大坂山隧道防水技術(shù)研究

（西）寧章寧山隧道位于青藏高原北部，大坂山中段，已有3608.35萬米，是冰土帶的一部分。季節(jié)凍融深度2.5～4.5m,視含水不同,可產(chǎn)生強或中等程度凍脹。由于凍脹力的作用,隧道出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象,將使隧道襯砌和基礎(chǔ)產(chǎn)生變形、脹裂,造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。因此,可以說防水是大坂山隧道施工成功與否的關(guān)鍵。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地質(zhì)條件差、施工難度大的情況下,通過采取排、堵、復(fù)合式襯砌加不透水隔離防水技術(shù),取得了較好的防水效果。1該項目的特點1.1第四系松散層孔隙水該隧道地處大坂山山脈分水嶺地帶,為地下水補給源區(qū),地下水的主要類型:(1)是第四系松散層孔隙水,分布與溝谷、坡麓及低洼,含水層巖性坡積、坡洪積、碎石類土,具潛水性質(zhì);(2)是基巖裂隙水為區(qū)內(nèi)主要地下水類型,包括層狀巖石裂隙水、塊狀巖石裂隙水及構(gòu)造裂隙水,地下水位高程隨地形而異,涌水量為0.15L/s.m。1.2大坂山氣象觀測站觀測區(qū)域?qū)賰?nèi)陸高寒風氣候,年內(nèi)冬季長而嚴寒,夏季短而多雨。根據(jù)中科院蘭州分院凍土研究所1992年11月至1993年11月在大坂山建立氣象觀測站觀測,年平均氣溫-3.1℃,1月平均氣溫-14.3℃,七月平均氣溫7℃,極端最高氣溫19.5℃,極端最低氣溫-34℃,年降水量841mm,最大凍結(jié)深度進口(南坡)3m,出口(北坡)4.5m,最大積雪深度200cm。2防水設(shè)計2.1水等級不允許出現(xiàn)濕漬依據(jù)其獨特的地理位置和工程特點,確定防水等級為Ⅰ級,不允許出現(xiàn)滲漏無濕漬。采取“排、堵、防”三種方法剛?cè)峤Y(jié)構(gòu)設(shè)置多道防線,綜合治理的原則進行防水。見圖1。2.2防水結(jié)構(gòu)2.2.1泄鞣流至泄成果SH—400排水管共3條,分別設(shè)在隧道仰拱底中部和隧道兩側(cè)邊墻角緊靠開挖面,通鋪后用干砌片石防護,SH—400排水管匯集的地下水通過豎向泄水孔流到泄水洞排出。泄水洞斷面為1.8m×1.9m,頂面與正洞底面間隔6m,泄水洞由進、出口往里每隔50m設(shè)一個橫通道(左右各一個),長度5.5m,斷面為1.5m×1.2m,坡度為5%,主要承接上方正洞豎向泄水孔排泄的地下水,匯集到泄水洞排出洞外;10cm豎向泄水孔的設(shè)置與泄水洞的橫通道同步每50m設(shè)置一個,用100型鉆機或YQ100型潛孔鉆鉆取,Ⅱ、Ⅲ類圍巖下設(shè)花管,花管采用10mm硬質(zhì)塑料管。2.2.2滲流管的設(shè)計主要是將來自結(jié)構(gòu)拱部的水分流,順其外側(cè)流至結(jié)構(gòu)底部兩角的SH—400滲透性排水管。同時可減輕壓水對排水、防水板的壓力。經(jīng)現(xiàn)場實際測定,承壓水經(jīng)過初期支護至防水層時,水壓減了85%～90%,起到了保護防水層的作用。2.2.3pe230s排水板和cpe防水板為第三過載線它不僅起到排、防水的作用,還在初期支護與二次襯砌之間起到隔離和潤護的作用,防止二次襯砌混凝土開裂,提高其防水效果。2.2.4結(jié)構(gòu)自防水把二次襯砌外加防劑水混凝土利用其密實性達到結(jié)構(gòu)自防水效果。