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            16
            2020
            09

            隧道逃生管道嚴寒地區隧道的防水施工和操作要點


            隧道逃生管道嚴寒地區隧道的防水施工和操作要點

             

                   近些年,我國高速鐵路發展突飛猛進,隧道在高速鐵路線路中占比上升較為明顯,然而鐵路隧道運營中質量隱患較多的為隧道水害。因此,隧道防水施工的質量顯得尤為重要,但在高速鐵路隧道全包型防水系統施工中,尚無成熟的經驗和工程實踐。文章以京沈客運專線顧杖子隧道全包防水施工為工程實例,介紹了全包防水和普通防水設計理念的區別及全包防水的施工要點,為今后嚴寒地區高速鐵路淺埋暗挖段、特殊地質段隧道防水施工積累了寶貴的經驗。

            一、 防水層施工

            防水層施工采用土工布、EVA 防水板、聚氨酯保溫板等材料。顧杖子隧道暗挖段拱墻采用安裝盲管 + 鋪設單層土工布 + 單層防水板 + 5cm 聚氨酯保溫板+單層防水板+二次襯砌防水鋼筋混凝土;暗挖段仰拱采用厚 5cm C20 砂漿找平層 + 安裝盲管+ 單層土工布 + 單層防水板 + 單層土工布 + 單層防水板 + 二次襯砌防水鋼筋混凝土。

             

            二、 施工工藝流程

            高速鐵路全包防水施工工藝流程圖如圖2所示

             

            三、操作要點

             

            1 施工準備

            隧道施工的防水材料主要包括:土工布緩沖層(400g/m 2 )、EVA 防水板、厚 5cm 聚氨酯保溫板、橡膠止水帶、鋼邊止水帶、止水條等。

             

            2 盲管安裝

            環向盲管采用直徑 110mm 單壁打孔波紋管,外包土工布,為了保證定位準確,環向盲管安設時可用鋼卡固定,縱向盲管采用直徑 150mm 單壁打孔波紋管,排水坡度不小于 3%,一般與線路縱坡一樣,為保證安裝準確及平順,使用鋼卡固定盲管。

             

            3 土工布鋪設

            土工布鋪設前,先對隧道整體輪廓進行測量,保證初期支護不侵線,保證輪廓內平整后安裝透水盲管,待盲管安裝完畢后,檢查接口是否滿足要求,并在驗收合格后開始鋪設土工布。在整平的混凝土面上鋪設土工布緩沖層,用射釘槍將射釘與熱熔墊片和土工布固定在初支混凝土表面上,熱熔墊片采用梅花形布設,布設間距仰拱為 60 80cm,拱墻為 40 50cm,2 幅土工布搭界長度不小于 10cm,每幅防水板搭接處布置 2 排熱熔墊片,呈矩形布設,保證接縫嚴密。

             

            4 防水板敷設及焊縫檢查

            防水板環向敷設,使用壓焊器將防水板熱熔在熱熔墊片上,2 幅防水板之間的搭界長度不小于 15cm,用自動熱合機雙焊縫焊接,焊縫寬度為15mm。仰拱敷設防水板時預留高度不小于 50cm,在仰拱襯砌施做完畢后方便與拱墻防水板焊接。敷設防水板時,應注意基面的平整度,及時調整防水板的松弛度,防止防水板敷設過緊,在澆筑混凝土時拉壞防水板。拱頂與邊墻防水板敷設完畢后,將邊墻下部防水板與仰拱預留防水板采用自動熱合機雙焊縫焊接。自動雙縫熱熔焊接機有溫度速度”2 個控制因素,焊楔溫度高時,焊機行走速度應快;焊楔溫度低時,焊機行走速度應慢;應由專業人員來負責防水板的焊接以保證焊縫的質量。

             

            防水板搭接縫的焊接質量應按充氣法檢查(即密封性檢查),用 5 號注射針頭與打氣筒相連,針頭處設壓力表,將打氣筒加壓至 0.25MPa 時,停止充氣,持壓力達 10min 以上,若壓力下降在 10% 以內,說明焊縫合格;如壓力下降過快,說明焊縫不嚴  [1]  。高速鐵路全包防水土工布 + 防水板安裝示意圖如圖 3 所示。

            5 聚氨酯保溫板

            顧杖子隧道位于嚴寒地區,隧道進洞段屬于淺埋段,為了避免隧道在后續的運營中出現襯砌混凝土凍脹現象,施工時在隧道拱墻第一層防水板與第二層防水板之間設置了厚 5cm 聚氨酯保溫板。

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            6 施工縫防水

            施工縫是隧道襯砌混凝土施工所產生的冷接縫,是一種工藝縫,其防水的重要性不言而喻,一直是隧道防水的重要環節。襯砌環向施工縫按每道間距 12m( 臺車長度 ) 設計,按照全環設置,仰拱施工縫應與拱墻施工縫位置對應??v向施工縫按 2道設置,洞口段 500m 范圍內,每 9 板臺車長度處設置 1 處溫度伸縮縫,防止由于溫度變化劇烈或混凝土凝結時的收縮影響而引起襯砌開裂。

             

