李祖龍
(身份證號(hào):452527197807291553 江蘇 揚(yáng)州)
藍(lán)商高速公路白家坪1#隧道明洞滲漏水處理施工技術(shù)探討?yīng)?/p>
李祖龍
(身份證號(hào):452527197807291553 江蘇 揚(yáng)州)
針對(duì)藍(lán)商高速公路白家坪1#隧道明洞出現(xiàn)的滲漏水現(xiàn)象,通過(guò)對(duì)隧道的設(shè)計(jì)、施工工藝缺陷和地質(zhì)、氣象等客觀影響方面分析原因,介紹了治理的原則、措施、工藝。
隧道;明洞;滲水;原因;治理
藍(lán)商高速公路地處陜西省秦嶺山脈,地形崎嶇不平,起伏變化較大。秦嶺的地質(zhì)演化歷史悠長(zhǎng),構(gòu)造強(qiáng)烈復(fù)雜,藍(lán)商高速公路全線地質(zhì)條件比較復(fù)雜,橫向斷裂多、巖體變形較破碎、局部軟弱夾層多,導(dǎo)致工程施工難度很大,施工質(zhì)量控制難。藍(lán)商高速公路通車后,全線隧道的明暗洞部位均出現(xiàn)不同程度的滲漏水,部分隧道的拱部也出現(xiàn)了漏水現(xiàn)象。由筆者單位負(fù)責(zé)施工的白家坪1#隧道在明暗洞交接處也出現(xiàn)了滲漏水情況。隧道滲漏水影響了隧道行車安全、整體美觀和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,需要及時(shí)治理。本文通過(guò)對(duì)白家坪1#隧道的滲漏水病因進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析,著重介紹了藍(lán)商高速公路白家坪1#隧道明洞滲漏水治理的原則、措施、材料和工藝,為類似地質(zhì)情況的隧道提供一些思路。
1、客觀原因
(1)隧道所處的秦嶺山脈地質(zhì)構(gòu)造強(qiáng)烈復(fù)雜,橫向斷裂多、巖體變形較破碎、局部軟弱夾層多,施工完畢后的地質(zhì)由于原巖體結(jié)構(gòu)被破壞,局部應(yīng)力集中,地層不均勻沉降或滑移面活動(dòng)都將對(duì)隧道結(jié)構(gòu)造成破壞,使得襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫等,形成滲漏水通道,導(dǎo)致隧道防水系統(tǒng)發(fā)生不同程度的破壞。
(2)隧道周圍裂隙水中鈣物質(zhì)較多,造成了隧道排水系統(tǒng)堵塞。
(3)由于冬季氣溫低,使得排水管凍結(jié),引起排水管、襯砌開(kāi)裂凍脹,產(chǎn)生新的水流通道。新的水流通道在低溫下,又產(chǎn)生凍脹開(kāi)裂,形成惡性循環(huán)。
2、主觀原因
(1)隧道的原設(shè)計(jì)防排水系統(tǒng)不完善。隧道雖然采用了復(fù)合式襯砌,但當(dāng)二次襯砌產(chǎn)生貫穿性裂縫時(shí),防水板已經(jīng)破壞失效。
(2)巖體與混凝土的析出物、渣體極易堵塞排水管道,導(dǎo)致地下水沒(méi)有出路,而沿襯砌施工縫和裂縫滲漏出來(lái)。
(3)施工中采用的新型止水材料—止水膏由于施工和產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題,對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響,很難嚴(yán)格達(dá)到防水標(biāo)準(zhǔn)。
(4)施工中防水板安裝不規(guī)范,未處理好防水板的接縫和破損部位,導(dǎo)致滲水,排水管路堵塞,等等。
(5)混凝土施工中產(chǎn)生的滲漏水通道:①混凝土澆筑時(shí)水灰比過(guò)大,形成開(kāi)放性毛細(xì)泌水管路;②混凝土拌合物和易性不佳、混凝土質(zhì)地不夠均勻、水泥漿未能與骨料表面很好粘結(jié)、未能很好灌滿搗實(shí)產(chǎn)生疏松層或留下各種形狀的縫隙與孔洞,形成透水縫隙;③襯砌混凝土材料中有雜物,腐爛后形成縫隙或孔洞。特別是在兩環(huán)混凝土接縫部位,由于擋頭板未拆除干凈,腐爛后形成縫隙而漏水;④“三縫”處理不當(dāng),產(chǎn)生的漏水縫隙;
(6)經(jīng)長(zhǎng)安大學(xué)檢測(cè)單位的雷達(dá)檢測(cè)顯示,隧道襯砌厚度局部區(qū)域達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,部分襯砌和附近圍巖存在不密實(shí)、脫空、破碎等缺陷,說(shuō)明施工質(zhì)量控制存在問(wèn)題。
(7)隧道洞門上端、隧道內(nèi)部等處的排水設(shè)施維護(hù)不到位,存在部分截水溝、排水溝堵塞,大氣降水不能及時(shí)排走而大量滲入到隧道明洞周邊的情況。
