隧道结构防排水施工工法

'隧道结构防排水施工工法1、前言隧道防排水是隧道施工中一个重要环节，在地下水富、涌水、渗漏水大的铁路工程等隧道中，衬砌渗漏水是隧道的主要病害，直接影响线路正常运营，更严重的是由于地下水长期腐蚀衬砌砼，造成衬砌裂缝。严寒地区隧道漏水会造成衬砌冻裂、掉块等病害。多年来人们采用排、堵方法，这种方法在整治上效果不太明显，不能彻底的根治，造成重复返工次数多，浪费材料及人工费，直接影响到施工企业的经济效益和社会效益。近年来，我们对隧道防排水施工进行了研究，认为以排为主，“防”“排”相结合，根据地下水的性质及发育程度，采取有针对性的防排水措施，水大处开槽埋管引水、全塑排渗软式透水盲沟，形成纵向，横向，环向和平面综合排水系统，有水地段铺设双层防水板（EVA防水板（厚1.5mm），背衬400g/㎡土工无纺布）达到防水可靠，排水畅通，经过实用，施工中应用收到了显著效果，我们对之进行了总结，充实和提高，形成本工法。2、工法特点2.1防水材料主要EVA防水板（厚1.5mm），背衬400g/㎡土工无纺布;φ50mm波纹管排水盲沟，目前市场销售量多，先检验后进货再提样验收，可确保材料质量，提高工程速度，施工设备简单，可以自备。2.2满足隧道衬砌防水可达到滴水不漏。2.3机具简单，可同衬砌平行流水作业，相互无干扰，经济效率显著。3、适用范围该工法不受气温和地区限制，公路、铁路引水等地下构筑物或隧道均可使用本工法。一般施工队伍经过短期培训都可施工。 4、工艺流程及施工要点4.1工艺流程下道工序施工准备防水板质量检查防水板作业台车就位基面检查处理（初期支护表面处理）环、纵向排水盲管安装出水面积较长集中出水较大处EVA防水板铺设单层防水板铺设双层防水板铺设充气检测部分散水区无纺布铺设隐蔽检查4.1.1施工前准备防水板使用前应检查防水板是否有变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，应进行抗张拉试验、防水试验和焊接抗拉强度试验，合格后方可使用；检查施工机械设备、工具是否完好无缺。4.1.2基面处理4.1.2.1吊挂防水板的作业平台车就位后，在铺设防水板前，要对隧道净空、 喷砼表面进行检查和整修，凡侵入衬砌内超过5cm的范围大于0.1m2/m2必须凿除或打眼放小炮(拱脚和墙脚以上1m内断面不得侵入衬砌)，以满足二次衬砌设计厚度及隧道净空要求，喷砼面应保持圆顺、个别凸岩石、锚杆头等其它尖状物要清除，不得有突出的钢筋及钢管头，并不得有大于3㎜的毛刺、尖棱（可锤平），并抹砂浆遮盖，保证施工中防水板不受损伤。对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平，找平材料为1：3砂浆加速凝剂进行修凿和找平，使其平整度满足D/L=1/6～1/10D--喷射混凝土两凸凹间凹进的深度；L--喷射混凝土相邻两凸面间的距离。此外，在断面变化或转变处的阴角用水泥砂浆抹成半径大于或等于15cm的圆弧，阳角抹成半径大于或等于5cm的圆弧。4.1.2.2、处理基面渗、漏水a根据现场有水段落的实际面积径向打设Φ42小导管，导管长度3m，间距1.0×1.0m，梅花型布置，并外露15cm。将散水汇流后经由Φ50聚乙烯塑料软管引流至水沟底部排出；在打设导管部位挂设∮8双层钢筋网片，网格间距25×25cm，网片层距12cm；挂网地段喷射C20混凝土18cm，以达到少量散水汇流的目的；拱墙集中出水点处打设φ50钻孔，钻孔深度30cm,插入φ50聚乙烯塑料软管,将股状水经由聚乙烯塑料软管引出,将聚乙烯塑料软管插入环向盲管,并加以固定,引至水沟底位置。b部分散水区，水流较小地段，可加密布设透水盲管，采用5cm长的锚固钉及防水板窄条或其他捆绑材料固定牢固，并使透水盲管紧贴岩面，与其最大间距不得大于5cm，锚固钉间距按50cm布置；且务必保证透水管无泥砂等杂物堵塞。 c对出水量较大位置，根据水量大小在基面上凿引水槽，外扣6mm厚钢板，钢板两侧打设锚杆用钢筋连接将钢板固定，挂网喷射C20混凝土4cm，以达到少量散水汇流的目的。水槽内用软管将水引排至水沟底与仰拱开槽埋设的钢管连接将水引至水沟，确保初期支护表面无明显渗漏水，且无空鼓、裂缝、松酥等现象，方可进入下道工序。如上图所示：4.1.3防水层铺设4.1.3.1缓冲层铺设a.先在隧道拱部标出纵向中线,使缓冲层垫衬基本与洞室轴线直交,留足基面凹凸部位的富有量,由两边墙向拱部铺设；b.