩身高度在5到19m范围内,主要采用双柱墩以及空心墩两种形式。
2 大西高铁桥梁墩身施工流程
2.1 测量放样定位
在高铁桥墩施工之前,必须落实对水准点以及导线点的复测工作,在确保承台定位精准性的基础之上,才能够进行承台的浇筑施工作业。在养护完成拆模之后,应该在经由专业测量定位后,标示出承台面层需要放置桥墩的横、纵向中线,并根据设计墩身的外部尺寸绘制出其轮廓图,并对承台顶端的高程进行复测,在验证其与设计高程的相符性后,做好模板安装的准备工作。
2.2 模板设计及安装
高铁桥墩外观质量与模板工程有着直接的联系,对此必须切实落实模板的设计与安装工作。在模板设计的过程中,应该结合工程实况选择具有一定刚度与强度且面层较为光滑的板材,避免由于大体积混凝土的浇筑导致的模板变形问题。而在模板加工的过程中,必须切实落实对模板材料、尺寸等的检查工作,确保其能够满足规范以及设计要求。在安装之前,还应该对模板构件进行试拼,对其接口质量以及平整度等进行详细确定,做好编号工作,再对其面层进行处理。而在实际安装的过程中,除需要对模板进行连接与定位之外,还应该对其接缝处进行处理。应该选择厚度为2mm,宽度为30mm的胶带对其进行密封处理,防止其出现漏浆问题。在全部完成之后,还应该对模板工程进行修正,保障其安装质量,同时清除浇筑区域所存在的杂物。
2.3 混凝土生产、运输以及浇筑
桥梁墩身属于T2环境,所以应该选择强度等级大于等于C35的混凝土,必须结合大体积砼结构的强度发展规律以及工程实况对其配合比进行严格确定,并辅之以适宜的施工技术。而就C35混凝土来看,其应该选用370kg/m3的胶凝材料,并采用二次投料法进行拌合。而就混凝土的运输来看,首先应该根据施工现场与交通情况及混凝土的初凝时间做好施工组织方案,并且及时对罐车内部进行清理,在运输的过程中还应该确保罐车低速运转,防止混凝土出现离析等问题。而就混凝土的浇筑施工来看,首先应该以塌落度实验以及扩展度实验的方式对混凝土的性能进行测试,确定好其含气率以及温度等指标,在满足相关规范及设计要求后,方可进行浇筑施工。为保障混凝土的整体性,混凝土浇筑的下落高度应该保持在1到2米的范围之内,否则应该选择导管进行浇筑。而在边角部位浇筑时,可以辅之以人工端运的方式。浇筑过程必须保障砂浆能够与模板紧密相连,尽可能保障拆模后混凝土的外观质量。在混凝土布料的^程中,应该跟随模板均匀的设置多个布料点,并根据后期振捣及分层厚度等因素的影响,合理确定布料的数量。在实际浇筑的过程中,还应该定期对模板、钢筋笼以及地基沉降量等的监测工作,当出现偏差时,必须及时进行修正,以保障施工质量。
2.4 混凝土振捣施工
在桥墩混凝土振捣的过程中,应该保证其振捣器能够垂直插入下层混凝土50至100毫米的深度,并对振捣的速率及其移动方式加以严格控制,确保其振捣半径能够完全覆盖整个作业面。还应该严格控制好振捣的时间,防止出现离析等病害问题。在分层浇筑时,必须以振捣的方式除去混凝土两层之间所存在的接缝,并选择适宜的振捣时间,当混凝土表面无浮浆、不下沉时,就应该停止振捣。
2.5 混凝土养护以及拆模
结合大体积混凝土水化热较大等问题,必须结合施工现场气候因素,对其温度及湿度进行严格控制,夏天保湿、冬天保温,在有必要的条件下还需要建设养护棚,并及时对混凝土的温度进行测定。在混凝土收浆后,应该对其进行覆膜处理,洒水养护,并持续14天之上。当桥墩混凝土强度达到2.5MPa之后,就可以进行拆模工作。应该采用由上至下、先圆后平的方式拆除模板,以此保障混凝土的外观质量。
3 桥墩外观病害问题及质量控制对策
3.1 错台及质量控制
错台主要与模板的质量以及人为操作因素等有着直接的关联,当出现错台问题后,应该及时选用打磨机对其进行打磨,同时配置与墩身同色的砂浆对打磨处进行修补,确保其在修补后能够保持颜色基本相同。
3.2 翻砂及质量控制
