晋焦高速公路隧道防排水工程设计与施工工艺

1、第3期(总第125期桥隧工程山西交通科技No . 3晋焦高速公路隧道防排水工程设计与施工工艺赵树森侯军(晋城公路分局 (晋焦高速公路监理总部摘要公路隧道渗漏水, 已成为公路工程十大通病之一, 如何解决好隧道在运营期间的涌突水、淋水、滴渗水问题是工程设计与工程施工都应注意的一个关键环节。根据晋焦高速公路的实际情况, 着重介绍晋焦高速公路隧道防排水工程设计与施工工艺。关键词隧道防排水设计施工分类号U 453. 6+1晋焦高速公路全长31. 56km , 有隧道20座, 折合单洞长20. 783km , 全部穿越地质条件复杂地段。其中牛郎河特长隧道双线长7850m , 北石瓮长隧道双线4725m ;

2、 全线隧道长度占工程总里程的1 3。1防排水工程设计这个复杂的系统工程防水可靠, 排水畅通。1. 1原设计总体情况本工程全线隧道防排水设计总体是:1. 1. 1盲管设置沿隧道每10m 设一道50mm 的竖向排水盲管, 隧道两侧墙底设置100mm 纵向盲管贯通隧道。竖向排水盲管与纵向排水盲管相连。排水盲管均采用第三代软式透水管, 其性能参数见表1。要保证在运营期间隧道内不渗不漏基本干燥的要求, 本工程防排水系统是以排为主, 采用防、排、堵、截相结合的综合治理的原则, 形成完整的防排水体系; 使普通土5000m 3, 硬土3000m 3; 可调入本段的远运利用方为2000m 3天然方(按普通土计算

3、 。对上面的数量, 可做如下分析:本桩号利用方:10001. 23+50001. 16+30001. 09=7876m 3(压实方远运利用方为:20001. 16=1724m 3(压实方 借方:12000-7876-1724=2400m 3(压实方弃方:1000m 3(天然方通过这个例子, 我们对定额中规定的换算系数有了较深刻的感性认识, 在今后的工作中, 应引起足够的重视, 不要因忽略换算系数而导致路基土石方数量计算失误。上面分两种情况讨论了路基土石方数量计算时易疏忽的问题, 不当之处, 望各位同行指正。收稿日期:1999204221Coun ti ng of Quan tity of Cu

4、b ic M eter of Earth and Stone of SubgradeHe L ix i aHao Hongwe i(Shanx i Prov i nc i a l School of Co mm un ica tion s (Heb i H ighway Ad m i n istra tion of Henan Prov i nce Abstract T he editi on of “H ighw ay Engineering B udget Q uo ta ”in 1992exp lained the coun ting of quan tity of cub ic m e

5、ter of earth and stone of subgrade . T he p ap er fu rther exp lained the coun ting .Key words Cub ic m eter of earth and stone Q uan tity D esign Secti on Conversi on Facto r作者简介何丽霞:女, 1968年5月生, 1989年毕业于西安公路学院, 讲师。030031, 太原市武宿, 山西省交通学校郝红卫:男, 1966年9月生, 1989年毕业于西安公路学院, 工程师。458000, 河南省鹤壁市公路管理总段18山西交通

6、科技1999年第3期表1第三代软式透水管性能参数表1. 1. 3止水带设置透水系数-1-11. 1. 2防水板设置在初期支护和二次衬砌之间全断面铺挂1. 2mm22. 0mm 厚防阻燃型橡胶防水板及300g c m 400g c m 土工布。2对工作缝、伸缩缝及沉降缝处均设JJ -1-651型环向橡胶止水带, 不用卡子。1. 1. 4排水沟设置隧道两侧设纵向排水沟、流水断面30c m 30c m , 纵坡同隧道设计纵坡。衬砌后横向排水盲管通过洞内复合式初砌采用1. 22. 0厚的J s -18防水22板防水, 选用西飞300g 第c m 400g c m 土工布、三代软式透水管排水。明洞段采用