用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平整順直地固定在基层上,固定点间距:一般拱部0.5～0.8m,边墙0.8～1.0m,底部1～1.5m,呈梅花形排列,并左右上下成型固定；c.缓冲层接缝搭接宽度不得小于50mm,一般仅设环向接缝,当场度不够时,设轴向接缝应确保上部(靠近拱部的一张)应由下部（靠近底部的一张）缓冲层压紧，并使缓冲层与喷混凝土表面密贴。4.1.3.2防水板铺设a.单层防水板铺设（a）铺设前进行精确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸， 尽量减少接头；（b）防水板采用环向铺设，从拱部向两侧边墙展铺，下部防水板硬压住上部防水板，松紧应适度并留有余量（一般实铺长度与弧度比值为10：8），保证防水板全面积均能抵到岩面；（c）防水板采用无钉铺设工艺，接缝采用爬行式热合焊机焊接，边铺边用热风焊枪使塑料垫圈融化与防水板粘结牢固；（d）分段铺设的卷材的边缘部位预留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护。b.双层防水板铺设防水施工时用射钉与防水板相配套的圆垫片将EVA防水板固定在基面上，环向铺至水沟位置。作为第一层防水，主要起引排水作用。然后再铺设第二层EVA防水板，铺设时采用热熔法手工焊接在塑料圆垫片上，焊接应牢固可靠。防水板最下沿应超出第一层防水板20cm左右，并向内侧卷起固定在基面上，内部布设纵向透水盲管，端头用四通接出，在出水面积较大时防水板两端各设一道环向透水盲管，用四通将环纵向连接，以达到排水效果。如右图所示：5、材料及设备5.1材料EVA防水板：1.5mm厚，2.5×30m；土工无纺布400g/㎡,4×100m；φ50mm波纹管；Φ50聚乙烯塑料软管；直缝焊钢管φ219×6mm；钢板φ6mm。 5.2施工工具配备见下表名称型号单位个数备注爬行式热合焊机TH501型台2热风焊枪DSH-C型把1电焊机BX1-400型台1电锤E38型台2射钉枪JD70C型台26、质量控制6.1防水板铺设和锚固用射钉枪将吊挂肋条锚固在喷砼面上，将防水板利用小型卷扬机提升到作业平台车上，以防水板的全幅中部对准隧道中线，根据防水板幅面大小，将防水板托起贴着喷砼表面铺设，并用热焊机将防水板焊在吊挂肋条的热融衬垫上，松紧适度，拱部固定点相距0.5m左右，边墙固定点间相距1.0m左右。6.2铺设长度：防水层一次铺设长度根据砼循环灌注长度确定，并领先衬砌施工2～3个循环。6.3防水板接缝焊接：防水板接缝焊接采用ZPR—210型爬行热合机双缝焊接，将两层防水板的边缘搭接，通过热熔加压而有效粘结。防水板搭接宽度短边不小于150mm，长边不小于100mm，焊缝宽度不小于10mm。竖向焊缝与横向焊缝成十字相交时（十字形焊缝），在焊接第二条缝前，先将第一条焊缝外的多余边削去，将台阶修理成斜面并熔平，修整长度＞12mm，以确保焊接质量和焊机顺利通过。焊接温度与电压及环境有密切关系，施焊前必须进行测试。6.4外观检查：防水板铺设应均匀连续，焊缝宽度不小于10mm，搭接宽度短边不小于150mm,长边不小于100mm ，焊缝应平顺、无褶皱、均匀连续，无假焊、漏焊、焊过、焊穿或夹层等现象。6.5焊缝质量检查6.5.1目测检查：用手将已固定好的防水板上托或挤压,检查其是否与喷射砼表面密贴,防水板有无破损、断裂、变色、小孔等,锚固点是否牢固,焊缝表面是否平整、光滑、有无波褶,焊缝有无烤焦、焊穿、假焊或漏焊,焊缝宽度是否符合设计.6.5.2焊缝质量检查：防水板搭接用热合机进行焊接，接缝为双焊缝，中间留出空隙以便充气检查，检查方法为：用5号注射针头与打气筒相连，针头处设压力表，将打气筒加压至100KPa时，停止充气，保持该压力达3min，压力下降幅度在20%以内不漏气，否则说明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊接缝上，产生气泡地方重新焊接，可用热风焊枪和电烙铁等补焊，直到不漏气为止。检查数量采取随机抽样的原则，每10条焊缝测试一条，为保证质量，每天每台热合机焊接应制取一个试样，注明取样位置、焊接操作者及日期，供试验检查之用。对搭接焊接及吊挂点焊缝进行检查，如有不符合质量要求者，应及时进行补焊处理，以满足质量要求。6.6附属洞室处铺设防水板时，先按照附属洞室的大小和形状加工防水板，将其焊在洞室内壁的喷锚支护上，并与边墙防水板焊接成一个整体。