公路隧道工程防水技術(shù)應(yīng)用論文
［摘要］一旦公路隧道出現(xiàn)積水情況，就會(huì)嚴(yán)重?fù)p害公路隧道的使用年限。因此，做好公路隧道的防水工作是其施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。在對公路隧道進(jìn)行防水施工時(shí)，要聯(lián)系實(shí)際隧道情況進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。例如，在進(jìn)行隧道支護(hù)時(shí)，要同時(shí)考慮背面排水等相關(guān)工作。另外，有的施工工程還要考慮設(shè)置止水帶、施工縫以及掩埋管道等，主要通過探討當(dāng)前我國公路隧道防水工程的現(xiàn)狀，進(jìn)而分析其施工存在的難點(diǎn)及相關(guān)防水技術(shù)。
［關(guān)鍵詞］公路隧道;施工重點(diǎn);防水;施工技術(shù)
0引言
公路隧道的防水工程是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，其對公路隧道甚至是整體公路的施工的影響都是巨大的。公路隧道的防水工程不僅涉及特殊防水材料的采購、合理的防水設(shè)計(jì)，而且涉及公路隧道的地下水的相關(guān)情況。因此，施工人員及設(shè)計(jì)人員要充分了解公路隧道防水工程的施工要點(diǎn)，進(jìn)而做出合理科學(xué)的設(shè)計(jì)及施工。
1公路隧道防水工程現(xiàn)狀分析
當(dāng)前，我國的公路建設(shè)逐漸邁向高級化，公路隧道也逐漸變得越發(fā)普遍而多見了。但是，公路隧道防水工程是一個(gè)十分復(fù)雜的項(xiàng)目，正如大家所熟知的，公路隧道的防水工程對于整個(gè)公路隧道工程來說是相當(dāng)重要的一個(gè)部分，因?yàn)槠溆绊懼麄�(gè)隧道工程的施工質(zhì)量及安全使用性。但是由于我國地理?xiàng)l件復(fù)雜，地下水分布狀況不均，導(dǎo)致我國公路隧道防水施工存在很多的難點(diǎn)，這就要求施工人員要全面分析施工區(qū)的水文條件，設(shè)計(jì)出較為科學(xué)的防水方式，同時(shí)要在施工中做好防護(hù)工作。總體來說，公路隧道的防水工程是相當(dāng)艱苦的項(xiàng)目，到目前為止，我國雖然已確定了相關(guān)的一些施工防水原則及施工方式，但是仍殘留一些較難解決的問題。截止到目前，公路隧道的防水施工仍然是公路隧道建設(shè)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。
2公路隧道防水工程的施工難點(diǎn)
2．1公路隧道防水工程存在主要問題
當(dāng)前，公路隧道往往會(huì)出現(xiàn)滲水漏水的狀況，進(jìn)入導(dǎo)致隧道襯砌出現(xiàn)開裂，隧道內(nèi)部的照明燈等設(shè)施被破壞，嚴(yán)重的導(dǎo)致路面出現(xiàn)積水，使得公路行車的環(huán)境惡化，容易產(chǎn)生交通事故。同時(shí)，公路隧道還會(huì)出現(xiàn)由于襯砌厚度不足、施工縫錯(cuò)臺(tái)較大及二次襯砌侵入設(shè)計(jì)輪廓線等導(dǎo)致的滲漏水現(xiàn)象。因此，從這個(gè)角度來講，做好公路隧道防水工程是相當(dāng)必要的。但同時(shí)這也是其施工的難點(diǎn)，尤其是在斷層較多，地下水資源豐富及巖石破碎的地區(qū)做好隧道防水工程是相當(dāng)困難的。當(dāng)前，公路隧道的安全行車及長期使用的決定性因素是公路隧道是否滲水漏水，而隧道防水工程的質(zhì)量又是決定公路隧道是否滲水漏水的關(guān)鍵所在。
2．2隧道產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因
1)地質(zhì)勘察工作不充分
由于未充分進(jìn)行地質(zhì)勘查工作會(huì)導(dǎo)致在進(jìn)行公路隧道設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)與實(shí)際情況不符合的狀況。
2)施工管理不完善
在公路隧道施工過程中，往往會(huì)出現(xiàn)襯砌施工管理不善，施工人員未嚴(yán)格按照具體的施工原則施工，隨意的改變設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)，修改圍巖及襯砌的接觸條件。
