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高速铁路高寒地区隧道防水施工技术分析

作者:未知

  摘 要:高速铁路隧道为一级防水等级,要求衬砌没有渗水和湿渍。如果出现漏水的情况,不仅会促使衬砌混凝土碳化,还会对隧道结构造成破坏,对隧道和高速铁路使用寿命造成影响。假如出现道床积水,则会影响高铁隧道的功能,甚至还会出现交通事故。由此,本文主要探讨高速铁路高寒地区隧道防水施工技术,以提高防水施工质量。
  关键词:高速铁路;高寒地区;隧道防水施工
  中图分类号:U457.2 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2019)02-0117-02
  Analysis on Waterproof Construction Technology of Tunnel in High-speed Railway Alpine Area
  Abstract: High-speed railway tunnel is a first-class waterproof grade, requiring lining to be free from seepage and wetting. If water leakage occurs, it will not only promote the carbonation of lining concrete, but also cause damage to tunnel structure and affect the service life of tunnel and high-speed railway. If there is ballast water, it will affect the function of high-speed railway tunnel, and even traffic accidents. Therefore, this paper mainly discussed the waterproofing construction technology of tunnels in high-speed railway cold areas, in order to improve the quality of waterproofing construction.
  Keywords: high-speed railway;alpine region;tunnel waterproof construction
  防水在高速铁路隧道工程施工过程中属于较为重要的内容。若防水工程施工效果较差,就会导致隧道出现渗漏的情况,形成安全隐患,影响列车通行。因此,加强隧道防水尤为重要。在隧道防水施工过程中,相关工作人员要掌握相应的技术难点,以保证隧道工程的防水效果,提高隧道工程质量[1]。本文通过对具体案例进行全面分析,研究高速铁路高寒地区隧道防水施工技术。
  1 工程概况
  新建的崇礼铁路孙家庄隧道位于河北省张家口市下花园区境内,全长1 462m,最大埋深为84.32m,最浅埋深为3.4m。隧道地貌单元属低山丘陵区,整体地形为中间高、两侧低,地形具有较大的起伏,两侧“V”冲沟发育;梯田广布,地面高程为707.6~810.0m,相对高差较大,山势起伏,纵向自然坡度一般在10°~20°,横向自然坡度一般为5°~30°,局部呈陡崖状。
  隧道所在地区年平均气温9.6℃,最冷月平均气温-13℃,极端高温40.9℃,极端低温-25.7℃。夏季多雷雨,春秋多风沙,最大冻土深度达1.29m,属于寒温带半干旱性气候区。在整个防水工程中,施工单位坚持以预防为主、多道防设、综合防治、因地制宜、刚柔结合的原则,以期提高防水施工效果[2]。
  2 高速铁路隧道渗漏水的原因
  高速铁路病害的主要类型包括基地软化、拱顶掉块、衬砌裂损、边墙故障开裂、渗漏水和翻浆冒泥等,其中,造成渗漏水的原因较多,主要包括以下几个。其一,在施工过程中,如果没有严格控制混凝土,就会导致混凝土的质地不均匀,捣固不密实,还会出现漏振的情况,从而导致出现蜂窝、输送层,或者具有多种形状的透水缝隙。其二,施工缝的止水带埋设不规范,挡水板较为粗糙。其三,塌方造成衬砌混凝土拉裂,膨胀围岩作用引起衬砌开裂;先拱后墙的施工顺序不当,长度较大,拱脚下沉导致拱部开裂;因为地质不均匀的下沉导致衬砌开裂。其四,岩石隧道光面爆破效果较差。衬砌结构和围岩结合并不紧密,不仅使衬砌受力条件出现恶化,还会导致围岩出现松动,导致地下水侵入。其五,裂隙水发育或者泉眼地方没有引排水;其六,先拱后墙法施工的拱脚浮渣没有清理干净,马口回填不密实,导致出现渗漏水。
