1、4.1防排水设计隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,采取切实可靠的设计、施工措施,保证结构物和设备的的正常使用和行车安全。对于隧道穿越持水层、断层破碎带、预测地下水较大、对当地水文环境影响较大时,采用“以堵为主,限量排放”的原则,达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。隧道防水等级必须达到国家标准地下工程防水技术规范(GB50108-2008)规定的一级防水等级标准,衬砌结构不允许渗水,表面无湿渍。隧道防排水系统包括隧道防水系统和排水系统。4.2防水系统隧道内防水以结构自防水为主,以施工缝、变形缝防水为重点,并辅以注浆防水和防水层加强防水。4.2.1结构自防水结构
2、自防水要求隧道二次衬砌采用防水混凝土,其抗渗等级不低于P8,断层破碎带及影响带富水地段其抗渗等级不低于P10.在有冻害地段或最冷月平均气温低于-15的地区,防水混凝土的抗渗等级还应适当提高;当地下水对混凝土有侵蚀性时,应采取有效措施,其耐腐蚀性系数不应小于0.8;裂缝控制宽度:裂缝不大于0.2mm,并不得贯通;当为钢筋混凝土时,迎水面主筋保护层厚度不得小于50mm。防水混凝土的技术要求防水混凝土采用的原材料,水泥、砂、石、水、外加剂、掺合料等应符合现行国家标准的有关规定。混凝土中可掺入一定量的优质粉煤灰,具体掺量和性能指标应符合国家有关标准。混凝土搅拌应均匀,入泵塌落度宜控制在12020mm。
3、为减少初期开裂和深度收缩裂缝,应限制水泥用量,控制水胶比,应满足铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定中的规定。混凝土的总含碱量应符合国家现行标准的有关规定,不得大于3Kg。防水混凝土应尽量避免使用含氯离子的外加剂,钢筋混凝土中由水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂和拌合用水等引入的氯离子总含量不应大于胶凝材料总量的0.10%。加强养护二衬混凝土,其拆模时间应符合铁路隧道工程施工质量验收标准及铁路混凝土施工质量验收补充标准中的规定。纤维混凝土技术要求纤维混凝土采用的原材料,水泥、砂、石、水、外加剂、纤维材料等应符合现行国家标准的有关规定。混凝土中掺入的纤维宜采用直径为10100m,长度为425mm的细纤维
4、,具体掺量应符合国家有关标准。纤维的性能指标应符合纤维混凝土结构技术规程(CECS:2004)的规定。张唐线纤维混凝土掺加纤维素纤维,其技术指标见表1。表1 纤维素纤维技术指标项目抗拉强度弹性模量直径含水率性能指标750MPa8G1620微米10%4.2.2施工缝、变形缝防水二次衬砌的施工缝每10m一道(或与衬砌模版台车衬砌段长一致),环向施工缝防水采用中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条,纵向施工缝措施为中埋式橡胶止水带+混凝土界面剂。变形缝在地层承载力显著变化、隧道衬砌明暗分界处、断面明显变化处设置,变形缝的宽度为20mm。采用中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条+聚硫橡胶嵌缝材料两道防水措施,并
5、填塞沥青木丝板。变形缝防水选用的嵌缝材料,要求最大拉伸强度不小于0.2MPa,最大伸长率应大于300%,且拉、压循环性能为80时拉伸-压缩率不小于20%(级别不应小于8020),与混凝土具有良好粘结的柔性材料,并具有在环境介质中不老化,不变质的性能。变形缝缝内两侧应平整、清洁、无渗水。止水带埋设位置应准确,安装牢固,不得有扭曲变形等现象,止水带部位的混凝土应进行充分的振捣,确保混凝土充分密实,严禁振捣棒触及止水带。施工缝中埋式橡胶止水带采用S型橡胶止水带,宽度为300mm,厚度为8mm,变形缝中埋式橡胶止水带采用B型橡胶止水带,宽度为300mm,厚度为12mm,半径为15mm。遇水膨胀止水条宜
6、选用矩形断面,厚度不宜小于20mm,其外观不允许有开裂、凹痕、气泡、杂质、明疤等影响使用的缺陷;遇水膨胀止水条应具有缓膨胀性能,其7天的膨胀率不应大于最终膨胀率的60%。4.2.3防水层防水设置防水层是保证隧道防水功能的重要措施,且各级围岩的隧道衬砌均铺设防水层;防水层采用分离式防水层,分离式防水层由防水板(光板)加土工布组成。防水板采用EVA防水板,厚度不小于1.5mm;土工布密度不小于350g/m2。铺设:防水板铺设前,应先对初期支护喷射混凝土表面进行处理,切除锚杆头、钢筋头等坚硬物,凹凸不平处需补喷找平,凹坑深度比应小于等于1/10;漏水处需先进行注浆处理。缓冲层材料宜采用土工布,选用的
7、土工布应符合下列要求:a、具有一定的厚度,其单位面积质量不宜小于350g/m2。b、具有良好的导水性。c、具有适应初期支护由于荷载或温度变化引起的变形能力。d、具有良好的化学稳定性和耐久性,能抵抗地下水或混凝土、水泥砂浆析出水的侵蚀。防水板宜选用高分子材料,在规格确定的长度内不允许有接头;防水板表面应平整、边缘整齐,无裂纹、机械损伤、折痕、孔洞、气泡及异常粘着部分等影响使用的缺陷;防水板除特殊要求外,外观颜色应为材料本色,不得添加颜料和填料;在不影响使用的条件下,防水板表面凹痕,深度不得超过厚度的5%。防水板应具备耐刺穿性好、柔性好、耐久性好等特点,并具备一定的阻燃性。4.2.4拱顶回填注浆二