根據(jù)雷達(dá)檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查成果,初步確定藍(lán)商高速公路白家坪1#隧道明洞滲漏水原因可能有三點(diǎn):A、明洞位置的泄水管堵塞,地表水沿被刺穿的防水板滲漏進(jìn)去,在襯砌板縫之間的縫隙一級(jí)混凝土的缺陷部位滲漏出來(lái);B、明洞洞頂回填土石不規(guī)范,隔水層回填沒(méi)有嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行,導(dǎo)致地表水直接滲漏下去進(jìn)入二襯;C、滲水部位的橫向排水管與縱向排水管均已被堵塞,無(wú)法將水排至地下邊溝。
通過(guò)以上分析,我們確定該隧道的滲漏水治理的原則為:截、堵、排相結(jié)合。
1、地表水截流
將隧道明洞上方的洞頂土方開(kāi)挖至滲漏水面底以下20cm,重新人工回填粘土夯實(shí)至滲漏水面頂以上20cm,然后在上面設(shè)置20cm~30cm厚的排水碎石墊層,務(wù)必與原布設(shè)的泄水孔相通,并用風(fēng)鎬將泄水孔擴(kuò)大并疏通,在泄水孔底塞入一個(gè)外裹無(wú)紡布的鋼絲球,重新將坡面回填平順,同時(shí)對(duì)洞頂?shù)慕厮疁?、排水溝等排水設(shè)施進(jìn)行疏通整修,盡量不使地表水滲流到隧道明洞周邊。
2、鑿槽引排
在開(kāi)鑿二襯壁面豎向管槽進(jìn)行引排。施工步驟如下:
(1)表面清洗:把缺陷部位的襯砌混凝土表面清洗干凈,找該部位中心處的縫隙的位置及水源;
(2)割縫或鉆孔:在滲水縫隙左右各3cm處用切割機(jī)割深為6~8cm的縫,或用沖擊鉆每隔2cm鉆孔,為鑿槽做準(zhǔn)備;
(3)鑿槽:人工鑿出深度為10cm(施工縫)或8cm(襯砌裂縫)的槽,一般鑿成內(nèi)大(7cm)外?。?cm)的倒梯形槽,保證外敷防水層有2~3cm厚,將開(kāi)鑿的粉渣用空壓機(jī)吹干凈或用清水洗干凈。;
(4)埋管:在槽底反扣埋設(shè)φ50PVC半圓管直至邊墻底部,管內(nèi)放置2cm× 2cm的海綿條,用U型卡釘固定,邊墻底部至縱向排水溝用φ50PVC圓管連接;
(5)封填:直接封填防水砂漿,但同時(shí)垂直壁面埋置φ1cm注漿管,該管一端穿透半圓管,壓緊海綿條,另一端延伸至襯砌外;
(6)刷漿找平:等防水砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后,噴濕修復(fù)區(qū)域,刷1:2普通砂漿找平,厚度0.5~0.8cm;
(7)養(yǎng)護(hù):在14天內(nèi)進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。
將上述行星機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的轉(zhuǎn)角代入式(3),再將α等于齒圈與太陽(yáng)輪齒數(shù)比代入,經(jīng)推導(dǎo),可求出雙星行星機(jī)構(gòu)的裝配條件為
防水砂漿配合比:425#普通硅酸鹽水泥:BR增強(qiáng)型防水劑:BR-2專用粉:砂:水=1:0.14:0.03:1:0.35。
3、注漿
注漿加固堵水技術(shù) 注漿作為加固圍巖的一種手段,在隧道病害治理中所起的作用主要表現(xiàn)在加固地層以提高圍巖的承載力和充填襯砌背后空洞使襯砌均勻受力,從而達(dá)到阻止襯砌結(jié)構(gòu)繼續(xù)變形或破壞。同時(shí),漿液能充填巖體裂(孔)隙(洞),降低地層透水系數(shù),同時(shí)能夠修補(bǔ)襯砌混凝土結(jié)構(gòu)裂縫達(dá)到加固和阻水的雙重目的。通常采用的漿液有普通硅酸鹽水泥(或特殊)單液漿、水泥水玻璃雙組份漿液及化學(xué)漿液等。
白家坪1#隧道的滲漏水處理借助了雷達(dá)檢測(cè)技術(shù),通過(guò)雷達(dá)檢測(cè)指出的缺陷位置和滲漏水分布狀況確定注漿位置。注漿材料選用可灌性好、結(jié)石率高、快凝早強(qiáng)、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)的水泥-水玻璃漿液。配合比:PO.42.5水泥:水玻璃:水=1:0.5:0.8;注漿壓力控制在0.6~1.0MPa。注漿原則:由下部孔眼向上部孔眼壓注,以確保地下水被封堵在二次襯砌背后;由無(wú)水地段向有水地段壓注,由水少地段向水多地段壓注,以使水流匯集,便于引排。具體施工工藝如下:
(1)根據(jù)隧道缺陷位置開(kāi)鑿6cm寬、4cm深的槽,清理表面污物。
