05 防水与排水.docx

05防水与排水防水与排水01洞口防排水一洞口防排水设计洞外防排水设计是指设计合理的隧道洞外地表水防排水措施，防止地表水下渗或向隧道洞口聚集。1、洞顶地表处理隧道要求重视防止地表水的下渗，其处理措施为填充、铺砌、勾补、抹面等。对洞坑穴、钻孔等均应采用防水材料充填密实封闭，隧道进出口段一定范围地表采用注浆加固措施。2、洞顶截水天沟洞顶截水天沟是修筑在距洞门边仰坡一定距离外，环抱隧道洞门的截水沟。洞顶截水天沟的主要目的是截断洞口边仰坡地表水来源，防止地表水冲刷边仰坡和洞门区域。水沟一般采用浆砌片石铺砌，厚度不小于30厘米。截水天沟设计应知足下面要求：1.天沟设于边仰坡坡顶以外不应小于5米，天沟一般沿等高线向道路一侧或两侧排水；2.天沟坡度根据地形设置，但不应小于0.5%，以免淤积。当纵坡过陡时，应设置急流槽或跌水连接。一般在地面自然坡度陡于1：1时，水沟应做成阶梯式，以减少冲刷。土质地段水沟纵坡大于20%或石质地段水沟纵坡大于40%时，应设置抗滑基座，以确保纵向稳定；3.天沟长度应使边仰坡坡面不受冲刷为宜，下游应将水引至适当地点排泄，避免冲刷山体。流量较大时，不宜将水引入路基排水边沟排泄，应根据地形将水引至附近沟谷或涵洞排泄。3、明洞防排水相对于隧道暗洞，明洞防排水条件要优越得多。一方面，明洞属于明挖回填构造，能够在渗水迎水面衬砌构造外侧设置防水层，其施作条件和防水效果要好得多；另一方面，明洞回填材料和方式能够人为控制，进而也能控制回填后明洞洞周的地下水流量和途径。在控制明洞洞周地下水方面，防排水措施主要有：1.明洞开挖边坡以外应设置天沟。其沟底坡度与道路一致且不小于5%，条件允许时可在山坡较低一侧拉槽排水。洞顶排水沟一般采用矩形或梯形断面，浆砌片石厚度不小于30厘米，以防冲刷；2.洞顶回填土石外表一般应铺设粘土隔水层，且应与边坡搭接良好，以防地表水渗入。隔水层外表种草防护，可防雨水冲刷；3.明洞回填前和回填经过中，可在回填土石底层或层间埋设排水盲管盲沟，引流渗水，防止地表水下渗后在回填土石中滞留积蓄，增大水压和明洞荷载。应注意上坡隧道排水盲管盲沟流出通道。在构造性防水方面，明洞防排水应采取下面措施：1.明洞外缘防水采用全断面铺设土工布、防水板，接缝采用双焊缝热融粘结技术。2.在明洞与暗洞搭接处，采取可靠的变形缝防水措施，设计采用中埋式止水带防水，并在明暗交接处设直PE500排水板。4、洞门截排水洞门截排水的主要目的是截流洞口边仰坡漫流下来的地表水，防止水流在洞门处下渗或冲刷洞门构造，影响洞门构造安全、行车安全和美观，采取的主要措施为：1.削竹式洞门应沿洞脸环向设置高度不小于30厘米厚的钢筋混凝土帽石，沿洞门环框内侧隧道壁面设置滴水线，以防雨水漫流影响美观。2.对于带有翼墙的各类隧道洞门及明洞洞门，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不应小于150厘米，洞门翼墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不应小于100厘米，洞门墙顶应高出仰坡坡脚0.5米以上。02洞内排水沟槽一排水管材施工排水管材包括纵向排水管和横向排水管，这些管材在施工时应十分注意互相间的搭接。搭接应牢固，不漏水，排水通畅，优先选用专用搭接接头。1.纵向排水管施工纵向排水管应按一定的排水坡度安装，中间不得有凹陷、扭曲等，以防泥沙在这些位置淤积、堵塞排水管。在安装前，用素混凝土整平安装基面。纵向排水管施工前应进行下面检查：(1)排水管材质及规格检查。塑料制品若保存不当极易发生老化，可目测管材的色泽和管身的变形；轻轻敲击观察管体能否变脆；用卡尺或钢尺量管径与管壁，检查其能否与设计要求相符。