摘 要:結合重慶輕軌大坪隧道的施工實踐,全面介紹淺埋特大跨隧道的防排水設計與施工,包括防水板、防水混凝土、施工縫、沉降縫及大拱腳等防排水技術要點,為淺埋特大跨隧道的防排水設計與施工提供了有益的 參考 。
關鍵詞:特大跨隧道;防水排水;設計施工
隨著城市基礎建設的 發展 ,地下工程建設項目在各大城市日趨增多,但防水 問題 一直是困擾地下工程的難題之一。由於防水問題解決不好,帶來許多麻煩:一些滲漏水嚴重的地下工程(地鐵隧道、車站)不得不多次治水、修補,給 企業 、國家造成巨大的 經濟 損失和 社會 影響 。本文作者結合重慶輕軌大坪隧道的施工,在相關 文獻 的基礎上認為隧道的防水是完全能達到設計防水要求的。
重慶市輕軌較新線一期工程於2000年開始修建,已於2004年下半年建成通車。該線上的大坪隧道是全線的控制性工程之一。隧道埋深較淺,洞頂岩體厚4~15m,圍岩節理髮育,有較豐富的裂隙水,成洞條件差,屬淺埋、超淺埋隧道。道岔段開挖跨度為27.2m。車站段開挖跨度26.3m,高為19.4m,斷面面積430m3。設計為大拱腳,薄邊牆結構。隧道內設站內結構,有照明、通風、通訊、消防、屏蔽門等設備,預留洞室,預埋管線種類數量繁多。站內設施完成後要進行精裝修。故隧道對防排水質量要求很高,隧道設計為一級防水,為確保隧道襯砌表面、安裝設備孔眼內及底板面不滲、不漏,採取了相應的防排水措施。
1 綜合防排水設計
大坪隧道綜合防排水系統按"以排為主、防、排、堵相結合"的原則進行設計如圖1。
1.1 排水設計
由於隧道埋深較淺,開挖跨度較大,地下水發育,隧道底板設四道排水溝,溝底拱坡為3%,匯流洞內流水。初期支護與防水板之間設Φ50環向彈簧軟式透水管,設置間距為6m,局部水量大時可適當增加。
在隧道兩側牆腳初期支護與二次襯砌之間分別Φ80彈簧軟式透水管作為縱向排水,環向透水管與縱向透水管相接處採用三通管相連接,在縱向排水管與水溝之間用Φ80硬塑管相連(如圖2),使圍岩的裂隙水經環向透水管、縱向排水管及橫向引水管引至隧道邊溝排出洞外。
1.2 防水措施
在初期支護與二次襯砌之間設EVA高強度型合成樹脂防水卷材,土工布設置在防水卷材與噴射混凝土層之間,其作用兼作襯砌背排水層及緩衝層。二次襯砌採用防水等級為P8的混凝土,工作縫設置BW-96型遇水膨脹橡膠止水條(20×15mm),沉降縫、變形縫處設置E5型橋式橡膠止水帶(290×Φ25×R25×10mm)。
2 防排水施工技術
2.1 排水系統
環向排水管設在噴射混凝土面與無紡布之間,一班地段每道設一根,遇水量較大地段設置2根,先將軟式透水管用長5cm的Φ12膨脹螺釘及細格鐵絲網錨固在噴射混凝土面上如圖3,錨固板條的間距為50cm。
施工技術要點:
(1)鋪設前,先測量長度,修整基面。若砼噴面不光滑或有凸出的鐵線、鋼管架,應進行整修處理。
(2)安裝時應保證環向排水管順直且與岩面密貼、固定牢。
(3)拱部施工時將排水盲管預留至邊牆下,端部用無紡布包裹,防止進水泥漿,便於邊牆施工時接長。
(4)將環向排水管通過三通管接入縱向排水溝。
2.2 防水系統
2.2.1 防水板鋪設
詳細檢查初期支護表面,清除鋼筋頭、網片、鐵絲等凸出、尖銳物體,防止將防水板刺破或損壞。檢查噴面是否平整,平整度應符合1/10<D/L<1/6的要求(式中D為初期支護的基層相臨兩凸面凹進去的深度,L為初期支護的基層相臨兩凸面之間的距離)如平整度不符合要求應採用砂漿找平。
經檢查初期支護表面符合要求後先鋪設無紡布,無紡布緊貼噴射混凝土面平鋪,用射釘槍固定,固定釘與無紡布間設熱熔襯墊;無紡布鋪設好後在隧道內拱頂彈出中心線,將預先卷好的EVA防水卷材貼噴射混凝土面環向展開。縱向採用無釘連接,前後兩圈EVA搭接及焊接寬度不小於10cm,採用手動熱熔接器雙道粘合,留加壓孔道;環向將EVA樹脂防水卷材,鋪在無紡布外,並用手動熱熔接器在熱熔襯墊處將EVA與無紡布連接。