            施工縫縱向采用中埋式橡膠止水帶 + 止水條,仰拱與拱墻之間等分設置,在澆筑仰拱混凝土之前,為保證止水帶順直采用 U 型卡固定止水帶,按每道間距 30cm 設置,U 型卡采用直徑 6mm 預制。在仰拱混凝土澆筑完成后強度達 2.5MPa 時,采用人工對縱向施工縫表面混凝土進行鑿毛,若采用機械鑿毛,強度應達到 10MPa,鑿毛后露出新鮮混凝土的面積不小于 75%。遇水膨脹止水條采用預留槽嵌入法施工,止水條不膨脹且固定牢固不上浮,襯砌混凝土振搗時不觸碰止水帶和止水條。環向采用中埋式鋼邊止水帶 + 背貼式橡膠止水帶 + 止水條,背貼式橡膠止水帶是隧道拱墻施工縫防水的重要防線,并與EVA防水板密貼刷膠,使隧道形成防水封閉區。背貼式橡膠止水帶與中埋式鋼邊止水帶形成聯合止水的效果,更好地避免了隧道施工縫處的滲漏水。拱墻溫度伸縮縫設背貼式橡膠止水帶 + 中埋式鋼邊止水帶 + 遇水膨脹止水條防水,仰拱溫度伸縮縫設中埋式鋼邊橡膠止水帶 + 上下 2 道遇水膨脹止水條防水。高速鐵路全包防水施工縫設置示意圖如圖 4所示。

             

             

            7 、可維護注漿管防水

             

            可維護注漿管注漿防水法是一種施工時預埋、施工完成后進行注漿的方法,主要用于隧道施工縫注漿堵漏。

             

            該隧道洞口段 500m 范圍內設計縱向及環向施工縫(含沉降縫、變形縫)均采用直徑 300mm 可維護注漿管,可維護注漿管采用硬質橡膠管,縱向、環向均設置于中埋式止水帶外側,使用“π”字型馬卡固定,可維護注漿管長度不小于 10m,在每板二襯側溝蓋板上面 20cm、120cm(應統一固定高度,整齊美觀)位置處各設置 2 10cm×10cm×10cm鋼板連接盒,每個連接盒四周采用 8 M22×100錨栓錨固,施工時應注意錨固質量。將可維護注漿管順著連接盒預留孔道引出至盒至少 20cm,引出的可維護注漿管應做好防護,避免損壞,影響后續注漿。

             

            在正式注漿前,先用清水進行試注漿,在檢查管路暢通的同時檢測滲漏處(以便估算注射漿使用量),對于大點的漏隙可以用快干水泥或環氧樹脂進行表面封堵后再注射,注漿從一側連接盒處可維護注漿管管口開始注,另一側連接盒的可維護注漿管管口張開,直到出現漿液,然后用鉗子使它卷曲固定進行封住。繼續注射直到泵能夠維持每套設備的壓力,即 0.2 0.4MPa(具體壓力值取決于混凝土的質量和施工縫的寬度),持壓 3min。關閉注射頭的閥門,取掉 1 個管口的鉗子,架起真空泵,用水管沖刷,清空注漿管管芯。注漿采用間歇注漿工藝,如果注漿的壓力在 3min 之內下降,那需漿液初凝約 3h 后重復注射。隧道注漿分為拱頂注漿和可維護注漿管注漿,注漿漿液應按照配比進行配置,并填寫注漿記錄。

             

            8 防水混凝土澆筑

             

            隧道二襯混凝土是隧道防水成功的關鍵,顧杖子隧道施工使用混凝土設計抗滲等級為 P8。

             

            現場施工時,當二襯防水混凝土運輸至現場后,首先查看配合比通知單與現場澆筑部位混凝土強度等級是否相同,然后測試其坍落度、含氣量、入模溫度是否符合要求,坍落度允許范圍為180 220mm,含氣量不低于 4%,夏季施工入模溫度不大于 30℃,冬季施工入模溫度不低于 5℃,每工作班至少測溫 3 [2] 。仰拱澆筑時采用溜槽澆筑,振搗采用插入式振搗棒;拱墻襯砌澆筑時采用泵送,混凝土澆筑時兩側分層對稱澆筑,控制相鄰高差不大于 50cm,振搗采用插入式振搗棒與二襯模板臺車上固定的附著式振搗器相結合,保證混凝土連續澆筑并密實,混凝土澆筑過程中現場應按照要求留取同條件養護試件,澆筑完成后要及時養護。

            通過全包型防水的設計理念及現場實際效果對比,其達到的效果及后續設計及施工建議如下:

             

            1)該施工技術解決了在嚴寒地區隧道淺埋段、特殊地質防水的技術問題,提高了防水施工的質量,隧道內幾乎干燥無水。

             

            2)全包型防水在施工縫處設置可維護注漿管,切實解決了隧道施工縫滲水問題,也為施工縫滲漏水提供了新的設計理念及思路。

             

            3)拱墻襯砌中施工加入聚氨酯保溫板,可以避免在嚴寒地區隧道施工中襯砌混凝土發生凍脹開裂掉塊;施工時初期支護中若有股狀水流,建議采用初支開槽預埋水管引流至排水盲管的施工方法,這樣可以避免滲水腐蝕混凝土。

             

            4)全包防水施工技術為高速鐵路后期正常安全運營奠定了堅實的質量基礎,大大降低了隧道后期運營因為滲漏水而出現的維修成本。

             

                隨著工礦條件越來越苛刻,施工難度加大,坍塌事件不斷發生,所以國家政策規定:在隧道施工中必須安置隧道逃生管材。洛陽正舉逃生管材選取超高分子量聚乙烯聚乙烯管材重量輕,易安裝易運輸,每米重69公斤,方便隧道內安裝,即使沒有大型機械,只需要簡單幾個人即可搞定。


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