玉峰山隧道二次衬砌防渗漏水施工技术

来源:用户上传      作者:

　　摘 要:为解决隧道小边墙混凝土施工缝过多、混凝土开裂、渗漏水、结构不稳等病害现象,对玉峰山二次衬砌施工技术及工艺进行改进,加强防排水施工工序的质量控制,隧道二次衬砌混凝土采用小边墙与拱墙一体的浇筑技术,预防以上病害的发生。
　　关键词:小边墙 渗漏水 衬砌台车 防排水 二次衬砌 小边墙与拱墙一体
　　
　　一、工程概况
　　玉峰山隧道为重庆外环北段高速公路重点、难点及控制性工程,为大跨径三车道特长隧道,左右隧道长度分别为3702m,3671m,我单位承建的N5合同段为玉峰山隧道出口段,合同段左右隧道长度分别为2098m,2082m。
　　玉峰山隧道建筑限界宽14.5m,高5.0m,隧道净宽15.35m,净高8.12m,内净空面积100.69m2。开挖最大面积为170 m2,围岩设计类别为II-V级围岩。
　　本隧道工程地质和水文地质条件复杂,隧道穿越岩溶与岩溶水、局部坡碎带、老窖与老窖水、穿煤层与采空区、瓦斯、腐蚀性地下水等不良地质地段。隧道穿越一背斜,地层有侏罗系下统,三叠系上统须家河组,下统嘉陵江组,涌水量较大。
　　二、施工技术改进的思想形成
　　隧道二次衬砌混凝土传统施工顺序是首先施工仰拱混凝土或小边墙基础;其次是浇筑拱墙同厚度对应位置下的小边墙,最后施工剩余部分的小边墙混凝土,这样导致该部位混凝土渗漏水。如果将小边墙混凝土一次全部浇筑完成,浇筑拱墙混凝土时,衬砌台车不能或不便伸展到位,浇筑后衬砌台车拆模困难或不能拆模,这是导致小边墙分两次以上浇筑的主要原因。
　　小边墙混凝土分多次浇筑,容易造成小边墙与拱墙、小边墙与基础、小边墙之间的施工缝、裂纹和裂缝等处渗漏水现象,在小面积范围内施工缝过多,第一影响外观质量;第二因小边墙混凝土多次浇筑,施工缝过多,特别是竖缝导致基础受力面减小,减弱了小边墙基础整体受力,造成了该位置混凝土结构被破坏,致使小边墙结构出现不稳隐患,第三因施工缝过多造成该位置局部混凝土的抗渗能力减弱。
　　根据隧道这一质量通病,为在玉峰山隧道二次衬砌中解决这一质量通病,本人对隧道结构、隧道小边墙和拱墙二次衬砌的施工方法进行改进,提出了修改衬砌台车,另外由于隧道小边墙承受压力大,所以考虑要求小边墙与拱墙二次衬砌同时浇筑的施工思路。小边墙与拱墙之间的模板采用铰接,衬砌台车骨架及面板要求钢度大,支撑采用液系统。混凝土台车结构改进具体如下:衬砌台车钢板厚度选用了12mm,主骨架门梁高度按1m进行设计,确保衬砌台车骨架及面板的钢度,衬砌台车长度选择了12m,衬砌台车多处的修改在设计过程中已充分考虑。
　　针对玉峰山隧道涌水较大,主要有地下水、岩溶水、老窑水等,隧道防排水施工任务艰巨,因此在施工防排水工序时,除按原设计的图纸要求施工外,并对工序质量进行严格控制,对局部防排水措施进行加强,如加密环向盲沟管、排水支管,防水板的双缝焊接等措施。
　　 另外玉峰山隧道是重庆外环高速公路北段控制性隧道工程,且重庆外环高速公路为交通部典型示范路,也是重庆市重点工程,隧道二次衬砌质量的好坏直接影响到隧道施工及运营安全。
　　三、施工过程、施工工艺技术
　　隧道二次衬砌是仰拱或小边墙基础施工完成,拱墙位置围岩和初期支护收敛基本稳定后方可施作二次衬砌。在设计有仰拱的地段,应人工立模完成边墙基础及仰拱混凝土浇筑,根据围岩级别、变形情况确定开挖工作面的距离,边墙基础及仰拱应超二次衬砌30-100m,满足隧道二次衬砌要求。
　　第一、施作仰拱或小边墙基础位置的无防布和防水板,纵向排水盲管和支管。预埋小边墙基础位置的无防布和防水板,将纵向排水盲管包裹在无防布中,反卷无防布和防水板与拱墙混凝土密贴,使纵向排水盲管用三通与支管连接并固定,端头用水泥袋封住,防止浇筑混凝土时排水支管随意摆动和水泥浆渗入支管内;立模浇筑小边墙基础混凝土,拆除小边墙基础模板后应立即清理排水支管的堵塞物,确保纵向盲管和排水支管的畅通,对基础表面混凝土进行凿毛,提高拱墙混凝土与基础接缝的粘接力,提高混凝土结构的抗渗能力。