8、次衬砌拱部预留50PVC管注浆孔,纵向3m一个,待混凝土达到设计强度的100%后进行充填注浆。4.3排水系统双线隧道设置双侧排水沟,拱墙初期支护与二次衬砌之间设环向50mm透水软管盲管,间距10m(或为衬砌模版台车长度),当水量较大时,可在水量较大处增设12道,集中出水部位应设独立环向盲管引排。其管径应根据围岩渗水量的大小确定;边墙墙角处纵向设80mm透水软管盲管,纵向盲管应设在衬砌边墙角处防水层外侧,纵向坡度不得小于2,一般与线路纵向设计坡度一致;环、纵向透水盲管两端直接接入隧道侧沟。赤城隧道、白草鞍隧道各主洞口500m范围内设置保温水沟,白草鞍隧道低洞口(出口)端保温水沟段加设方形中心水沟
9、,道床底部每隔30m设置检查井一个,两侧沟与中心水管通过100PVC横向导水管连接,横向导水管纵向间距30m,配合检查井设置。4.4隧道防排水施工工艺流程见图1。Y检查净空及初期支护表面情况割除外露超长的钢筋、锚杆,修整凹凸不平的表面以及渗漏水处理原材料检验和试验灌注混凝土拆模养生铺设土工布和防水板隐蔽检查安装环、纵向透水盲管和盲沟N安装施工缝止水带衬砌台车定位充气及隐蔽检查 图1 隧道结构防排水施工工艺流程图4.5防水层施工方法4.5.1土工布施工施工准备洞外准备:检验土工布质量,按每循环设计长度截取,用记号笔画出拱顶纵向的中心线,对称卷起备用。洞内准备:台架行走就位。断面量测:测量断面,对
10、隧道净空进行量测检查,对个别欠挖部位进行处理,以满足净空要求;同时准确测放拱顶分中线。基面处理:a、局部漏水采用注浆堵水或埋设排水管直接排水到边沟。b、钢筋网等凸出部分,先切断后用锤铆平抹砂浆素灰(如下图)。有凸出的锚管时,先切断后用砂浆抹平(如下图)。锚杆有凸出部位时,螺头顶预留5mm切断后,用塑料帽处理(如下图)。c、初期支护应无空鼓、裂缝、松酥,表面应平顺,否则进行补喷砼或水泥砂浆找平处理(如下图)。土工布铺设土工布铺设平面展示示意图见图2。土工布超前防水板1020m施工,铺设采用专用台车进行。铺设土工布时,使土工布横向中心线与拱顶中线重合(施工准备中已标记好),从拱顶开始向两侧下垂铺设
11、。用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射混凝土上,专用热熔衬垫及射钉按梅花型布置,拱部间距0.5m0.8m,边墙0.8m1.0m,使土工布与基面密贴。土工布铺设要松紧适度,使之能紧贴在喷射混凝土表面,不致因过紧被撕裂;过松,土工布褶皱堆积形成人为蓄水点。土工布幅间搭接宽度大于10cm。固定点土工布铺设示意图见图3。 图3 固定点土工布铺设示意图 图2 土工布铺设平面展示示意图4.5.2防水板施工防水板施工工艺见图4 图4 隧道防水板施工工艺流程图检验防水板质量,按每循环设计长度截取,用记号笔画出拱顶纵向的中心线,对称卷起备用。台架行走就位;拱顶画出隧道中线。防水板铺设铺设防水板时,使防水板的横
12、向中心线与土工布上标记好的横向中心线重合,从拱顶向两拱脚、边墙对称铺设。用手动电热熔接器加热,使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上(见图5固定点防水板施工示意图)。施工前,现场培训工人实验,掌握好加热时间和温度。防水板的固定应松紧适度并留有余量,以保证混凝土浇筑后与初期支护表面密贴。防止过紧或过松,防水板受挤压、紧绷破损或形成人为蓄水点。 图5 固定点防水板施工示意图防水板间自动热熔焊接用自动双缝热熔焊接机按照预定的温度、速度焊接,单条焊缝的有效焊缝宽度不小于15mm。焊接前先除尽防水板表面的灰尘再焊接,防水板搭接宽度须大于15cm。防水板间搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1m以
13、上。防水板纵向搭接与环向搭接处,除按正常施工外,再覆盖一层同类材料的防水卷材,热焊(即“T”型接头)。绑扎或焊接钢筋时,采取措施应避免对卷材造成破坏。混凝土振捣时,振捣棒不得接触防水板,以防防水板受到损伤施工要点控制防水板表面平顺,无褶皱、无气泡、无破损等现象。当基面轮廓凸凹不平时,要预留足够的松散系数,使其留有余地,保证缓冲面与混凝土表面密贴。防水板搭接用热焊器进行焊接,接缝为双焊缝,焊接温度应控制在200270oC为宜,并保持适当的温度即控制在0.10.15m/min范围内。太快焊缝不牢固,太慢焊缝易焊穿、烤焦。焊缝若有漏焊、假焊应予补焊;若有烤焦、焊穿现象,需用防水板片覆盖焊接。焊接钢筋时在其周围用石棉水泥板进行遮挡,以免溅出火花烧坏防水层;灌注二衬砼时输送泵管不得直接对着防水板,避免混凝土冲击防水板引起防水板破损。所有防水材料必须采用合格厂家生产的定型产品,所有产品必须有出厂合格证和质量检验证明。详细记录各种防水材料的安放部位,做到可追溯性。防水材料在使用前应做好相应的试验、检验工作,委托有相应资质的机构对防水材料进行检测。施工中发现的问题及时与生产厂家或供应商联系,以求尽快解决,不合格的材料坚决不用于本工程。防水板
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