翻浆问题外在表征为墩身面层无水泥浆,不光滑,且为竖向分布,与混凝土的塌落度及振捣等有着直接的关联。翻浆问题应该以预防为主,首先应该对混凝土的配合比进行严格确定,并由专业人员对其塌落度加以测定,做好记录工作,不满足标准时不允许其进场浇筑。还应该对混凝土的振捣方式及时间进行合理控制,避免由于振捣实践过程而出现的离析问题,以此防止砂与水泥浆的分离。
3.3 流浆及质量控制
流浆问题外在表征为墩身面层如同流过一层水泥浆,并且呈现出由上往下流动的形状。该问题与模板加固及其支护不牢固、分层浇筑混凝土时间间隔较长,底层混凝已经处于初凝状态所导致的,该状态下模板会在一定范围内向外移动,而底层混凝土由于具有一定的塌落度所以并不会与模板一同移动,继而就会形成一定的空隙,上层水泥浆一旦流入,就会出现流浆问题。对此,必须对混凝土分层浇筑的时间间隔加以严格控制,同时在设计之初就对模板的强度与刚度进行合理选择,在安装完成后除检查其质量外,必要时还应该进行支护,以此避免在混凝土浇筑的过程中产生模板的变形。
3.4 麻面与气泡及质量控制
麻面与气泡问题主要与混凝的泌水有着直接的关联。由于高性能混凝土在参入外加剂后其间的粘聚力将会大幅度增加,泵送的难度也就会增大,所以部分施工人员就会加入一定的水分,虽然在施工现场泌水现象并不明显,但在振捣后,马上就会出现泌水问题,此外振捣时间不足也是导致泌水问题的重要原因。为此,在混凝土浇筑施工的过程中,应该每隔一段距离就进行捣鼓,并切实落实振捣工序,压实模板边混凝土,排除所存在的气泡。
3.5 色斑及质量控制
色斑题与模板面层杂物以及混凝土均匀性有着直接的联系。为控制该问题,必须在浇筑前对模板进行仔细清理,同时刷涂一层脱模剂,并保持混凝土的均匀性。
3.6 裂缝及质量控制
裂缝问题主要与钢筋工程、混凝土干缩应力以及温度应力有着直接的联系,该病害问题尤其在大体积砼结构中更为显著。为实现对裂缝问题的有效控制,在混凝土配置的过程中应该选择水化热较低的水泥品种,并且在控制其强度与塌落度的条件下,尽可能选用颗粒级配良好的大粒径骨料,并选用分层浇筑法增加温度散发的时间。在浇筑过程中,还应该搭设施工作业台,防止对钢筋笼的扰动,同时严格把控好混凝土的拆模时间,避免由于降温而导致温度应力分布不均问题。
4 结语
综上所述,为保障高铁桥梁的工作性能,该线路所有桥梁墩身均应该选择性能较高且具有较强耐久性的高标号混凝土进行浇筑。而在其实际施工的过程中,必须根据工程实际特性对其质量进行控制,尤其需要注意大体积混凝土的浇筑及其病害问题,加强对施工质量及外观质量的控制,以此保障工程的经济价值与社会效益。
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关键词:隧道施工;防排水;衬砌结构;施工措施;
Abstract: with the rapid development of China's high-speed railway, tunnel construction safety and quality responsibility matter, tunnel waterproof and drainage construction is Paramount, but practice has proved that "ten tunnel nine leakage" become common fault, repair maintenance is difficult, after completion of the tunnel effect is poor, often is wasted effort, waste is great. This article simply introduces Gao Gushan tunnel waterproof and drainage construction process of the technology, method and measures of experience to provide reference for the colleague.