3)施工技術(shù)不標(biāo)準(zhǔn)
混凝土例如，在設(shè)計(jì)橫向及縱向的排水管時(shí)聯(lián)通不暢導(dǎo)致后期容易出現(xiàn)積水、鋪設(shè)防水板焊接的接頭不甚牢固導(dǎo)致防水板容易出現(xiàn)缺陷、不割除尾端或其他部分的鋼筋頭致使防水板容易被扎破。這些都是公路隧道工程發(fā)生滲水漏水的原因。
3公路隧道防水工程施工前的準(zhǔn)備
公路隧道施工前的準(zhǔn)備工作的施工要點(diǎn):①公路隧道設(shè)計(jì)要深入考察施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境、水文條件并結(jié)合具體的施工情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。②考慮公路隧道的施工會(huì)對地下水及地下結(jié)構(gòu)的影響，并做好防護(hù)準(zhǔn)備。③了解施工場地的天氣狀況及相關(guān)防水材料及運(yùn)輸?shù)那闆r，同時(shí)對可能發(fā)生的問題做好應(yīng)對準(zhǔn)備。④合理選擇施工運(yùn)輸條件，安排施工的相關(guān)工具，并對公路隧道的縱面及橫面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。⑤充分勘察施工場地的生活條件及勞動(dòng)力狀況等，并擬定相關(guān)供水的方案。⑥按照公路隧道施工方案或技術(shù)的不同，工程實(shí)施前需要預(yù)先準(zhǔn)備好施工所需要的相關(guān)防水材料，并對這些防水材料進(jìn)行嚴(yán)格的篩選及檢查，堅(jiān)決不能使用質(zhì)量較差的防水材料，同時(shí)要對這些防水材料進(jìn)行合理的管理及存放，進(jìn)而防止材料發(fā)生異變，影響施工進(jìn)度。
4公路隧道防水技術(shù)
4．1隧道涌水量預(yù)測
對公路隧道的涌水量進(jìn)行合理預(yù)測可以了解到其對公路隧道施工進(jìn)度的影響，從而使施工團(tuán)隊(duì)做好防水準(zhǔn)備，防止出現(xiàn)大規(guī)模的水害。公路隧道的生態(tài)環(huán)境所研究的重點(diǎn)就是對隧道的涌水量對其的影響。當(dāng)前，有很多預(yù)測隧道涌水量的方法，例如水文地質(zhì)比擬方、水利統(tǒng)計(jì)方法、地下水動(dòng)力方法、數(shù)值模擬方法以及經(jīng)驗(yàn)公式法等。其中，所謂水文地質(zhì)比擬法就是對水文及地質(zhì)條件相當(dāng)、相距較近的地下工程的涌水量進(jìn)行調(diào)查，并通過比例換算的方式對隧道涌水量進(jìn)行預(yù)測。水理學(xué)統(tǒng)計(jì)法就是以地下水資源的排泄、補(bǔ)給及徑流循環(huán)的過程為基點(diǎn)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方式確定其中一部分的涌水量，進(jìn)而預(yù)測出總體涌水量的大小等。
4．2系統(tǒng)排水盲管的布設(shè)、安裝
縱向盲管安裝:即按照設(shè)計(jì)的位置于底部邊墻鋪設(shè)排水盲管，沿著線路鉆孔并打進(jìn)螺栓，同時(shí)要用卡子固定住盲管。環(huán)向盲管安裝:先在噴射混凝土面上定位劃線，線位布設(shè)原則上按設(shè)計(jì)進(jìn)行，但需要根據(jù)洞壁實(shí)際的滲水漏水情況作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)要盡量通過有出水點(diǎn)及噴射面的凹處。沿線用PE板窄條(一般情況是8cm×20cm的窄條)和水泥鋼釘將環(huán)向盲管釘于初噴混凝土表面，鋼釘之間的間距一般為30～50cm。集中出水點(diǎn)水源方向鉆孔，然后將單根排水盲管插入，同時(shí)要及時(shí)封堵周圍，從而使得地下水從排水盲管中流出。
4．3防水卷材質(zhì)量控制要點(diǎn)