  3 防水的设计
  3.1 防水设计
  本文分析的工程的特点及地理位置较为特殊,要求其防水等级为I级,不能出现渗漏的情况,也不能够有湿渍。由此,使用排、堵和防三种方法的刚柔结构,实现多道防线设置,通过综合治理原则实现防水。
  3.2 防水结构
  设置三条配水管,在隧道仰拱底中部、两侧边墙角紧靠实现开挖面,通铺之后使用干砌片进行防护。排水管汇集地下水,利用竖向泄水孔到泄水洞流入并且排出。泄水洞的断面设置为1.8m×1.9m,顶面和正洞地面的间隔为6m,泄水洞从进出口中每隔50m设置横通道,长度设置为5.5m,断面设置为1.5m×1.2m,坡度设置为5%,为上方正洞竖向泄水孔排泄地下水,到汇水洞汇集,并且排出到洞外。10cm竖向泄水孔同步于泄水洞横通道,每隔50m就进行设置,使用100型钻机或者YQ100型潜孔钻进行钻取,III类和III类的围岩中设置花管,花管使用10mm硬质塑料管 。
  將初期支护称为第二道防线,主要为来自于结构拱部水分流。另外,还能降低承压水对防水板、排水板的压力。通过现场实际测量可知,承压水通过初期支护到防水层,水压能降低85%~90%,具有保护防水层的优势。   将排水板及防水板作为第三道防线,其不仅能实现排水、防水,还能和初期支护、二期衬砌相结合发挥润护及隔离的作用,避免二次衬砌混凝土开裂,使防水效果得到提高。
  防水水泥是最后一道防线,将二次衬砌结合防剂水混凝土,通过密实性满足结构自防水的效果。其在结构中不仅具有防水的作用,还具有围护、承重的作用。
  4 隧道防水施工技术分析
  4.1 暗挖隧道防水施工技术
  使附加防水层及混凝土自防水成为隧道主体,将4mm的双面自粘防水卷材作为隧道底板,通过预铺法实现施工。将厚度为3mm和4mm的自粘聚合物沥青防水卷材作为侧墙和顶板,都是通过湿敷法进行施工。
  使隧道工程混凝土整体结构自身能防水,对卷材铺设基层的表面进行全面处理,使表面能够更加平衡,把高低误差控制在5~8mm,以此能保证卷材的铺设效果。通过高标号聚合物砂浆全面修补孔洞和砂眼,利用高标号砂浆补平墙面。浇筑混凝土基层时,要保证其坚固、平整及整洁。
  湿敷法能通过自粘卷材施工配置水泥胶,并根据需求添加水泥,并且利用电动搅拌器搅拌均匀,保证施工质量。为了能进一步提高水泥胶配置效果,要求使用干净的饮用水校核,并且利用32.5标号以上的普通硅酸盐水泥,添加聚合物建筑胶。此外,还要将108建筑胶水作为保水剂,适当增加立面水泥素浆的粘稠度,避免出现流淌的情况;在水泥浸透后搅拌,避免水泥出现颗粒,提高搅拌效果;使用电动搅拌器的过程中,要带上塑料胶绝缘手套和塑胶鞋,以此保证施工的安全性。
  4.2 变形缝施工技术
  在对隧道防水工程进行施工的过程中,主要内容就是变形缝的处理。对于底板及顶板的变形缝,要铺贴宽度为1 000mm的防水卷材加强层,顶板还要铺贴改性理清防水卷材。在对变形缝进行施工的过程中,对周边1 000mm范围中和下层的卷材进行焊接,焊接后,实现中间空铺处理,搭接边的宽度设置为≥100mm。
  对于边墙和侧墙的变形缝,先清理混凝土基面,之后清理油污、杂物,对基面进行淋水处理,将宽度为10 000mm及厚度为3mm的双面自粘聚合物改性沥青防水卷材加强层铺设于变形缝上。
  4.3 止水带施工技术
  在隧道的各个部位使用针对性的止水带技术。假如将外贴式止水带设置到顶板、侧墙和底板中,就能直接对其进行安装。假如将中埋式止水带应用到设计过程中,就要安装中埋式止水带,之后根据相应的设计需求,将注浆导管安装到止水带两侧注浆管中,并成对安装对排气管及导浆管。为了在施工缝中设置止水带,需要利用结构主体主筋和焊接止水带实现,设置连接点纵向距离要小于5m。此外,还可将镀锌钢板止水带设置到施工缝中部,设置电镀锌厚度为8~10μm。
  5 结语
  防水设计是高铁隧道的基础。因此,在设计过程中,要设计合理的防水方案,并且进行施工质量检查与验收。
  参考文献:
  [1]曹磊,张维欣.兰新高铁高寒隧道冻融环境下修复性堵漏技术施工实践[J].中国建筑防水,2017(12):26-30.
  [2]赵卫全,周建華,张金接,等.化学灌浆在高寒地区高铁隧道渗水处理中的应用研究[J].中国建筑防水,2017(6):15-19.
论文来源:《河南科技》 2019年2期
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