Key words: the tunnel construction; Waterproof and drainage; Lining structure; Construction measures;
中图分类号:TV554文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1 工程概况
高家山隧道位于甘肃省兰州市西固区及永靖县境内,走行于低中山区及山间沟谷内,隧道通身穿越的岩层较为单一,节理裂隙呈微张或闭合状,总体上岩石自身含水性差。地下水的补结主要依赖于大气降水的补结,深部基岩裂隙水同时接受表层风化裂隙水的补结。地下水径流构造裂隙及水文网的强烈切割作用,风化裂隙、构造裂隙发育密度、张开性、连同性等多种因素控制下,其它地下水径流首先沿裂隙走向流动,汇聚于岩性分界带,节理密集带等储水构造中,最后以泉形式或向附近沟谷排泄。单位正常涌水量为269.63m³/d·km,隧道正常涌水量分别为2640.52m³/d及466.47m³/d,出现的最大涌水量分别为7921.56m³/d及1399.41m³/d。
2 高家山隧道防排水设计
根据高家山隧道地形的特殊,其防排水设计主要采用“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,采取切实可靠的措施,达到防水可靠、排水畅通、经济合理的目的。
(1)洞外防排水
根据工程,两端洞口洞顶截水沟设在刷坡线以外10m,边仰坡开挖线以外5~10m设置截水沟,以拦截地表水。明洞衬砌外缘应敷设外贴式防水层;明洞与隧道接头处、明洞衬砌施工缝、变形缝按规范要求做好防水处理。隧道洞身下穿清杨水沟最小埋深约6m,对冲沟上下游30m采用M10浆砌片石进行铺砌,厚30cm,防止积水下渗影响隧道。
(2)洞内防排水
全隧道设置双侧水沟及矩形中心水沟排水。隧道进出口两端各500m范围设置双层盖板保温侧沟及中心保温水沟,盖板间夹聚氨酯泡沫保温材料,两端洞口外均设深埋保温暗管,采用端墙式保温出水口排水,出水口纵坡不小于2%。
复合衬砌初期支护变形基本稳定并经验收合格后,在初期支护和二次衬砌之间(拱墙背后)铺设1.5mm厚EVA防水板,内衬无纺布(密度不小于400g/㎡),采用无钉铺设,搭接缝为双焊缝。防水板搭接处与施工缝错开布置,错开的距离不小于100cm。隧道防水应充分利用混凝土衬砌结构自防水能力,混凝土衬砌抗渗等级不低于P12。隧道衬砌混凝土应连续灌注,拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝。
拱墙环向、墙脚纵向设盲管,与边墙进水孔、洞内排水沟一起组成完整的排水系统。环向盲管与纵向盲管连接,纵向盲管与边墙进水孔连接,边墙进水孔与洞内排水沟连接。
要注意的是:环向施工缝止水带要采用中埋橡胶止水带+外贴止水带的复合防水构造;纵向施工缝止水带要采用中埋钢边橡胶止水带+外贴止水带的复合防水构造;变形缝止水带要采用中埋橡胶止水带+外贴止水带+嵌缝材料的复合防水构造。
(3)明洞渡槽
渡槽的施工宜选在旱季,雨季施工时应做好地表排水及防洪措施,本工程中通过隧道顶部的渡槽采用0.3m厚的钢筋混凝土,每隔10~15m设置沉降缝一道,缝宽2~3cm,采用沥青麻筋填塞。为防止渡槽下沉开裂,渡槽通过正洞段下方采用M10浆砌片石砌筑,其余段落的渡槽下铺设50cm厚的砂卵石垫层,采用回填土石夯填密实;其次在沟床铺砌及渡槽两端设置垂裙,防止渡槽或铺砌末端因地表水淘刷而遭破坏;最后,渡槽应与上下游沟床顺接,避免积水。
