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工程案例

業務范圍

公路隧道防水施工技術探討

發布時間：2014-07-15

　在隧道施工建設過程中，解決好防水問題是確保隧道工程質量、從根本上消除隧道安全隱患和增加隧道壽命的重要環節。選擇好防水材料和正確的施工方法是隧道防水成功的關鍵。本文結合遼寧省撫（順）通（化）高速公路玳珉關隧道對防水板的應用及防水施工技術進行探討。

　　一、工程概況

　　玳珉關隧道位于遼寧省撫（順）通（化）高速公路南雜木鎮與夾河鎮之間，設計為雙洞兩車道隧道。隧道左線樁號ZK132+030-ZK132+650，全長620米；右線樁號YK132+025-YK132+652.5，全長627.5米，屬中長隧道。線路呈東北—西南走向，隧道進口端洞口處在兩山谷的沖溝中。施工中采用了由進口端單向掘進的方式施工，進口端位于殘坡積緩坡內，隧道進口端左線40米、右線38米范圍，埋深僅8米~21米，屬典型淺埋區段。

　　測區屬北溫帶大陸性氣候：冬夏長春秋短，四季分明，氣溫變幅較大，年平均氣溫5℃~6℃。降水量隨季節變化明顯，年降水量800毫米~900毫米。地下水以第四系孔隙水及碎屑巖風化、構造裂隙水為主，水量隨大氣降水量及節理裂隙發育情況變化而變化，圍巖富水性不均一，透水性較好，隧道開挖時可發生滴水及淋雨現象，斷層處甚至涌水。

　　二、防排水設計

　　該隧道采用復合式防排水設計，防水工程包括襯砌柔性防水工程及襯砌漏水防水工程；排水工程包括襯砌背面排水工程、路緣排水工程及洞頂截水工程。遵循以“以防為主、剛柔結合、多道防線、因地制宜，綜合治理”的原則。

　　合成樹脂防水卷材的主要技術性能指標：采用1.2毫米厚ECB（乙烯-共聚物瀝青）防水板（與密度不小于每平方米300克的土工布點狀復合）。縱橫方向的性能均應滿足。斷裂拉伸強度（常溫）大于或等于14兆帕；斷裂伸長率（常溫）大于或等于500%；撕裂強度大于或等于60千牛每米；低溫彎折溫度：-35℃無裂紋；不透水性：在0.3兆帕壓力下，30分鐘內無滲漏。

　　防水板的搭接頭采用焊機焊接，雙縫，焊接寬度大于或等于20毫米，搭接寬度大于或等于100毫米，不得漏焊。

　　三、防水施工準備

　　1．材料選擇

　　為保證工程質量，防水板材料的選擇至關重要。依據設計及技術規范等要求選擇合格材料，保證每批材料抽檢合格。

　　2．施工準備

　　2.1 設備準備

　　（1）熱合焊接機2臺，用于防水材料之間搭接時進行熱合焊接。

　　（2）熱風焊槍2把，在鋪設防水材料進程中，用其對人為或其它原因造成防水板破損而進行的修補。

　　（3）檢漏器，用于檢測雙焊縫搭接質量，加壓檢查焊接是否牢固。

　　（4）另還需配備作業平臺1個、電鉆2臺、電烙鐵2把、小壓輪2個、釘錘2把等。

　　2.2 現場準備

　　測量隧道斷面，利用作業臺車對斷面進行修整，首先應鑿除噴射混凝土表面葡萄狀結塊，用電焊或氧焊將初期支護將外露的錨桿頭和鋼筋頭等鐵件齊根切除，在割除部位用細石混凝土抹平覆蓋，以防刺破防水板。對于開挖面嚴重凹凸不平的部位須進行修鑿和找平。采用細石混凝土抹平明顯坑洼。在初期支護面上標出拱頂中線和垂直于隧道軸線的斷面線。

　　檢查防水板的質量，是否有變色、老化、波紋、刀痕、撕裂、孔洞等缺陷；在防水板邊沿劃出焊接線和拱頂中線；防水層按實際輪廓線長度截取，對稱卷起備用。

　　四、施工技法及流程

　　1．防水板的鋪設

　　1.1 鋪設防水板加土工布

　　防水板加土工布鋪設采用無釘鋪設工藝，從上向下的順序鋪設，松緊應適度并留有余量（實鋪長度與弧長的比值為10∶8），檢查時要保證防水板加土工布全部面積均能抵到圍巖。

　　1.2 防水板加土工布吊掛

　　在隧道邊墻，拱部按縱、橫向間距1米，用電鉆鉆孔，打入膨脹螺栓，將3毫米的鐵線水平拉緊固定在螺栓上。將防水板加土工布沿臺架環向展開,人工將防水板加土工布托起,緊靠巖面，吊掛在已固定的鐵線上。將已吊掛好的防水板加土工布，與下幅防水板加土工布粘成整體，接縫處放平加壓粘接牢固，搭接寬度不小于10（鐵路現在要求15厘米）厘米。按上述方法逐環向前鋪設。縱向搭接與環向搭接處應加強一層防水板。多層防水板焊接時，搭接部位的焊縫必須錯開，不得有三層以上的搭接重疊