鋪設技術要點;
(1)合理確定防水板的鬆緊程度,留出一定的富餘量,尤其是拱頂的部位,防止在灌注混凝土時拱頂的防水板繃緊,造成混凝土封頂厚度不夠或由於泵送混凝土的壓力破壞防水板;
(2)相臨兩幅防水板的弔掛鬆緊度要一致便於焊接;
(3)新鋪的防水板與已鋪的防水板對正、對齊,如有偏差採用裁紙刀切割。
2.2.2 接縫焊接
防水板的搭接寬度≥10cm,用SYW-B型自動調溫電熱式雙道塑料熱焊機焊接,焊機採用上下雙金屬網花施壓輥,由雙鏈條、雙鏈輪驅動,用螺絲彈簧杆調整工作壓力,,能夠焊接不同厚度的防水卷材。焊接時由中央電熱楔將兩防水層加熱熔化,然後由上下驅動施壓輥壓在一起。焊縫寬度不得小於10cm。對於不能適用熱焊機焊接的邊角及急需修補的地方可採用偏噴嘴熱風焊槍焊接。焊槍通過焊嘴吹熱風加熱,使防水板達到熔融狀態,然後用壓輥加壓,使兩片防水板熔貼在一起。
焊接技術要點;
(1)焊接防水板前取樣進行實驗,以確定合適的焊接溫度、速度。經實驗1.5mm厚EVA高強度合成樹脂防水卷材焊接溫度為450~500℃,速度在1~2擋之間。
(2)焊接前用棉紗清理焊口,必要時進行拋光,做到無水、無塵、無油污,確保焊口乾凈。
(3)熱焊機必須使用穩壓器,確保工作電壓恆定。
(4)一條焊縫一次完成。
(5)縱橫向交接時應避免出現十字焊縫。相臨兩幅防水板應交錯鋪設,交錯距離不得小於80mm,以保證防水板的所有接縫為三層搭接的T字形。焊接T字形的接頭處,應先將一側的兩幅防水板焊接好,用裁紙刀將焊縫兩側小邊裁去,用熱風焊槍將錯台熔平再與另一幅焊接。
(6)發現虛焊、漏焊時必須切開焊縫,用熱焊槍對切開的損傷部位用大於破損直徑一倍以上的母材補焊。修補材料的接觸面必須用砂輪機磨光。
關鍵詞:特大跨隧道;防水排水;設計施工
隨著城市基礎建設的 發展 ,地下工程建設項目在各大城市日趨增多,但防水 問題 一直是困擾地下工程的難題之一。由於防水問題解決不好,帶來許多麻煩:一些滲漏水嚴重的地下工程(地鐵隧道、車站)不得不多次治水、修補,給 企業 、國家造成巨大的 經濟 損失和 社會 影響 。本文作者結合重慶輕軌大坪隧道的施工,在相關 文獻 的基礎上認為隧道的防水是完全能達到設計防水要求的。
重慶市輕軌較新線一期工程於2000年開始修建,已於2004年下半年建成通車。該線上的大坪隧道是全線的控制性工程之一。隧道埋深較淺,洞頂岩體厚4~15m,圍岩節理髮育,有較豐富的裂隙水,成洞條件差,屬淺埋、超淺埋隧道。道岔段開挖跨度為27.2m。車站段開挖跨度26.3m,高為19.4m,斷面面積430m3。設計為大拱腳,薄邊牆結構。隧道內設站內結構,有照明、通風、通訊、消防、屏蔽門等設備,預留洞室,預埋管線種類數量繁多。站內設施完成後要進行精裝修。故隧道對防排水質量要求很高,隧道設計為一級防水,為確保隧道襯砌表面、安裝設備孔眼內及底板面不滲、不漏,採取了相應的防排水措施。
1 綜合防排水設計
大坪隧道綜合防排水系統按"以排為主、防、排、堵相結合"的原則進行設計如圖1。
1.1 排水設計
由於隧道埋深較淺,開挖跨度較大,地下水發育,隧道底板設四道排水溝,溝底拱坡為3%,匯流洞內流水。初期支護與防水板之間設Φ50環向彈簧軟式透水管,設置間距為6m,局部水量大時可適當增加。
在隧道兩側牆腳初期支護與二次襯砌之間分別Φ80彈簧軟式透水管作為縱向排水,環向透水管與縱向透水管相接處採用三通管相連接,在縱向排水管與水溝之間用Φ80硬塑管相連(如圖2),使圍岩的裂隙水經環向透水管、縱向排水管及橫向引水管引至隧道邊溝排出洞外。