3 高家山隧道防排水施工控制要点
隧道结构防水施工以接缝防水为施工控制重点,衬砌背后排水系统由排水盲管、土工布、防水板、引水孔等组合而成;环向盲管及引水孔排水至纵向盲管,再统一排至侧沟内,再通过侧沟内横向泄水孔引排至中心水沟,顺着设计纵坡排至洞外,形成良好的排水系统。
3.1 为考虑隧道结构的防水性能及耐久性能,衬砌、仰拱采用抗渗等级不小于P12的混凝土,施工配合比设计抗渗等级增加到P14;C30二次衬砌素混凝土在高性能混凝土基础上,增加0.9kg/m³的纤维素纤维和胶材用量5%的WQ-6防腐剂。
3.2 铺设防水板、排水盲管前,对初期支护的表面及渗漏水情况检查,并记录留设影像资料,处理措施如下:
(1)初期支护表面应平整、密实,无空鼓、裂缝、松酥、漏喷、漏筋,并用喷混凝土(或砂浆)对基面进行找平处理。
(2)钢筋网、注浆管头、锚杆、锁脚锚管、监控量测点钢筋头等凸出部分应先切断、遮盖或铆平后,用砂浆或喷混凝土找平。
(3)初期支护表面平整度应符合D/L≤1/10的要求(D为初期支护基面相邻两凸面凹进去的深度;L为基层相邻两凸面间的距离,且L≤1m)。
(4)基面出现股状涌水时,采用局部注浆、围截注浆法进行封堵,封堵后的剩余水量可用排水盲管或PVC管集中将水引入侧沟排出。
(5)初期支护经第三方雷达检测合格后,方能进行二衬施工,如有空鼓等质量缺陷,需及时进行处理,并复测至合格。
3.3 排水盲管采用HDPE打孔波纹管,横向排水管及泄水孔采用PVC管,应具有一定的弹性,透水性好,能承受不小于0.5Mpa的压力,且不易锈蚀。排水盲管及泄水孔施工中需注意:
(1)衬砌背后设置环向为50、纵向为80的HDPE打孔波纹管,仰拱填充内预埋横向100PVC排水管,环向盲管布设间距为6m~12m,纵向盲管通畅设置,并分段12m~20m引入隧道侧沟,横向泄水管设置间距为30m~50m,导水管坡度不小于2%,布设间距可根据渗漏水情况适当增设、调整。
(2)排水盲管采用5cm长的锚固钉机土工布固定在初期支护岩面上,锚固钉间距按50cm布置,敷设顺直。
(3) 纵环向盲管、泄水管、排水管按设计连同,管体间应采用变径三通连接,组成完整有效的排水系统。
(4)边墙泄水管施工时,采取土工布包裹填塞等措施防止异物堵塞孔口,盲管出水弯头段应用PVC硬质弯管套在上面以起到保护作用。
(5)衬砌背后排水系统通过通水试验检验排水效果,效果良好后方能施行,否则检查原因并重新采取措施,直至排水通畅。
3.4 隧道防水板采用分离式,先铺设土工布缓冲层,再铺设防水板,土工布要求不小于400g/㎡,1.5mmEVA防水板,施工时注意事项:
(1) 防水板铺设应超前衬砌施工,并与开挖工作面保持一定的安全距离。
(2) 防水板铺设前在洞外检查防水板及土工布缓冲层材料有无破损,搬运至洞内时避免破损。
(3) 土工布缓冲层铺设时,用射钉枪将热塑性圆垫圈和土工布固定在基面上,固定点间距根据基面平整情况而确定,拱部为0.5m~0.8m,边墙为0.8m~1.5m,呈梅花形布置。局部凹凸较大时,应在凹处加密固定点,使土工布与基面紧贴;土工布接缝搭接宽度不小于5cm。
