高速公路连拱隧道防水施工技术

高速公路连拱隧道防水施工技术摘要：本文介绍浙江省金（华）丽（水）温（州）高速公路双港口2#连拱隧道，三导坑先墙后拱法施工，其防水作业是工程施工中的重点和难点，文章结合该工程阐述防水施工技术。主题词:连拱隧道防水施工技术1工程概况双港口2#隧道位于浙江省金（华）丽（水）温（州）高速公路双港口，隧道全长130m双跨连拱结构，单跨净宽10.5m，总开挖宽度为25m双港口2#隧道按新奥法原则设计，采用复合式（柔性）衬砌,三导坑先墙后拱法施工。以锚杆、钢筋网和工字钢拱架及喷射砼组合为一期支护，二期支护为模筑钢筋砼。在两次支护间设置隧道专用型贴背吊带式聚乙烯塑料板土工复合防水卷材防水层。隧道地质情况复杂，其中：H类围岩段82m为晶屑玻屑熔结凝灰岩，强风化层厚约2.5m，中风化层厚约5.3m，节理裂隙发育，隧道通过微风化基岩，3倍洞径内最不利围岩为第四系松散土层及强〜中风化基岩，围岩开挖后易坍塌，地下水主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，水量贫乏，雨季沿裂隙有渗水及滴水现作者简介：王永华（1963.09.23）,男，1986年贵州工学院铁道工程专业2年制专科毕业，1997年长沙铁道学院铁道工程专业函授5.5年制本科毕业，工程师。中铁五局（集团）有限公司路桥分公司，河南洛阳471002。电话13700795167。象。皿类围岩段48m为晶屑玻屑熔结凝灰岩，强风化层厚 2.0〜3.5m,中风化层厚3.0〜4.2m,隧道通过微风化凝灰岩，致密坚硬，节理裂隙发育，围岩呈碎块石镶嵌结构，局部为节理密集带，裂隙多为张性，隙面有方解石充填，地下水主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，水量贫乏。"、皿类围岩占整个隧道全长。(图1),整个隧道存在浅埋、偏压、围岩自稳性差的情况。为保证工程质量和施工安全，采用小管棚注浆法。在开挖光面爆破时采取少进尺、多循环、勤监测、强支护等措施。—二—— 9■ 9505口洞线左端华金- 右厂 干「厂|/q” -隧道拱顶■设计围岩类别nnnnn设计长度(m)棚10明10274825明10图1、双港口2号隧道地质纵断面2隧道防水设计双港口2#隧道采用复合防排水设计，在防排水方面主要采用了三个步骤，第一步为全封闭的衬砌柔性防水工程，第二步为衬砌漏水防水工程，第三步为排水工程，在防排水设计中充分考虑了隧道施工中所采用的施工方法和特点，遵循了“以防为主、多道防线、刚柔结合、综合治理”的思想，根据高速公路隧道的要求，其设计的原则是保证衬砌内壁不渗水。3防水施工步骤1——中隔墙超前导洞开挖（含导洞锚喷支护）I――中隔墙衬砌（含防排水施工）2左（右）——左右侧墙超前导洞开挖（含锚喷支护）H左（右） 左右侧墙衬砌（含工字钢安装、喷射砼，防水层WW,排水设施安装）S左（右）——中隔墙衬砌完成，且隔墙右（左）侧钢支撑后，左（右）洞拱部环形超前预支护（H类“管棚+注浆”，皿类“超前锚杆”）。3左（右）——中隔墙衬砌完成，且隔墙右（左）侧钢支撑后，左（右）洞上部环形开挖（3a,H类），或上半断面开挖（3a,3b,皿类），整个过程包括锚喷支护。皿左（右）左（右）洞拱圈衬砌（含工字钢安装、喷射砼，防水W,W,排水设施安装）。4左（右）——左（右）洞下部开挖。W左（右）——左（右）洞仰拱衬砌。上面3、皿、4、W步骤中必须左（右）洞独立完成后，才能对另一洞施工隧道防水施工步骤图（图2、3）S右S左皿左3a左3b左左路隧道轴线右路隧道轴线W112左n.左H.右中隔墙超前导洞中线 W4W3G---Q.S右S左皿左3a左3b左左路隧道轴线右路隧道轴线W112左n.左H.右中隔墙超前导洞中线 W4W3G---Q.W2中隔墙超前导洞3a右3b右设计路面中线设计路面中线w左180/2420420图2图2、隧道防水施工步骤隧道防排水结构如图©80右路隧道轴线180/2©100mm透水管mmPV管$100mm透水管©i©80右路隧道轴线180/2©100mm透水管mmPV管$100mm透水管©i管喷射混凝土环~向盲沟防及无纺布模板混凝土"喷射混凝土环向盲沟防水板及无纺布模板混凝土左路隧道轴线左路中线右路中线1设计开挖线衬背环向盲沟构造图喷射混凝土50mm环向盲管BB*50透水管环向盲沟4>100设计开挖线衬背环向盲沟构造图喷射混凝土50mm环向盲管BB*50透水管环向盲沟4>100透水管中隔墙纵向盲管防水板A大样图模筑混凝土图3、隧道衬砌防排水图4一般步骤的防水施工4.1在有水围岩地段锚喷支护施工对于有水岩面上喷射混凝土能否喷得上去，能否及时凝固，强度和厚度能否保证，砂浆锚杆注浆能否密实，我们在这次施工中摸索了一套在有水围岩中进行锚喷支护的施工方法，现对所采用的施工方法及措施介绍如下：对于大面积渗水的岩面，可以直接喷射混凝土，在一般情况下其配合比为水泥：砂：碎石=1:2:2（重量比），水灰比一般控制在0.4〜0.5，速凝剂掺量2〜4%（水泥重量）；但这种情况则应适当降低水灰比，改变其配合比为1:2:1,增加喷射压力，使喷头处压力在1.2〜1.4kgf/cm2（正常喷射为1.0kgf/cm2）为宜，减小喷射厚度，并采用由远处向近处，逐渐向漏水较多部位喷射，必要时用上述方法反复喷射多次，直至绝大部分岩面上的水被堵住为止。对出水较集中的部位或股水处，根据岩石节理裂隙钻1.8-2.2m深的排水孔，用长为30-60cm,直径为©30的钢管插入，排水孔口周围用1:1水泥砂浆（水灰比为0.38）加速凝剂堵住或喷上一层混凝土，迫使孔内的水沿管排出。对于局部淋水的岩面，以排为主，堵排结合的方法，先喷射一层约1cm厚的混凝土，钻排水孔与锚杆眼结合进行，凡是出水的眼，立即安装上导管将水引出，若孔眼无水，则安装砂浆锚杆，然后在喷射多次混凝土。隧道防水卷材施工暗洞双港口2#隧道，采用复合式衬砌，在初期支护与二次模筑砼之间，从两侧边墙泄水孔以上（电力电缆槽底）沿拱部到中隔墙顶衬砌背面均设有TJ281-BEP隧道专用型贴背吊带式高分子土工复合排防水卷材，土工布设置在防水卷材与初期支护之间，其作用兼作衬背排水层及缓冲层，材料规格为：重量规格300g+700g（即300g/m2土工布与0.8mm厚高分子卷材复合而成）；门幅2.0m或以上；贴背吊带im不少于一个；材质符合GB12952-91（P型，优等品）规定；阻燃性能GB2408-8Q—级（水平燃烧法）；同时具备热熔和粘合剂粘合两种搭接工艺。根据本隧道施工顺序，横向将防水板分成六块铺设，分块尺寸如下（见图4）