7、三油二毡或PV C 板加土工布及粘土隔水层防水, 干砌片石盲沟及软式透水管排水。100mm 的PV C 管或铸铁泄水管与排水沟连通。1. 1. 5洞外排水隧道进出口端洞门顶均根据地形、边仰坡坡口位置设置有浆砌片石截水沟(天沟 , 截水沟距离坡口不小于5. 0c m , 沟帮用培土夯实。边、仰坡施工放线后, 即应先实施截水沟, 待其修成后才可开挖边、仰坡。见图1, 隧道排水平面布置图。图1隧道排水平面布置图1. 1. 6抗渗砼1. 2变更设计后总体情况在硬质围岩和少(缺 水段, 可采用抗渗二次模筑砼, 以提高防水效果。抗渗砼用一般硅酸盐水泥加入由山西省万荣县建华化工厂生产的BR -3型增强防水剂

8、, 设计抗渗标号大于S 8, 其掺入量、施工工艺和方法按BR 型增强防水剂施工方法办理。BR 型增强防水剂主要技术指标应达到:外观:灰白色; 含毒检测:无毒、无味; 细度:过0. 08mm 标准筛, 筛余量:10%; 含水量:2%; 安全性:煮蒸法检测, 合格; 耐腐蚀:经盐酸浸泡, 28d 损失S 8。1 水灰比:采用0. 5(泵送砼 ;2 用水量:167kg (达饮用水标准 ; 3 普通425#水泥:330kg ;4 粉煤灰用量:50kg (水泥用量的15% ; 5 碎石用量:1000g (干净无杂物 ; 6 人工砂用量:820kg ;7 减水剂用量:水泥用量的1%(RC 型多功能高效 。

9、由于各地区的粗、细集料的质量差异很大, 因此, 隧道施工单位在砼模筑前必须送料到有资格的试验室做标准砼配合比设计。1. 3不同的防水类别采取不同的措施表4不锈钢止水带的橡胶物理性能1234项目邵氏硬度 度拉伸强度 定伸永久变形热最大拉伸强度变化率空气7072h 最大扯断伸长变化率老化邵尔A 硬度变化 度压缩永久变形(7022 镀锌钢板与橡胶粘接力 回弹性耐介质重量变化(H 2O :室温144h (10%室温72 密度 g c m360518500%25%-15%-15%+530%640%4%4%-401. 35567891011表5不锈钢止水带的外观质量要求缺陷名称1气泡2杂质345678止水

10、带部分直径不大于1的气泡, 每不允许超过3处面积不大于4mm 2的气泡, 每m 不允许超过3处“海绵”现象。高度不大于1. 5接缝缺陷不允许有裂口吸的凸起每不超过2处止水带中心部分不允许, 两边允许有深度不超凹痕过0. 5mm , 面积不大于5mm 2中孔偏心中心孔周边对称部位厚度差不超过1裂缝钢板与橡胶粘接处不允许有裂缝刷胶缺陷钢板与橡胶粘接处胶粘剂不允许超过橡胶4mm 钢板接缝不少于4只铆钉, 不允许有裂缝根据晋焦高速公路所处的地理位置及所处地质状况, 将隧道防水划分为4类, 对不同的类别采用不同措施, 使之达到不渗不漏, 保证隧道基本干燥, 延长隧道的使用寿命。1. 3. 1第1类表现为

11、涌、突水段。采取的措施是用透水管、排水板、防水板三者相结合的办法, 衬砌使用抗渗砼, 同时还需结合围岩加固处理。见图2。1. 3. 2第2类表现为淋水段。即围岩渗漏并呈大面积线状滴水。采取的措施是用排水板、防水板二者相结合的办法, 衬砌使用抗渗砼。见图3。1. 3. 3第3类表现为滴、渗水段。即围岩渗漏呈断续状滴水。采取的措施是在渗漏段设置防水板, 衬砌使用抗渗砼。见图4。d 衬砌后横向排水盲管全部通过100mm 的PV C 管与排水沟连通, 取消铸铁泄水管。对于纵向设置的透水管要求安装顺适, 安装好后, 外用碎石填充(反滤层 避免浇筑砼时严重堵塞。接纵向透水管及电缆槽排水管要伸入排水沟一定长