(2)管身透水孔检查。纵向排水管主要有两个作用：一是将环向排水管下流之水经其排至横向排水管；二是将防水卷材阻挡之水经纵向排水管上部透水孔向管内疏导。为了实现其第二项功能，排水管上的透水孔必须有一定的规格并保证有一定的间距。在纵向管安装前，必须用直尺检查钻孔的孔径和孔间距。施工时应进行下面检查：(1)安装坡度检查。纵向排水管通常位于衬砌的两下角，需要从路面水平下挖一定深度才能到达设计标高。有时施工条件极为不利，施工较易出现管身高低起伏不定，平面上忽内忽外的现象。在这种情况下，隧道建成后纵向排水管容易被淤砂封堵，或被冰冻封堵，造成纵向排水不畅。因而，施工中一定要为纵向排水管作好基础，用坡度规检查、测定纵向排水管的坡度，使地下水进入纵向排水管后在一定的坡度下按指定的方向流动。(2)包裹安装检查。纵向排水管在布设时必须注意其细部构造。首先应用土工布将纵向排水管包裹，使泥砂不得进入纵向排水管。其次，应用防水卷材半裹纵向排水管，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内，而不让地下水在排水管位置纵横漫流。因而，施工时要认真检查纵向排水管的包裹安装情况，杜绝粗放施工，为隧道后期排水创造条件。(3)与上下排水管的连接检查。纵向排水管在整个隧道排水系统中是一个中间环节，起着承上启下的作用。施工中应注意检查上部环向型弹簧排水管与纵向排水管的连接。一般采用环向排水管出口与纵向管简单搭接的方式，避免两管之间被喷射混凝土隔断。其次还应回注意检查纵向排水管与横向排水管的连接。一般采用三通管连接；三通管留设位置应准确，接回头应牢靠，防止松动脱落。2、横向排水管的施工与纵向排水管施工工艺一样，但应注意：对横向排水管的检查，主要是接头应牢靠、密实，保证纵向排水管与中央排水管间水路畅通，严防接头处断裂，由纵向排水管排出之水在路面下漫流，造成路面翻浆冒水，影响行车安全；其次是在横向排水管上部应有一定的缓冲层，以免路面荷载直接对横向排水管施压，造成横向排水管破裂或变形，影响其正常的排水能力。二中心排水管沟施工路基排水管一般采用预制管段在现场拼接的方法施工。因而，在施工时首先要重视管段的预制，确保管段的尺寸、材料质量和施工质量。在现场拼接前，应再次检查管段质量：(1)预制管段的规整性。用钢尺量测管段直径，观察管身能否变形或有严重裂缝；检查管身部透水孔能否畅通。(2)管壁的强度。用石块轻敲管壁，检查混凝土强度能否知足设计与施工要求；对酥松掉块者，必须弃之不用。施工时先挖基槽，整平基础，然后再铺设管段，最后回填压实。其中最重要的一个环节是处理管段基础。在软岩或断层破碎带区段施工中，应将不良岩土体用强度较高的碎石替换，并用素混凝土找平基面，使基础既平整又密实，为管段顺利铺设创造条件。施工中应十分注意检查基础的坡度，不仅总体坡度应符合要求，而且局部的几个管段间也应符合要求，尽量避免高低起伏。管段铺设时，首先要保证将具有透水孔的一面朝上。管段逐个放稳后，再用水泥砂浆将段间接缝密封填实。待砂浆凝固后，应逐段进行通水试验，发现漏水，及时处理。之后用土工布覆盖管段透水孔，在横向排水管出口处注意与中央排水管的连接方式。回填时注意保护管段的稳定及其上部透水性。路面两侧排水沟一般采用现浇方法施工，也有少数采用预制管段现场拼接方法施工。施工时应注意：(1)侧沟与侧墙应连接牢固，必要时可在墙部加设短钢筋，使墙与沟壁联为一体。(2)侧沟进水孔的孔口端应低于该处路面标高，路面铺筑时不得堵塞孔口。(3)隧道内侧沟旁设有集水井时，宜与侧沟、路面同时施工。(4)应当保证根据设计的构造尺寸、排水坡度进行施工，保证横向排水管与排水沟的顺畅连接。