(2)做灌漿空腔和埋設(shè)注漿管,外面用速性材料進(jìn)行封縫,注漿管埋設(shè)的間距根據(jù)裂縫粗細(xì)和深淺而定,在埋設(shè)注漿管頭上做一些技術(shù)處理,防止灌漿時(shí)產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象。
(3)檢查止封效果,對(duì)漏氣處重新封閉。
(4)化學(xué)注漿液的配制:根據(jù)當(dāng)?shù)?、?dāng)時(shí)的氣溫、濕度等條件,合理配制灌漿液。
(6)待漿液凝固后鑿去注漿管,表面用水泥沙漿將其壓實(shí)抹平。
注漿完成后,附近區(qū)域裂縫如有漏漿現(xiàn)象,說(shuō)明漿液已擴(kuò)散到此位置,可能達(dá)到了封堵作用,應(yīng)觀察一段時(shí)間,暫時(shí)可不進(jìn)行下步治理工作。
1、由于在已經(jīng)通車的高速公路上進(jìn)行隧道維修施工,困難很大,且藍(lán)商高速公路全線隧道均有不同的滲水情況出現(xiàn),均需要進(jìn)行維修,為此,藍(lán)商高速公路的相關(guān)管理部門也進(jìn)行了大力協(xié)助,統(tǒng)一安排了維修時(shí)間段,并在報(bào)紙等媒體廣泛發(fā)布交通管制信息,對(duì)過(guò)往司乘人員發(fā)放溫馨提示卡,爭(zhēng)取社會(huì)的廣泛理解和支持,營(yíng)造了良好的施工環(huán)境,同時(shí)要求各施工單位指定專人負(fù)責(zé)施工期間的信息報(bào)送工作。
2、在施工段落的起終點(diǎn)不遠(yuǎn)處均設(shè)立大型的溫馨提示牌和公告牌;在每個(gè)作業(yè)點(diǎn),設(shè)立醒目、規(guī)范、充足的標(biāo)志標(biāo)牌,夜間懸掛反光警示標(biāo)志。
3、在施工路段,設(shè)立專員司職指揮交通安全,配備裝載機(jī)、道路清障車各1輛,協(xié)助疏導(dǎo)交通、指揮分流,對(duì)工程路段的拋錨、肇事車輛及時(shí)施救和處理。
1、治理過(guò)程
藍(lán)商高速公路白家坪1#隧道滲漏水治理工作具體分兩階段進(jìn)行。2008年7月對(duì)滲漏水部位進(jìn)行施工。由于滲漏水情況不嚴(yán)重,此次主要進(jìn)行鑿槽引排工作,但后來(lái)發(fā)現(xiàn)雨季過(guò)后滲漏水情況沒(méi)有得到明顯改善。2008年11月,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)查,確定了第二次的施工方案,就是截、堵、排三個(gè)方法同時(shí)進(jìn)行,綜合治理。
2、治理效果
經(jīng)過(guò)3個(gè)冬季的雪水、春夏季的雨水檢驗(yàn),藍(lán)商高速公路白家坪1#隧道的滲漏水治理效果整體達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
1、山區(qū)高速公路隧道滲漏水治理費(fèi)時(shí)費(fèi)力,施工組織和交通組織困難很大,是萬(wàn)不得已而施行的。因此,必須在施工過(guò)程中就應(yīng)該予以高度重視和措施到位:在設(shè)計(jì)上要采用先進(jìn)可靠和具有針對(duì)性的防排水技術(shù),施工中要大力推廣新工藝、新材料,要高度關(guān)注施工質(zhì)量的控制,要對(duì)隧道進(jìn)行全斷面多頻次雷達(dá)監(jiān)測(cè),要徹底查清隧道的缺陷部位,對(duì)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量隱患要立即進(jìn)行治理,不要抱僥幸、敷衍的心理,確保防排水設(shè)計(jì)的實(shí)施成功。
2、隧道滲漏水處理效果的關(guān)鍵在于要分析缺陷原因,做到對(duì)癥下藥,同時(shí)在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,對(duì)材料、配合比以及施工的方案嚴(yán)格執(zhí)行,只有這樣才能取得良好的效果。
[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108-2001),北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2001
[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTGH12-2003),北京:人民交通出版社,2003
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1007-6344(2015)10-0321-02
李祖龍(1978-07)性別:男,職稱:工程師,研究方向:交通土建工程,工作年限:15年