　　1.3兩幅防水板加土工布的搭接寬度不應小于10厘米，防水板加土工布的搭接縫與襯砌施工縫要拉開距離，并不小于1米～2米。環向鋪設時，下部防水板加土工布應壓住上部防水板加土工布。

　　1.4 防水板加土工布之間連接采用雙縫焊機，熱楔雙焊縫技術，焊縫搭接寬度不小于10厘米，每道焊縫寬1.5厘米。防水板施焊前不同操作人員、不同焊機應進行焊接試驗，合格后方可進行正式焊接。

　　1.5 首先將防水板加土工布焊接處擦拭干凈，無灰塵雜物、無積水，并保持干凈清潔，然后對焊機進行調試溫度，并對樣品試焊，符合要求后，方可開始焊接。采用熱楔雙面焊機，焊機為自行式焊機，焊接時一人在前整理防水板加土工布，一人手持焊機，一人配合即可。施工時，嚴格控制溫度、速度和壓力，一般速度控制在每分鐘1.5米～1.8米，溫度控制在500℃～550℃，有均勻溶漿，無焊碴即可，并經常用鐵刷子將焊嘴上的焊碴等雜物及時清理干凈。壓力控制在600牛～650牛，最大不得超過1000牛。

　2．焊縫檢測

　　撕裂破壞檢測：將試焊樣品進行撕裂測試及抗拉檢測。檢查斷裂處是否發生在有效焊縫外，同時檢查焊縫有效寬度。

　　氣壓檢測：將焊縫兩端用特制鐵夾夾緊密封，將檢測針頭插入焊縫一端兩道焊縫之間的氣槽，用手動氣泵打壓至0.25兆帕為止，觀察15分鐘，若壓力值下降值小于10%為合格，否則應查找漏點，并及時修補。

　　五、施工要點

　　1．質量保證措施

　　1.1 要隨時檢查焊接質量，防水布有無漏洞。有破損漏洞及時修補。

　　1.2 在完成鋪設后和進行二次襯砌前，應對防水板進行全面認真的嚴格檢查，防止施工過程的某些遺漏和人為損壞。

　　1.3 對發現的破損處要進行標記，并及時進行修補，修補時，補丁要剪成圓角，不宜剪得過小。修補質量以手撕不掉為準，如能被撕掉需重新修補。

　　1.4 二次襯砌前還應注意加強對防水板的防護。

　　1.5 進行二次襯砌澆注時，更要注意對防水板的保護，因為此時再使防水板破損，將無法再進行修補，必將留下長期的隱患。

　　1.6 在二次襯砌完成后，要注意對防水板預留部分的保護，以保證下一施工段的順利進行。

　　2．防水板的保護

　　2.1 襯砌端部預留的接頭防水板要采取防護措施，防止飛石砸破防水板。

　　2.2襯砌加強鋼筋的安裝、各種預埋件的設置、擋頭模板的安裝、混凝土輸送管道的就位以及灌筑混凝土等作業都很有可能出現撞破、刺穿或燒穿防水板的現象，防水板一旦遭到破壞必須立即進行修補。

　　3．施工時的注意事項

　　3.1 開始掛防水布之前，先檢查巖面是否有突出的尖銳棱石，如果有，應先將尖銳棱角打掉，而對于凹陷得特別大的地方，要先用噴射砼填充起來。

　　3.2 在掛外層防水板時，要讓防水板緊貼巖面，錨釘應盡量釘在四處，并保持防水板有一定的自由運動空間，防水板要焊接好，防止脫落。

　　3.3 對于在掛防水板時損壞的地方，要逐一檢查出來，焊補好。

　　3.4 打混凝土的過程中，要隨時檢查防水板有無被拉動、脫落、損壞，如有應及時修補，并派專人在現場檢查修補。

　　六、防水板鋪設與相關工序間的關系

　　1．初期支護與防排水系統施工密切相關，爆破效果好，初期支護表面平順，能保證防水板與噴射混凝土表面密貼，同時釘與釘之間防水板松弛量的預留易得到合理控制。

　　2．襯砌背后的各種排水管必須按設計認真設置，遵循“以排為主，防排結合”的原則，確保排水暢通，以降低二次襯砌背后的水壓力，從而延長防水板的使用壽命，達到防水可靠的效果。

　　3．澆注二次襯砌混凝土前，必須將邊墻基底的浮渣清理干凈，否則會造成洞身襯砌不均勻沉降，混凝土施工接縫處的防水板易被拉裂。

　　4．澆注二次襯砌混凝土時，在輸送泵的出料口處要設防護物，防止出料管沖出的料流不斷沖擊防水板，將防水板磨破。

　　七、結束語

　　防水板的應用及防水施工技術在本隧道防水施工中取得明顯效果，在多次檢查中得到業主的好評。滿足拱部、邊墻、路面、設備箱洞不滲水，隧道襯砌背后不積水，排水溝不凍結，人行橫通道拱部不滴水，邊墻不淌水的要求。為隧道結構物和運營設備的正常使用和行車安全打下了基礎。

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