03施工缝与变形缝处理一.变形缝和施工缝处理一般情况下，只要复合式防水层施工规范，衬砌混凝土施工质量到达要求，渗漏水一般不容易直接穿透混凝土而进入隧道洞内。因而，混凝土衬砌中的各类变形缝和施工缝往往是防水薄弱环节，因此需要进行特殊处理。目前常用的处理措施是在变形缝设置止水带，在施工缝处设置膨胀橡胶条如图。止水带、膨胀橡胶条应尽量安装在衬砌厚度的中间。止水带安装应平直垂直于工作缝，两端埋设牢固、可靠，膨胀橡胶条在安装前应采取缓膨胀处理措施，避免施工经过中提早膨胀导致防水失败，安装应牢固可靠。应当指出的止水带、膨胀橡胶条在地面建筑领域内应用效果较好，然而，在隧道工程中的应用效果并不理想，其主要原因是隧道衬砌的变形缝、施工缝大多为竖直方向，止水带和膨胀橡胶条安装固定困难，安装缺陷较普遍，封堵的地下水缺乏排泄通道，当水压升高时，地下水总能通过缺陷位置等薄弱环节渗出。这也是导致隧道渗漏病害多发的重要原因。因而，目前工程界一直在尝试一些新的工作缝处理方法，如本次设计变形缝中采用的可排水复合橡胶止水带和施工缝中采用的P-201止水膏。可排水复合橡胶止水带是一种新型止水带，能对渗水进行“先排后堵。它由绕道、翼缘、膨胀橡胶条和止浆滤水带组成如图，其中绕道和翼缘构成止水带主体，止浆滤水带粘贴在翼缘上并与绕道构成排水通道。可排水复合橡胶止水带为内置式止水带，设置在衬砌厚度的中间，横断衬砌环向施工缝。当环向施工缝内出现渗水时，渗水沿环向施工缝流至止浆滤水带，由于止浆滤水带可透水，渗水很容易进入排水通道，并由其排入隧道的下部排水系统。假如部分渗水在穿越止浆滤水带时沿止水带与混凝土之间的间隙横向流动，则会碰到粘贴在止水带翼缘上的遇水膨胀橡胶条的阻挡，遇水膨胀橡胶条遇水后膨胀，使止水带翼缘与混凝土之间的间隙密实，渗水沿横向流动阻力增大，进而提高了止水带的止水能力。为了使可排水复合橡胶止水带的下排水顺畅流入隧道的排水系统，衬砌环向施工缝下部必须有相应的排水构造图。在衬砌基础内，每道环向施工缝的下方设置一条弹簧排水管，弹簧排水管的下端与纵向排水盲管相通，上端弯折在止水带安装槽内。当止水带下端与弹簧排水管接通后，止水带内的下排水就会顺利流入隧道的纵向排水盲管，并由其排出。进而可实现止水带的无压止水。04防水板防水一、防水板铺设1施工工艺流程在基面严格根据本指南3.2条规定要求处理完成后，进行防水板铺设，防水板铺设包括铺设准备、垫层铺设、防水板固定、防水板焊接等环节。其施工工艺流程见图3-4-1。图3-4-1防水板施工工艺流程图2施作步骤与方法1)铺设准备洞外检查、检验垫层材料及防水板质量，对检查合格的防水板，用特种铅笔划焊接线及拱顶分中线，并按每循环设计长度截取，对称卷起备用；洞内在铺设基面标出拱顶中线，画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。防水板铺设宜采用专用台车铺设，台车应具备下面要求：防水板专用台车应与模板台车的行走轨道为同一轨道；轨道的中线和轨面标高误差应小于±10mm。台车前端应设有初期支护外表及衬砌内轮廓检查刚架，并有整体移动上下、左右的微调机构。台车上应配备能到达隧道周边任一部位的作业平台。台车上应配备辐射状的防水板支撑系统。台车上应配备提升成卷防水板的卷扬机和铺放防水板的设施。专用台车上应设有激光点接收靶。防水板铺设专用台车可参考图3-4-21、衬砌内轮廓检测刚架；2、人梯；3、作业平台；4、防水板扇形支撑；5、门架。讲明图11.3.6防水板铺挂作业台车示意图图3-4-2防水板铺挂作业台车示意图1衬砌内轮廓检测刚架；2人梯；3作业平台；4防水板扇形支撑；5门架。防水板宜选用高分子材料，幅宽一般为24m，厚度不得小于1.2mm，且应符合设计要求，耐刺穿性好、柔性好、耐久性好。