　　第二、拱墙挂设无防布和防水板,在片状小股滴水地段采用片状盲沟,集中股状出水地段落可采用波纹管盲沟,环向盲沟纵向间距原则为20m,干燥地段可适当加长,在水量大的地段间距适当加密,环向盲沟沿隧道环向埋在无防布和防水板后,与纵向排水管相连。防水板与无防布的松弛度沿隧道环向每米预留0.15-0.20m控制,保证防水板既不被混凝土胀裂,又不发生重叠,二衬混凝土浇筑完成后拱顶防水板正好张拉伸直紧靠初期支护;防水板焊接采用双缝爬焊技术,焊接宽度不小于10cm。
　　第三、凿毛拱墙基础或仰拱顶面混凝土,在浇注二次衬砌前,对基础混凝土进行清理,凿毛拱墙基础或仰拱顶面混凝土,铺设止水条,方可进行下一工序台车就位的施工。
　　第四、有钢筋地段施作钢筋笼,并施作对该位置的预埋件,预留洞和预埋照明、通风、消防等所需的洞室和线路管、孔、槽。经检查合格后方可进行下一工序台车就位,
　　第五、台车就位,隧道衬砌台车采用自行液压砼衬砌台车,衬砌台车定位采用全站仪进行放样,通过严格控制台车行走轨道的平面位置,测定浇筑位置平面和拱顶高程,再通台车的液压系统将台车模板推到设计位置,再接下来的是加固台车,封台车端头模板。
　　在衬砌台车架立前,按隧道中线和标高,对开挖断面进行复核和整修。在砼衬砌施工前,要先铺设环向排水管和防水板的材料必须合格,并要严格检查,不得有裂隙和破损现象,防水板铺设要控制其松紧度,保证在浇注混凝土时不被撕裂。台车模板表面应在浇注砼前涂刷脱模剂,模板接头应整齐平顺,挡头板与岩壁间缝隙应嵌堵紧密。严格控制轨道中心距,台车就位时,先调顶模中心标高,然后由顶模支撑梁上横向丝杆调整台车中线符合要求,最后由侧向丝杆电动调节边模张开位置,调整到位后放下翻转模和底脚斜撑丝杆加固,与基础或仰拱混凝土相靠紧贴,并检查小边墙位置的标高,并利用液压和螺旋千斤顶进行微调。
　　浇注前用清水冲洗基础,在基础上浇注一层3-5cm厚的细石混凝土,增强拱墙混凝土与原基础或仰拱混凝土的粘接。
　　混凝土的拌制:采用自动计量混凝土拌合站,集中生产混凝土,砼坍落度控制区在150-180mm,按配合比生产。混凝土采用混凝土输送车运输,输送泵将混凝土输送入模。
　　二次衬砌混凝土浇筑前,应将浇筑面的泥浆、岩渣、油污、有害的附着物和松散物等清除掉。混凝土浇筑应尽可能直接入台车内,自由跌落距离不应大于1.2m,防止集料分离,若混凝土浇注中断时,应在初凝以前将接缝处的砼振实,并使缝面具有合理、均匀稳定的坡度,控制浇筑速度,对称浇筑,采用插入式振捣器配合附着式振动器振换捣混凝土,标准为砼表面不再下沉,无气泡溢出,表面开始泛浆为止,既防漏振,致使砼不密实,又防过振,砼表面出现砂纹,特别是内模反弧部分要确保捣固充分,避免出现气孔、气泡现象,拱顶位置设置附着式振动器,在浇筑拱顶最后一车混凝土时,要求将混凝土的坍落度控制在允许范围的上限180mm,利用混凝土的流动性,确保拱顶混凝土填充密实和饱满,在拱顶窗口关闭前需要估计拱顶剩余混凝土量,并预埋Φ5cm漏浆管,将漏浆管的进口预埋在拱顶最高位置,当从漏浆管流出浓浆时,混凝土泵方可停止泵送。
　　拆模:根据洞内浇筑位置的温度控制拆模时间,要求混凝土试件强度达到2.5Mpa以上方可拆除模板。
　　
　　四、结束语及成果
　　隧道洞身衬砌采用拱墙与基础一体的液压衬砌台车作为内模,一次性成功浇注二次衬砌拱墙和小边墙的混凝土,减少了施工环节和施工缝,增强了混凝土的整体性,也提高了小边墙、拱墙二次衬砌混凝土的抗渗能力。
　　玉峰山隧道二次衬砌拱墙与基础一体的液压衬砌台车是可行的、使用方便,节能工效,解决了以往隧道传统衬砌施工存在的拱脚渗漏水问题;建成后玉峰山隧道每天从洞内流出的地下水约四万立方米,玉峰山隧道贯通后二次衬砌未出现渗漏水现象,证实了改进后隧道防排水施工是成功的;小边墙与拱墙二次衬砌一体浇筑的施工技术革新是可行的。
　　
　　参考文献:
　　[1]重庆市交通规划勘察设计院,玉峰山隧道施工图设计,2006年3月
　　[2]公路隧道施工技术规范(JTJ042-94).北京:人民交通出版社,1995.年
　　作者简介:王官忠,单位:中铁十五局集团二公司,职称:工程师,学位:大学本科
　　研究方向:土建

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-643245.htm