(4) 防水板环向铺设时应先拱后墙,先于拱顶垫层上正确标出隧道纵向中线,再使防水板横向中线于标定线重合,将拱顶部与热塑性圆垫圈焊热熔接,向两侧下垂铺设,根据基面的圆顺程度留足余量,边铺边焊,下部防水板应压住上部防水板。
(5) 防水板纵向搭接与环向搭接处应采用“T”字型接头,不准采用“十”字型接头,两条焊缝之间间距不得小于30cm;
(6) 防水板采用热熔双焊缝焊接,搭接宽度不小于15cm,并采用热合机进行双焊缝焊接,每条单焊缝宽度不应小于1.5cm,不得存在假焊、漏焊、焊焦、焊穿现象。每板检查防水板焊接质量,环向一处,纵向至少两处。检测方法: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,直至压力达到0.25MPa,保持15分钟,允许压力下降10%;如达到要求,说明完全粘合,否则须用检测液找出漏气部位,用手动热熔器焊接修补后再次检测,直至完全粘合。
(7)分段铺设的防水板边缘部位预留至少60cm搭接余量,搭接缝与衬砌施工缝错开不小于100cm的距离。
(8)焊接二次衬砌钢筋时在其周围用石棉水泥板进行遮挡,以免溅出火花烧坏防水层;灌注二衬砼时输送泵管不得直接对着防水板,避免混凝土冲击防水板引起防水板被带滑脱,防水板下滑。
(9)洞身与附属洞室连接处在转角1m范围内布设双层防水板,不得形成水囊、积水槽;明洞与隧道防水层搭接时,隧道防水层延伸至明洞,并且与明洞防水层搭接良好。
3.5 环向施工缝采用背贴式止水带、中埋式止水带复合防水方式,纵向施工缝采用背贴式止水带、中埋式橡胶钢边止水带复合防水方式,施工缝防水处理符合下列要求:
(1) 环向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。
(2) 止水带埋设位置要求准确,其中心位置应与施工缝重合;中埋止水带埋设于仰拱或二衬厚度的中心位置。
(3)二衬浇筑混凝土前,纵向施工缝表面进行凿毛,高压水枪冲洗干净并保持湿润;浇筑振捣靠近止水带附近时,不得破坏止水带,同时还应该充分振捣,混凝土应与止水带紧密结合。
(4)止水带长度事先与厂家定制为30m/卷,尽量避免接头;如需接头,应选在二次衬砌结构应力较小的部位,采取热硫化焊接形式,搭接长度不小于30cm,焊缝长度不小于10cm,接头粘结做好表面的清刷与打毛。
(5)止水带的上下压茬应排水通畅、将水引向外侧,不允许用射钉固定。
(6)止水带对称安装,伸入模内和外露部分宽度必须相等,沿环向每0.5m设二根φ8mm短钢筋夹住,以保证止水带在整个施工过程中位置的正确。止水带处砼表面质量应达到宽度均匀、缝身竖直,环向贯通,填塞密实,外表光洁。
(7)二次衬砌素混凝土段中埋式橡胶止水带安装方法:挡头模板环向由两块组成,止水带从中间穿过。素混凝土中采用钢筋卡固定止水带,钢筋卡采用6钢筋制作,第一节衬砌通过铁丝将钢筋卡固定在挡头模板上,钢筋卡按环向间距为30cm设置;在浇筑第二节衬砌时,扳直钢筋卡垂直固定第二节衬砌内的止水带。
(8)二次衬砌钢筋混凝土段中埋式止水带安装方法:环向挡头模板由两块组成,止水带从中间穿过。钢筋混凝土中采用特殊箍筋及铁丝来固定止水带,在第一节衬砌通过铁丝和特殊箍筋将止水带固定在U形孔内,特殊箍筋环向间距同环向箍筋间距;第二节衬砌通过在衬砌挡头钉水泥钉、铁丝及特殊箍筋将止水带垂直固定在U形孔内。