1.2 防水措施
在初期支護與二次襯砌之間設EVA高強度型合成樹脂防水卷材,土工布設置在防水卷材與噴射混凝土層之間,其作用兼作襯砌背排水層及緩衝層。二次襯砌採用防水等級為P8的混凝土,工作縫設置BW-96型遇水膨脹橡膠止水條(20×15mm),沉降縫、變形縫處設置E5型橋式橡膠止水帶(290×Φ25×R25×10mm)。
2 防排水施工技術
2.1 排水系統
環向排水管設在噴射混凝土面與無紡布之間,一班地段每道設一根,遇水量較大地段設置2根,先將軟式透水管用長5cm的Φ12膨脹螺釘及細格鐵絲網錨固在噴射混凝土面上如圖3,錨固板條的間距為50cm。
施工技術要點:
(1)鋪設前,先測量長度,修整基面。若砼噴面不光滑或有凸出的鐵線、鋼管架,應進行整修處理。
(2)安裝時應保證環向排水管順直且與岩面密貼、固定牢。
(3)拱部施工時將排水盲管預留至邊牆下,端部用無紡布包裹,防止進水泥漿,便於邊牆施工時接長。
(4)將環向排水管通過三通管接入縱向排水溝。
2.2 防水系統
2.2.1 防水板鋪設
詳細檢查初期支護表面,清除鋼筋頭、網片、鐵絲等凸出、尖銳物體,防止將防水板刺破或損壞。檢查噴面是否平整,平整度應符合1/10<D/L<1/6的要求(式中D為初期支護的基層相臨兩凸面凹進去的深度,L為初期支護的基層相臨兩凸面之間的距離)如平整度不符合要求應採用砂漿找平。
經檢查初期支護表面符合要求後先鋪設無紡布,無紡布緊貼噴射混凝土面平鋪,用射釘槍固定,固定釘與無紡布間設熱熔襯墊;無紡布鋪設好後在隧道內拱頂彈出中心線,將預先卷好的EVA防水卷材貼噴射混凝土面環向展開。縱向採用無釘連接,前後兩圈EVA搭接及焊接寬度不小於10cm,採用手動熱熔接器雙道粘合,留加壓孔道;環向將EVA樹脂防水卷材,鋪在無紡布外,並用手動熱熔接器在熱熔襯墊處將EVA與無紡布連接。
鋪設技術要點;
(1)合理確定防水板的鬆緊程度,留出一定的富餘量,尤其是拱頂的部位,防止在灌注混凝土時拱頂的防水板繃緊,造成混凝土封頂厚度不夠或由於泵送混凝土的壓力破壞防水板;
(2)相臨兩幅防水板的弔掛鬆緊度要一致便於焊接;
(3)新鋪的防水板與已鋪的防水板對正、對齊,如有偏差採用裁紙刀切割。
2.2.2 接縫焊接
防水板的搭接寬度≥10cm,用SYW-B型自動調溫電熱式雙道塑料熱焊機焊接,焊機採用上下雙金屬網花施壓輥,由雙鏈條、雙鏈輪驅動,用螺絲彈簧杆調整工作壓力,,能夠焊接不同厚度的防水卷材。焊接時由中央電熱楔將兩防水層加熱熔化,然後由上下驅動施壓輥壓在一起。焊縫寬度不得小於10cm。對於不能適用熱焊機焊接的邊角及急需修補的地方可採用偏噴嘴熱風焊槍焊接。焊槍通過焊嘴吹熱風加熱,使防水板達到熔融狀態,然後用壓輥加壓,使兩片防水板熔貼在一起。
焊接技術要點;
(1)焊接防水板前取樣進行實驗,以確定合適的焊接溫度、速度。經實驗1.5mm厚EVA高強度合成樹脂防水卷材焊接溫度為450~500℃,速度在1~2擋之間。
(2)焊接前用棉紗清理焊口,必要時進行拋光,做到無水、無塵、無油污,確保焊口乾凈。
(3)熱焊機必須使用穩壓器,確保工作電壓恆定。
(4)一條焊縫一次完成。
(5)縱橫向交接時應避免出現十字焊縫。相臨兩幅防水板應交錯鋪設,交錯距離不得小於80mm,以保證防水板的所有接縫為三層搭接的T字形。焊接T字形的接頭處,應先將一側的兩幅防水板焊接好,用裁紙刀將焊縫兩側小邊裁去,用熱風焊槍將錯台熔平再與另一幅焊接。
(6)發現虛焊、漏焊時必須切開焊縫,用熱焊槍對切開的損傷部位用大於破損直徑一倍以上的母材補焊。修補材料的接觸面必須用砂輪機磨光。
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