有松弛度的防水板可以保證噴層與防水板之間進(jìn)行緊密的結(jié)合，防止由于嚴(yán)防較緊而導(dǎo)致混凝土被壓迫變形。同時(shí)，要注重凹洼的固定點(diǎn)，邊墻與防水板的拱部的固定地點(diǎn)盡可能的要采用同等的密度，對于預(yù)留洞室的防水板鋪設(shè)盡可能的要按照洞室的整體形狀進(jìn)行鋪設(shè)。另外，需要著重注意的是，在敷設(shè)防水板的時(shí)候，不要留有褶皺、氣泡等。鋪設(shè)的接頭也要焊接牢固，為了使其牢固，可以使得襯砌的實(shí)際長度短于防水板的長度，一般＜0．5～1m，在焊接時(shí)，注意不要將防水板烤焦或者是焊穿，保持焊接速度為0．1～0．15m/min。關(guān)于隧道的施工縫施工中，其施工縫與防水板之間要留有0．5～1m的距離。除此之外，襯砌端部預(yù)留的防水板接頭需要做好防護(hù)準(zhǔn)備，施工過程中所使用的鋼筋等硬件要注意不要破壞防水板。對于已經(jīng)鋪設(shè)完成的防水板，在焊接鋼筋時(shí)，應(yīng)該固定好防水板。在容易淋水的地段，要防止防水板被淋濕，以免影響施工進(jìn)度。例如，可以先敷設(shè)防水板的引水層。在鋪設(shè)防水材料之前要清除平面上的尖銳物品并處理好混凝土的噴射層。相關(guān)單位要對基面進(jìn)行檢查，如果檢查合格，施工單位才能鋪設(shè)防水卷材，同時(shí)，防水卷材需要先進(jìn)行加工并檢驗(yàn)才能入洞。京珠高速公路粵境北段先期工程大寶山隧道采用的PVC復(fù)合式土工布防水板，是天津第三棉紡廠與化工系統(tǒng)聯(lián)合生產(chǎn)的。它是以針刺無紡?fù)凉げ紴榛模cPVC樹脂及增塑劑經(jīng)壓延、熱溶、涂敷而成的卷材(幅面寬2m，長32m，厚2mm，PVC面層厚約0．3～0．5mm)。其特點(diǎn)在200kPa水壓作用下，防滲水效果好，阻燃性佳、抗老化、質(zhì)量輕(10。鮑/m，)，易粘接(用膠結(jié)或焊接，其抗拉強(qiáng)度均可達(dá)到50N/cm2，)。在這種防水板的土工布一面縱、橫間每間隔50cm，設(shè)有吊帶一處以便固定在圍巖上。
4．4襯砌防水
所謂襯砌自防水是通過襯砌自身的緊實(shí)程度來防水的方式，這種方式的價(jià)格低廉、施工條件較為便利，施工工序也比較簡單。當(dāng)前，我國主要運(yùn)用防水的混凝土材料進(jìn)行襯砌防水。較為常用的防水混凝土包括膨脹性的混凝土、使用外加劑的混凝土及較為普通的防水混凝土。如果由于襯砌結(jié)構(gòu)不當(dāng)引起了滲水漏水，可以將變形縫設(shè)置于結(jié)構(gòu)較為合理的部分，從而保障變形縫兩邊的結(jié)構(gòu)與載荷度保持一致。同時(shí)可以使用剪力桿，使得襯砌結(jié)構(gòu)可以保證變形縫兩邊沉降的協(xié)調(diào)性，并使其滿足隧道變形的相關(guān)要求，進(jìn)而保障行車的安全。另外，可以再對縫間設(shè)置襯墊板，這樣可以防止由于地震導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。
4．5襯砌背面排水
襯砌背面排水是公路隧道防水工程的重點(diǎn)部分。主要的工作是控制排水管的材質(zhì)、整體外觀、連接方式及固定方式等。同時(shí)，施工單位要嚴(yán)格的檢查排水系統(tǒng)，如果檢查不合格不能投入使用，只有檢查合格才能進(jìn)行二次襯砌。當(dāng)前，公路隧道一般都是由于施工技術(shù)不當(dāng)而導(dǎo)致的滲水漏水現(xiàn)象，所以，在進(jìn)行具體施工過程中不僅要檢查止水帶及排水盲管的質(zhì)量問題，同時(shí)還要檢查防水材料的焊接程度，從而保障公路隧道的整體質(zhì)量。在初期支護(hù)與二次襯砌之間一般都會(huì)設(shè)置防水層方式滲水漏水現(xiàn)象的產(chǎn)生，一般防水層都采用合成的橡膠或者是樹脂等制作而成的防水板。當(dāng)前，襯砌背后防水可以采用超前小導(dǎo)管注漿防水的方式，常用的注漿材料包括丙凝漿、水溶性的聚氨酯以及早強(qiáng)水泥等。
4．6施工縫防水處理
在進(jìn)行防水施工時(shí)，須在二次襯砌混凝土灌注后的4～12h，運(yùn)用鋼絲或者是高壓水刷毛或者是沖洗接縫處的混凝土面，直至露出表面石子。在進(jìn)行混凝土灌注之前，要合理的清理接縫處使其保持濕潤。一般的混凝土灌注方式為:涂刷2道水泥漿，然后再鋪設(shè)上10mm的水泥漿，于0．5h之后再對其進(jìn)行混凝土灌注。
4．7變形縫防水處理