塑料防水板的物理力学性能应符合表3-4-1的要求。表3-4-1塑料防水板主要物理性能2垫层铺设对于设计为分离式的防水板，先进行垫层铺设，垫层材料根据设计选用，一般采用射钉固定如图3-4-3所示。图3-4-3暗钉圈固定垫层示意图其铺设的详细步骤为：a.先在隧道拱部位标出纵向中线；b.使缓冲层垫衬基本与洞室轴线直交，留足基面凹凸部位的富有量，由两边墙向拱部铺设；c.用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平整顺直地固定在基层上，每幅防水板布置适当排数垫圈，一般拱部0.50.8m，边墙0.81.0m，底部11.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定；d.缓冲层接缝搭接宽50mm，一般仅设环向接缝，当长度不够时，设轴向接缝应确保上部靠近拱部的一张应由下部靠近底部的一张缓冲层压紧。3防水板铺设a.防水板铺设应超前二次衬砌施工920m，并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板，同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离；b.铺设前进行准确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头；c.采用从下向上的顺序铺设，下部防水板应压住上部防水板，松紧应适度并留有余量实铺长度与弧长的比值为10：8，保证防水板全部面积均能抵到围岩；d.分段铺设的卷材的边缘部位预留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护；e.对于避车洞处防水板的铺设，如成形不好，须用浆砌片石或模筑混凝土使其外观平顺后，方可铺设防水板，对于热合器不易焊接的部位用热风枪手工焊接，并确保其质量；f.两幅防水板的搭接宽度不应小于150mm见图3-4-4；4防水板固定a.对于设计为分离式的防水板，可用热风焊枪或热合器，使防水板其融化与塑料垫圈粘结牢固。b.对于设计为复合式的防水板，则按设计要求在铺设基面打设膨胀锚栓或射钉，采用悬吊法固定。c.在凸凹较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保证其与混凝土外表密贴；5防水板焊接a.焊接时，接缝处必须檫洗干净，且焊缝接头应平整，不得有气泡折皱及空隙；b.防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪；c.开场焊接前，应用小块塑料片上试焊，以把握焊接温度和焊接速度；d.单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm见图3-4-4；e.防水板纵向搭接与环向搭接处，除按正常施工外，应再覆盖一层同类材料的防水板材，用热焊焊接。f.在焊缝搭接的部位焊缝必须错开，不允许有三层以上的接缝重叠见图3-4-5。焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接，使其不出现错台；允许允许不允许图3-4-5防水板搭接示意图g.焊缝若有漏焊、假焊应予补焊；若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点，必须用塑料片焊接覆盖；3施工控制要点1塑料板应存放在室内，库房应整洁、枯燥、无火源、自然通风要好，并应远离高温热源及油脂等污物；图3-4-4防水层焊接示意图