hii'lI100mm透水管100mm透水管T--图4、防水板及无纺布布置图i>100mm透水管*喷射混凝土hii'lI100mm透水管100mm透水管T--图4、防水板及无纺布布置图i>100mm透水管*喷射混凝土环向盲沟防水板及模板混喷射混凝土环向盲沟防水板及无纺布模板混凝土左路隧道轴线左路中线右路中线右路隧道轴线衬背防水层施工以可靠便利为原则。每一循环采用在洞外平台上先拼接成大块体，再在洞内将大块体吊带铺挂，沿隧道纵向以3-4幅卷材拼接为宜，环向长度以隧道喷砼层内壁周长决定，壁面铺挂点每im不少于i个。大块体之间采用双接缝热熔工艺，两条接缝之间留空隙，以备充气检验焊缝质量。焊缝检验方法是将双缝之间空隙两端密封，插入打气筒，打气加压至 i00Kpa保持3min气压不降低即定为合格；洞内大块体之间环向接缝允许使用专用粘合剂粘合，局部用玻璃胶（硅胶）补缝，接缝质量以肉眼检验判定。衬背防水层的分块是根据隧道施工分部作业的程序决定的。边墙砼灌筑前先铺Li，隧道大断面开挖后再铺设L2、L3、Li、L2、L3、铺设应注意搭接顺序，应如盖瓦，使之利于排水。衬背防水层铺设前应对隧道岩层面进行仔细检查，认真进行处理，铺设工艺流程图如下：