3.6 中心水沟按照设计2%的坡度,将洞内积水排至出口洞外;中心水沟在仰拱及填充浇筑时施作,预留宽度及深度应略大于设计的80cm,横向泄水管及泄水孔应保持畅通。
3.7 侧沟靠两侧电缆槽底部,每间隔30m各设20的PVC泄水管,由电缆槽底部贯通至侧沟内。
3.8 防排水系统健全后,进行通水试验,发现漏水、积水,立即处理,直至合格。
隧道常见水害的种类及其产生的原因
4.1 隧道漏水和涌水
隧道围岩的地下水,不论以间接还是直接漏渗或涌出的形式进入隧道内造成的围岩,均称为漏水或涌水病害。其产生的原因如:(1)衬砌的混凝土抗渗能力低、施工有缺陷,施工缝防水不良或者衬砌背后有积水形成水囊,且衬砌防水系统不良;(2)排水设备断面不足或被堵塞(包括淤塞及冰塞);(3)隧道通过有溶洞和暗河系统的地层,有季节性的地下水向隧道内涌水。
这类病害因气候因素、地质条件、隧道结构、牵引类型、洞内设备种类和漏水与渗水规模不同而异。如:(1)电力牵引区段和有电力配线时,会使绝缘失效、发生短路、跳闸、放电而危及行车安全和漏电伤害事故;(2)局部地段仰拱发生不均匀沉降,与二衬施工缝开裂;(3)承压水的涌出,岩溶水的突然涌出,都会造成衬砌破裂,冒水翻砂;(4)衬砌钢筋保护层过小,造成预埋件及钢筋锈蚀等钢轨及扣件、轨枕、通信、信号、照明、通风等设备的锈蚀腐烂。
4.2 隧道周围积水
隧道建成后,地表水或地下水向隧道周围渗流汇聚,如不能迅速排走而引起的病害,叫做积水病害,其产生原因通常有:(1)施工时只防不排的治水方法,衬砌背后超挖后处理不密实等使得衬砌周围排水不畅,有承压水作用;(2)排水设备排水能力不足,在平面位置和高程位置上选择不当,断面堵塞(包括淤塞及冰塞)等。
其危害:(1)软弱围岩(或围岩软弱夹层)浸水会发生软化,滑移失稳,失去承载能力或产生塑性流动,对衬砌的压力增大将导致衬砌及整体道床的破坏;尤其是膨胀性围岩浸水体积膨胀,也会破坏衬砌。(2)如遇寒冷及严寒地区的隧道会发生冰胀和围岩冻胀等危害。
4.3 潜流冲刷
由于地下水渗流和流动而产生的冲刷和溶蚀作用,叫做潜流冲刷,常使得边墙断裂, 仰拱或整体衬砌开裂下沉;衬砌拱部未全部回填部分发生隐落塌方,导致衬砌裂损;围岩滑移错动导致衬砌变形开裂等危害。
其产生原因:(1)围岩雨水软化、崩裂和易溶于水的矿物成分,有易被水流带走的黏土、粉土和细小的颗粒;(2)排水设备周围未根据围岩的水理性质设置合适的反滤层;(3)对通过隧道的流砂层没有采取稳固措施或有措施已失效;(4)围岩的裂隙、层面和软弱夹层存在渗流速度较大的潜流;(5) 采用含土和小颗粒的松散土石做超挖回填,特别是仰拱虚渣未清除干净或者虚土回填。
4.4 水侵蚀影响
隧道通过地段的环境水化学类型为:SO4·Cl-(Na+K)型水,水中不含有侵蚀性CO2,SO42-侵蚀等级为H2,Cl-侵蚀等级为L1~L2,局部具有Mg2+侵蚀,环境等级为H1,PH值不具侵蚀性。
水中含有的SO4·Cl-(Na+K),Cl-,局部具有Mg2+侵蚀成分,对混凝土进行化学侵蚀,并造成松散、膨胀、脱落、开裂甚至破坏。产生的原因主要是混凝土的耐久性能不满足要求,骨料的碱活性、胶材的碱含量及抗蚀系数、混凝土的氯离子含量及三氧化硫含量、抗渗等级等项目存在问题。
高家山隧道重要部位防排水措施
5.1 施工缝防水
隧道施工缝是隧道渗水的常见部位,针对这一问题,高家山隧道技术人员对施工缝施工尤其关注,主要的措施:
(1)按照台车设计位置施工,不随意留置施工缝,二衬不留置纵向施工缝。
(2)防水板是隧道防水的重点屏障,其铺设及搭接质量直接影响隧道防水效果,故其搭接焊缝距施工缝至少1m以上距离,且对所有防水板漏洞、破损处进行圆补丁焊接封密。
(3) 施工缝采取中埋钢边橡胶止水带+外贴止水带或者中埋橡胶止水带+外贴止水带的复合防水构造,止水带尽量避免搭接,搭接处进行热熔焊接并铆粘牢固,达到防水的第二层屏障。
(4)混凝土采用P12抗渗混凝土,C30混凝土添加纤维素纤维;仰拱与二衬施工缝要进行凿毛处理,并用高压水枪冲刷干净,混凝土浇筑时加强施工缝振捣。
(5)二衬环向施工缝外侧均匀涂刷2cm宽的聚氨酯防水涂料,以防渗水。
(6) 施工缝如若有裂缝,立即对裂缝原因进行分析,并注入化学浆液,达到防水作用。
5.2 渗漏水处防排水
5.2.1富水断层破碎地段施作初期支护前,岩面如有涌水和渗漏水必须进行处理,预防塌方或者掉块,根据渗漏水情况采用不同措施:
(1)在少量集中渗水、淋水地段,在将要通过的透水层部位,可采用排水孔法或排水管法,布置一定数量的排水孔或埋设排水管,将渗、淋水集中到中心水沟内导出;也可采用金属网法,通过在钢筋网背后过滤层或隔水层,将其固定在围岩上,通过软管排水,随即喷射混凝土。
(2)当涌水较大时,可对主要涌水口暂不进行封堵支护,先行引排,施作衬砌后再对涌水封堵。
5.2.2 喷射混凝土作业前,岩面如有渗漏水应做下列处理:
(1) 对于大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土,一般情况下可顺涌水出露点打孔,压注速凝浆液(如水泥-水玻璃浆液)进行封堵。
(2)对小股或裂隙渗漏水,视具体情况进行岩面注浆(布孔宜紧密,钻孔宜浅)或采用小导管沿隧道周边环形注浆进行封堵。
(3)对集中出水点可顺水路(节理、裂隙)设置排水盲管或线性排水板,将水引到纵向排水沟,切不可浸泡拱脚或者仰拱。
5.2.3 基面出现股状涌水时,宜采用局部注浆、围截注浆法进行封堵,防止大量涌水夹带泥砂淘蚀地层,造成围岩失稳;封堵后的剩余水量用排水盲管引至中心水沟排出。
5.3 衬砌结构防排水
5.3.1 衬砌施工时严格控制混凝土按照施工配合比生产,到达现场后不得加水或者其它外加剂,加强振捣,特别是施工缝或者厚度薄弱部位。
5.3.2 衬砌存在缺陷及时进行处理,特别是蜂窝、麻面、漏筋处,用同强度等级的防水砂浆进行处理,漏筋部分二衬涂刷聚氨酯或者环氧树脂等防腐蚀材料,以防止钢筋腐蚀或二衬渗漏水。
5.3.3 严格控制仰拱沉降或者偏压造成的混凝土裂缝,虽混凝土自身存在抗渗防裂等耐久性性能,但仍易出现漏水;发现裂缝后,注入水泥浆液或化学浆液(水泥-水玻璃双浆液、超细水泥浆液、环氧树脂浆液、聚氨酯浆液等),组织经验丰富的技术人员对裂缝进行监控量测,分析原因并避免日后施工再次发生。
结论
随着科学技术的发展,隧道工程防排水的新材料、新工艺、新技术也不断出现,铁路隧道防排水施工领域取得较好的成果。高家山隧道认真总结多条铁路隧道防排水施工的经验和教训,学习和借鉴国际先进标准,重点对施工过程中的工艺、方法、措施和质量进行严格控制,确保隧道防排水系统畅通无阻。
参考文献:
[1]铁道部经济规划研究院.TZ331-2009铁路隧道防排水施工技术指南[S].中国铁道出版社,2009.6.