12、度, 保证排水直接注入排水沟内。1. 2. 2二次衬砌砼 图4滴水段防水工程设计图1. 3. 4第4类表现为无水段。衬砌使用抗渗砼, 抗渗标号大于S 8。上述第1、2、3类防水段和 、 类围岩段, 衬砌施工缝和沉降缝, 全部采用不锈钢止水带; 另外, 不论这3类中哪类和第4类交错时, 所设置防水板要搭接掺入无水段不少于15m 的长度。第4类, 衬砌施工缝和沉降缝用橡胶止水带。应急停车带防水设置根据上述判别类别, 视具体情况设置。2防排水工程施工工艺要求隧道的水害、冻害是由洞内、洞外的多种条件决定的, 也是由设计、施工质量决定的, 它的影响因素十分复杂, 所以决不能靠单一的办法就能奏效, 要真正

13、做到外畅内密、内实外光、防水不渗, 还必须狠抓施工程序, 强化质量意识, 才能使“不漏不渗”的目标落到实处。见图5, 隧道衬砌与防排水施工工艺流程图 。2. 3隧底回填做调平层有隧底回填的地段, 先用片石砼回填, 再安装排水沟内侧边墙模板, 然后一次性浇筑排水沟内侧边墙和调平层。施工时, 要彻底清除隧底松散石渣, 认真按设计控制调平层顶面标高、横坡度和平整度; 待调平层砼强度达到95%后, 才能开放交通。2. 4设横向排水管在第1类防水段处增设排水管, 使环向透水管能直接将水排到排水沟内, 然后再安装排水沟外边墙模板(电缆沟底平台边模板 。设置横向排水管时应注意, 保证出水管口在排水沟外边墙中

14、部, 进水管口放置平台顶面与岩壁交合处的根部; 对有环向透水管时, 用横向排水管套住环向透水管出口段, 确保排水顺畅。2. 5浇筑电缆沟底平台砼必须在靠近岩壁的平台顶面做纵向透水管安装用的半圆形沟槽。浇筑时, 应注意不要让砼流入横向排水管内, 以防堵塞排水管; 另外, 必须保证纵向透水管沟槽做得顺适圆滑。2. 6设置纵向透水管在第2类防水段设置排水板, 第1、2、3类防水段设置底部防水板, 第4类防水段设置0. 5c m 碎石反滤层。纵向透水管必须放入半圆形沟模内, 并将排水管口削成能与透水管吻合的斜口子, 使二者搭接紧密。排水板必须安装牢固、顺适, 直达纵向透水管。防水板的安装要宁松勿紧、宁

15、长勿短, 必须将粘接边朝上, 下边要将纵向透水管盖严, 以防砼浆漏入透水管; 挂防水板的吊钩外露长度不超过2c m , 尖头弯起朝向岩壁, 避免刺破防水板; 碎石反滤层的铺设, 应能包裹住纵向透水管, 不使砼流入为宜。2. 7立模、浇筑边墙基础立模位置及标高放线要准确, 支撑要牢固; 浇筑图5隧道衬砌与防排水施工工艺流程图2. 1隧道开挖开挖时应按照不同围岩类别断面尺寸, 准确布置外轮廓周边眼, 施工时努力做到“多打眼、少装药”, 使爆破后凸凹起伏不大, 形成率达到85%以上, 不得有欠挖和过多超挖, 确保衬砌厚度的均匀性。施工过程中, 应将拱部、墙部尖锐凸石打掉, 保证岩面圆滑、大致平整,