6.7灌注矮边墙之前必须留好纵横盲管及防水板，矮边墙外露防水板不得小于30cm。7、安全保证措施7.1落实安全生产责任制7.1.1全员负责，三级管理由班组长负责。7.1.2完善各项安全生产管理制度，针对各工序及各工种的特点制定相关的安全管理制度，并由各级安全组织检查落实。 7.1.3建立安全生产责任制，落实各级管理人员和操作人员的安全职责，做到纵向到底，横向到边，各自做好本岗位的安全工作。7.1.4严格执行逐级安全技术交底制度，施工前由安治部组织有关人员进行详细的安全技术交底。项目施工队对施工班组及具体操作人员进行安全技术交底。各级专职安全员对安全措施的执行情况进行检查、督促并作好记录。7.2．加强施工现场安全教育7.2.1针对工程特点，定期进行安全生产教育，重点对专职安全员、安全监督岗岗员、班组长及从事特种作业的爆破工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员进行培训和考核。7.2.2未经安全教育的管理人员及施工人员不准上岗。未进行三级教育的新工人不准上岗。变换工种或参加采用新工艺、新工法、新设备及技术难度较大的工序的工人必须经过技术培训，并经考试合格者才准上岗。7.2.3特殊工种的安全教育和考核，严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规则》执行。经过培训考核合格，获取操作证方能持证上岗。对已取得上岗证者，要进行登记存档规范管理。对上岗证要按期复审，并要设专人管理。7.2.4通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想，提高职工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全操作规程，做到：不违章指挥、不违章操作、不伤害自己、不伤害他人，不被他人伤害，确保自身和他人安全，提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。7.2.5认真执行安全检查制度 项目经理部要保证检查制度的落实，规定定期检查日期、参加检查的人员。作业班组实行每班班前、班中、班后三检制，不定期检查视工程进展情况而定，如：施工准备前、施工危险性大、采用新工艺、季节性变化、节假日前后等时要进行检查，并要有领导值班。对检查中发现的安全隐患，要建立登记、整改制度，按照“三不放过”的原则制定整改措施。在隐患没有消除前，必须采取可靠的防护措施。如有危及人身安全的险情，必须立即停工，处理合格后方可施工。8、环保措施8.1环境保护法规的学习教育由项目经理负责对项目经理部的领导层、管理层和作业队负责人进行环境保护法规的学习教育。主要学习由国家颁布的“环境保护法”、“水土保持法”、“水污染防治法”、“大气污染防治法”、“野生动物保护法”、“矿产资源法”等。8.2组织管理8.2.1实行由项目经理部负责领导、部室分工管理、监督指导，作业队具体实施的环境管理体制。8.2.2建立从项目经理、副经理、总工程师到各专业人员环境保护责任制度，分工负责。8.3环境保护实施计划8.3.1实行环境保护计划制度。环境保护计划包括工程区段或工点施工的生态保护、生产作业或生活区的控制污染的标准、办法、实施的时间及其它有关要求。8.3.2环境保护计划作为施工计划的组成部分，随同施工计划同时编制，同时下达和实施。在检查施工计划的同时检查环保计划完成情况，解决存在的问题。8.4生态环境保护8.4.1基本要求：严格执行国家和地方生态环境保护法规。按设计要求对水源保护地、森林、和野生动物及其栖息地有意识地保护，将不利影响降到最低限度。8.4.2水资源、自然水流形态的保护。坚决执行“中华人民共和国水污染防治法”，防止水污染。 8.4.3水土保持8.4.3.1坚决执行“中华人民共和国水土保持法”，做好施工的水土保持。8.4.3.2认真执行当地区域水土保持规划9、效益分析10、工程实例x(xx)x(xx)高速公路xx隧道全长4025m,设计要求在2次衬砌与初期支护之间全断面铺设EVA防水板及无纺布,他们采用以排为主，“防”“排”相结合，防水板无锚钉铺设技术施工平均月铺170m,最高达到276m,完全做到了与全液压衬砌台车同步作业,该隧道于2000年12月底衬砌完成,经过一个雨季的考验,完全达到了规范和合同的要求,隧道拱部和边墙及各种预留洞室、施工缝等均未发现渗水.'