所謂變形縫就是指因?yàn)槭芰Σ煌慕Y(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不均勻沉降而設(shè)置的縫隙。變形縫是公路隧道整體結(jié)構(gòu)外進(jìn)行防水的重要環(huán)節(jié)。一般情況下，變形縫主要采用中埋式止水帶進(jìn)行止水防水，同時(shí)變形縫的縫隙間應(yīng)填充瀝青木絲板。可注漿的中埋式鋼邊止水帶具有一項(xiàng)優(yōu)勢，即利用中埋式的鋼邊實(shí)現(xiàn)其與混凝土的咬合，另外，其注漿管的設(shè)置間距一般都為3～5m，如果結(jié)構(gòu)發(fā)生滲水漏水的情況，可以采用環(huán)氧類的注漿液對其進(jìn)行注漿，從而提高變形縫的整體防水效果。但，這種注漿方式很容易破壞注漿管結(jié)構(gòu)，因此，可以在實(shí)際的施工中，設(shè)置泡沫杯對其進(jìn)行保護(hù)。
4．8止水帶施工技術(shù)
對于公路隧道的不同位置要運(yùn)用不同的止水帶進(jìn)行防水施工。對于底部、頂板及側(cè)墻的防水施工，可以使用外貼式的止水帶。如果使用的是中埋式的止水帶應(yīng)先將其安裝固定完畢，在依據(jù)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)要求，在注漿管內(nèi)成對的安裝注漿所用的導(dǎo)管，所謂成對安裝就是安裝1根排氣管、1根注漿管。注漿導(dǎo)管沿止水帶縱向設(shè)置的間距一般為5～6m。對于安裝在施工縫處的止水帶，應(yīng)先用鋼筋將主筋與止水帶焊接好，其連接的縱向間距一般在5m以內(nèi);施工縫中部設(shè)置3mm厚鍍鋅鋼板止水帶，電鍍鋅層厚度為8～10μm。
4．9管道部位施工技術(shù)
在對管道部位進(jìn)行施工時(shí)，要注重幾個(gè)重點(diǎn):①對穿墻的管道及排水地方涂刷防水材料，一般防水材料為JS防水材料。在配置防水材料時(shí)，要按照合理的比例攪拌成漿糊狀的涂料，在對穿墻管道及排水口進(jìn)行涂刷時(shí)，要注意涂料的厚度不能超過2mm，涂刷范圍一般都為沿著管道周邊200mm范圍內(nèi)，涂層也不能堆積。②JS防水材料要進(jìn)行自粘卷材附加層施工，其施工的范圍一般為沿著管道周圍250mm。③加強(qiáng)防水處理工作，即在管道兩邊及排水口涂刷上密封膠體，一般穿墻管道涂刷密封膠不能超過50mm高。另外，要注意控制密封膠體的加熱時(shí)間，防止由于加熱時(shí)間過長發(fā)生火災(zāi)。
4．10加強(qiáng)施工管理，落實(shí)人員責(zé)任
1)加強(qiáng)技術(shù)管理人員的施工培訓(xùn)。要對施工技術(shù)人員進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn)，同時(shí)技術(shù)培訓(xùn)要落實(shí)到每一位施工人員身上包括一線施工人員。另外，施工單位要對公路隧道的核心部位、重點(diǎn)部位、施工工藝等進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范施工，不采用劣質(zhì)防水材料，同時(shí)在施工之前、施工過程中都要做好設(shè)備材料的檢查工作，一旦發(fā)現(xiàn)問題，要盡快解決。
2)嚴(yán)格檢查隧道防水排水系統(tǒng)。在進(jìn)行二襯的施工之前需要嚴(yán)格的檢查隧道防水排水系統(tǒng)，保障縱向的排水管與橫向的排水管之間的貫通。同時(shí)在公路隧道工程施工完成后，施工單位還有再次檢查其防水排水系統(tǒng)，并依據(jù)實(shí)際情況，對其系統(tǒng)進(jìn)行評估。
3)在后期公路隧道使用階段中，相關(guān)單位還要對公路隧道進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)公路隧道防水檢查及處理工作，如果發(fā)生防水工程質(zhì)量問題，要及時(shí)解決這些問題，保障防水系統(tǒng)運(yùn)行暢通。
5結(jié)語
公路隧道防水工程是公路隧道的薄弱環(huán)節(jié)，其影響著公路隧道的整體質(zhì)量、行車的安全及公路隧道的使用年限。當(dāng)前，公路隧道的防水工程主要是結(jié)合實(shí)際的施工狀況對施工區(qū)域進(jìn)行防水，遵循綜合治理的原則。在實(shí)際的施工過程中，要對施工區(qū)域的地下水的狀況進(jìn)行深入的勘察及處理，使得公路隧道有著較為完善的防水系統(tǒng)，進(jìn)而保障公路隧道的行車安全。本文主要探討了公路隧道工程在施工中的難點(diǎn)及相關(guān)處理技術(shù)。
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