16、以利于排水材料的铺设; 底部岩面起伏应在允许误差值(0mm , -50mm 之间, 过爆的应用片石砼回填, 保证路面调平层厚度一致, 使水泥砼路面板受力均匀。2. 2做排水沟底按照设计图严格控制底板平面位置和标高, 并检平、清净基坑, 保证砼浇捣密实, 不允许漏水。时, 不得将设置好的防排水设施移位或损坏, 同时要防止砼流入防排水设施内部, 以免影响防排水系统正常工作。2. 8基础以上排水板、防水板的挂设采用“由上到下”、“试铺定位”的方法来挂设防排水板, 这样就能较准确地预留防排水板的松驰量, 防止出现因松驰量预留不准而造成浪费防排水板或拉断。吊带重铺防排水板。防水板的环向缝和底部缝要粘接,

17、 粘接宽度不小于10c m , 要求粘接紧密、牢固, 有利于防排水板铺设质量的提高, 见图6, 防水板铺挂过程图。2. 9设置预留洞室和预埋件预留洞室和预留件要定位准确, 防水板要铺设密贴, 见图7, 洞室部位防水板铺设图。22 山西交通科技1999 年第 3 期 表 6隧道初期支护挂防排水板前外观质量标准 项次 检查项目 允许值或质量要求 1 喷混凝土质量 经检验合格, 无开裂、 无剥落 2 锚杆质量 经检验合格 3 外露的锚杆头、 钢筋网头齐根切除并用水泥砂浆抹平 4 表面平整度 无明显凹凸不平, 矢高比弦长不大于 1 6 5 环向排水管 按设计要求设置 6 纵向排水管 按设计要求设置,

18、连接牢固 表 7隧道洞身防排水板铺设质量标准 图 6防水板铺挂过程图 项次检查项目 允许值或检查频率 1 搭接宽度大于 10 cm , 逐环检查, 二次衬砌分段抽查全长的 5% 2 焊缝宽 不小于 2 cm , 逐环检查, 二次衬砌分段抽查全长的 5% ( 假焊、 烤焦、 焊穿处用塑料片粘贴覆盖 外观及工 ( 1 焊接无漏焊、 3 2 固定塑料板的钢钉与钢钉间塑料板不紧绷, 板面与砼 艺要求 面密实 从而为提高防排水板的铺设质量打下良好的基础。 要求施工单位推行操 c 加强检查力度, 严把质量。 作人员自检, 班组之间互检, 质检人员专检, 监理工程 师抽检, 合格后方可进行下一道工序作业。

19、此外, 各级 质检人员还应采取多种手段并用的方法, 如现场取试 件做抗渗性或抗拉强度试验; 检查施工过程中看是否 有漏焊、 烤焦的现象, 是否有扎穿的痕迹或拉断吊带后 出现小洞的现象, 是否有松驰量预留不足等现象。 只要 发现类似情况, 必须立即采取补救措施, 直到合格为 止。 d 加大管理力度, 每个关键部位和工序必须坚持 旁站检查, 及时消除施工隐患。 4结论 图 7洞室部位防水板铺设图 2. 10固定端头模板设置止水带 要求止水带在二次衬砌砼厚度的中心位置环向设 置, 止水带的环向中心线与施工缝重合, 并要求连续无 断缝。 在整个施工过程中要保证止水带无破损、 断裂。 2. 11浇筑砼、

20、 拆模 在完成上述工作, 检查合格后, 便可进行二次衬砌 砼浇筑工作。 在浇筑时, 切勿戳破排水板和防水板; 拆 模时, 更要小心以防损伤止水带和防水板。 3质量保证措施 3. 1质量检验标准 隧道最终防水标准是洞身衬砌不渗不漏, 已完工衬 砌地段基本干燥。 为此, 晋焦高速公路监理总部在深入 调查研究的基础上制定了 隧道初期支护挂防水板前外 ( 观 质量标准 见表 6 ,隧道洞身防水板铺设质量标 ( 准见表 7 , 对防排水工程质量作了具体的规定。 3. 2质量保证措施 a 施工单位必须建立健全防排水板铺设 Q C 小 隧道防排水失效的危害极大, 随着人们认识的逐 渐加深, 防治病害的研究和