它不但在結(jié)構(gòu)中承擔防水作用,而且還起著承重和圍護作用,使結(jié)構(gòu)防水和承重為一體。3排水系統(tǒng)的鋪設(shè)在隧道開挖后進行初期襯砌的同時,按照設(shè)計標高和位置埋設(shè)SH—400滲透性排水管,用干砌片石進行防護,確保初期襯砌時不被擠壓變形,堵塞影響排水。排水管每隔50m與10cm豎向泄水孔相連,豎向泄水孔的管口接洽處,應(yīng)抹上水泥砂漿,保證水流通暢。仰拱底部SH—400排水管施工工藝與兩側(cè)排水管施工方法相同。4防水層設(shè)計4.1超前壓漿止水注漿與整地基面首先進行基面干燥處理,保證防水層在無水條件下施工,防止因滴水、積水造成熱焊機,電烙鐵、焊槍漏電傷人,排、防水板背后積水,也影響施工質(zhì)量。因此,對節(jié)理密集段,斷層破碎帶的涌水,大量的滲水,要進行超前壓漿止水,注漿止水壓力要考慮圍巖強度,采取逐漸增加的方式進行。其次是平整基面。由于噴射混凝土后或初襯后基面粗糙、凹凸不平,鋼筋頭,錨桿頭等外露,很容易扎破土工布和防、排水板,需對基面進行平整處理,達到如下要求:(1)拱部平整度:D/L≤1∶8;邊墻和底板平整度:D/L≤1∶6。其中:D——表示噴混凝土相鄰兩凸面間凹進去的深度;L——表示噴混凝土相鄰?fù)姑骈g的距離。(2)基面不得有鋼筋、凸出的管件等尖端突出物,否則要進行割除。(3)基面轉(zhuǎn)角時陽角應(yīng)抹成R≥5cm的園角。4.2防水涂層4.2.1土工布的鋪設(shè)在處理好的基面上,把450g/m2的土工布襯墊貼上,其土工布的粘貼用75塑料墊圈加水泥釘用射釘槍進行錨固,水泥釘長度不得小于60mm,平均拱部3～4點/m2,邊墻2～3點/m2,墊圈布設(shè)呈梅花狀排列,以防止受力后破裂。4.2.22地板在粘貼好的土工布上,沿隧道縱向每間隔3m設(shè)一道PE2305排水板,其粘貼方法與土工布操作相同。4.2.3縱向搭接,熱焊焊接防水板的鋪設(shè)為全隧通鋪,材料為2厚的防水板,用電烙鐵將防水板熱焊在75mm塑料勢圈上。防水板邊與邊的搭接寬度為10cm,采用熱合機自動雙焊縫熱溶連接?？v向搭接與環(huán)向搭接,除按正常施工外,還應(yīng)覆蓋一層同類材料的防水板用熱焊焊接。要求鋪設(shè)平順、無皺折,無隆起,焊接熱溶牢固,防止熱溶燒破防水板。4.2.4fspe保護板仰拱和仰拱與邊墻轉(zhuǎn)角0.5m范圍內(nèi)應(yīng)做保護層,可用25m厚的FSPE保護板或5cm厚豆石混凝土作保護。在保護層未鋪前,所有人員不得穿帶釘鞋,防止刺破防水層。4.3縫顏色不透明防水層施作完畢后,應(yīng)組織防水專業(yè)人員對全部焊縫處進行自檢,如發(fā)現(xiàn)有虛焊或焊縫顏色不透明,應(yīng)視為不合格,及時采取補焊措施。對接縫處要進行充氣試驗,方法為抽樣檢查,一般抽取20%的焊縫檢查即可,試驗中將帶有儀表的針頭扎入兩道焊縫之間,然后加壓,壓力為0.1MPa,壓2min壓降不大于20%為合格。5一些體驗的經(jīng)驗5.1施工作業(yè)要求嚴寧張公路大坂山隧道因其獨特的地理位置和氣候條件,造成標準高,施工作業(yè)要求嚴,工序相當復(fù)雜。在施工中堅持做到排、防并舉,抓住SH—400滲透排水管安裝和全封閉防水板鋪設(shè)兩個關(guān)鍵工序,重視初襯、二襯的防水防線和注漿止水措施,收到良好的防水效果。5.2土工布、防水板的鋪設(shè)防水材料質(zhì)量是防水成功的重要關(guān)鍵措施。既要結(jié)實牢固,又要保證厚度和沒有孔洞,如果土工布、防水板強度不夠,