明洞明洞背部防水层采用2.5mm厚的SBS型改性沥青防水卷材，均选择晴朗干燥天气施工，防水层外部做2-3cm水泥砂泥保护再作填土。衬砌自防水结构为了防止柔性防水层由于施工原因而可能出现的局部地方防水失败，故二次衬砌采用C30泵送自防水砼结构，自防水结构抗渗标号要求达S。。具体砼施工中砼标号为C30,用AEC425膨胀水泥，每立方米砼水泥用量为464kg,该水泥为浙江丽水兰溪“力顿”牌，河砂类别为中砂，砂率达36%碎石最大粒径为31.5mm其中5-20mm与10-30mm各一半，坍落度为14-16cm,水灰比为0.42，使用了高效减水剂，并加强对泵送砼振捣以保证浇注质量及衬砌与初期支护之间密实不留空隙。排水工程衬砌背面排水层在防水层与喷砼之间设置300g/m2土工布，使漏水能从衬砌背面通过排水层排至墙角，再由墙角处衬背纵向盲沟集水，通过 ©80mmPV管引至路面边沟排出洞外。衬背纵向盲沟采用©100m做式弹簧透水管,盲沟设置在防排水层面,固定在砼面上,且要求防水板“U'型包裹纵向弹簧排水管。对于H类、皿类围岩区段及富水区段拱局部渗水较大形成径流区段,应在土工布排水层与喷砼之间加设环向盲沟,环向盲沟采用©50mn软式透水管，间距一般为9.0m,位置与数量根据实际情况确定。路基排水工程主要指路面以下的纵向中央排水沟。其作用是将路基围岩渗水、涌水排出。纵向中央排水沟，由内径©300mm离心式带孔钢筋砼水管外裹300g/m2土工布滤层及级配碎石滤层组成，仅作排水通道使用，纵向中央排水沟槽的开挖在初期支护完成后进行，中央排水沟沿隧道全长布置将地下水排出洞外。路缘排水工程为了处理隧道内冲洗、消防排水的污水和将衬背地下水排出，在隧道路肩部位设置带盖板排水沟，污水排出洞外与洞门外路基两侧边沟相接。5特殊部位的防水施工特殊部位是指隧道结构的施工缝、沉降缝及中墙位置。分析如下：施工缝防水由于隧道衬砌施工技术和施工组织上的原因，隧道不可能连续浇注完成。当两次浇注间歇超出一定的时间后，两次浇注的混凝土表面应作为施工缝来处理。施工缝容易出现环向、纵向裂缝，因此应特别重视施工缝的防水处理。施工缝防水处理应做的工作：预留施工缝时，应使每一循环边墙长度尽量合理，边墙顶面外侧与边墙顶面内侧做成沿半径方向一致，拱的每一循环位置与边墙的每一循环尽量不重合，每一循环长度也应合理。施工缝表面应力求平整，且在施工缝表面进行凿毛处理时，并对留出设置BE遇水膨胀橡胶止水条20X15mm勺位置进行适当处理。对环、纵向施工缝均按图所示的位置，在旧砼面上安装20mm<15mmB遇水膨胀橡胶止水条。橡胶止水条的搭接，最好用热焊接。如用粘结，必须由厂方提供或推荐与胶条胶种相匹配的粘接剂，按厂方提供的粘结方法牢固粘结，并用射钉将此部位固定于混凝土表面。继续浇注混凝土前，施工缝宜先铺一层10-15mm厚的同标号水泥砂浆。对施工缝内新浇注的混凝土应加强振捣。隧道施工缝BE遇水膨胀橡胶止水条位置（如图5）:遇水膨胀橡胶止水条（20x15）图5、施工缝大样图沉降缝防水设置沉降缝是防止混凝土结构不均匀沉降开裂、增强混凝土

自身抗渗防水能力的重要措施。本隧道在明洞与暗洞交界处、H类围岩与皿类围岩交界处共设置了4道沉降缝，边墙、拱部的沉降缝应与其表面垂直；沉降缝断面应尽量平整直顺。沉降缝在边墙和拱部横断面的中部设置了E5型桥式橡胶止水带（规格为290X①25XR25X10mm）,止水带两侧设置了聚乙烯硬质泡沫板，在沉降缝内侧设置RS弹性密封胶，在沉降缝的外侧设置BW止水胶泥条。止水带施工时要求定位准确、居中、与止水带接触的混凝土要密实，不得出现石子集中和漏振现象。明洞、暗洞的沉降缝的构造如下（图6-1、6-2）。RS弹性密封胶E5RS弹性密封胶E5型桥式橡胶止水带r7 'H-BBV止水胶泥条图6-1、沉降缝大样图中隔墙排防水为了防止中隔墙两肩软式透水管在主隧道喷锚支护时，排水孔被堵塞，其施工顺序如下（图7-1、7-2）:

n、川类围岩隧道中隔墙断面图©120mmPVC排水管图7-1、二次衬砌采用三通管与©120n、川类围岩隧道中隔墙断面图©120mmPVC排水管图7-1、二次衬砌采用三通管与©120mmPVC排水管相接©80mmPVC排水管，纵向间距为9.0m中隔墙图7-2C大样防水层5.3.