21、实践将愈来愈多, 笔者结合 晋焦路隧道防排水设计与施工的实际谈几点建议: a 必须将隧道防排水当作一个系统工程来对待, 首先设计、 施工、 监控三到位。 工作 b 现在, 我国隧道防排水材料的使用年限、 环境, 使用性能不同, 因而防水效果也不相同, 建议科 技人员在研究防水材料时, 要统筹考虑隧道的工作环 境、 特点。 c 提高施工队伍素质, 完善质量自检体系, 监理必 须严把每道工序关, 严格工序签认程序, 保证施工质 量, 即使有了新技术, 新材料, 新工艺, 不严格执行操作 规程, 也无法保证施工质量。 d 吸收总结先进经验, 使隧道防排水这个复杂系 统的设计合理化、 科学化, 尽快将

22、施工检测和验收标准 化、 规范化。 收稿日期: 1999203226 组, 积极开展 Q C 活动。 同时, 对员工进行防排水施工 质量意识教育, 消除旧观念的影响, 彻底否定 “隧道衬 砌渗漏是常事” 等错误观点。 b 抓好光面爆破, 初期支护等相关工序的质量, 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 第 3 期 ( 总第 125 期 1999 年 6 月 山西交通科技 SHANX I SC IENCE & TECHNOLO GY O F COMM UN ICAT I NS O No. 3

23、 June 无粘结预应力空心板梁施工技术 卫红发 ( 铁道部第十七工程局二处 摘要结合东线公路 16 m 预应力空心板梁工程实例, 较为详细地介绍了无粘结预应力 空心板梁施工的优特点、 关键技术、 施工程序、 工艺操作要点及质量控制等内容, 并于其他传统 的施工方法做了分析比较。 关键词高速公路无粘结筋预应力混凝土梁施工技术 分类号U 445 引言 随着我国公路事业的迅速发展, 预应力混凝土在 公路桥梁中也得到广泛使用, 尤其在高等级公路。 中、 小跨径预应力空心板梁在公路桥梁应用中量大、 面广, 其传统采用先张法施工, 需要庞大的台座设备, 但由于 公路桥梁施工工点分散, 施工现场制作构件有

24、困难。 若 预制场预制, 构件运往施工现场, 又要耗费大量运费。 采用后张法施工, 则需埋管、 压浆等工序, 工艺复杂, 制 作困难。 近年来, 国外发展起来的高效预应力砼技术, 已经 成为现代工程建设的重要结构材料和高新技术, 无粘 结预应力砼技术是高效预应力砼的重要组成部分。 施 工中的无粘结筋, 可如同普通钢筋一样按设计要求铺 设在模板内, 然后浇筑混凝土, 待混凝土达到设计张拉 强度后, 利用无粘结筋在结构内可纵向滑动的特性, 进 行张拉锚固, 借助两端锚具达到对结构产生预应力的 效果。 我局承建的海南东线高速公路 ( 左幅 扩建工程海 口至三亚段, 是国家重点工程, 也是海南人民开发旅游 业资源, 发展热带高效农业的黄金通道、 绿色走廊。 该 项工程的承建具有工期紧、 技术工艺新等特点, 其中我 局施工段有 3 座汽车通道桥、 座互通立交桥和 1 座 1 分离式立交桥, 采用预应力空心板, 桥跨分别为 16 m 、 13 m 、 m , 共计 76 片。 原设计为先张法预应力空心 10 板, 后因需在海南公路建设中推广应用无粘结预应力 混凝土新技术, 首选我标段作为此项新技术的应用点, 变更设计为后张法无粘结部分预应力空心板。 本文就 16 m 无粘结预应力空心板梁的关键施工技术作一介 绍。 1梁体设计概况 无粘结预应力 16 m 空心板梁设