铁路隧道工程结构防排水施工方法及工艺.doc

铁路隧道工程结构防排水施工方法及工艺1.1.1.1. 洞口及斜切式洞门防排水洞口明挖段施工前先做好截水天沟，以利截排水，同时将洞口段开挖线以外1015m范围的漏斗、洼地、进行处理，防止地表水向下渗漏。当隧道为上坡时则将出口端洞外路堑侧沟做成反坡，并在洞外11.5m处设置横向截水盲沟一道，以拦截洞外水流入隧道。当隧道为下坡时，则在隧道进口处设置。斜切式洞门施工应避开雨季，否则采取棚盖措施，避免雨水下渗造成不良影响。施工前先在两侧刷坡线外5m做好截水天沟，再进行开挖，拱墙部位刷涂一层2mm厚水泥基渗透结晶防水涂料，然后施作5cm厚水泥砂浆保护层，在回填土石。墙脚填土范围内通长设置HDPE107/93双壁打孔波纹管。明洞地段模筑衬砌混凝土抗渗等级不小于P10，墙底开挖拱墙、墙顶开挖拱部设2mm厚水泥基渗透结晶防水涂料，然后施作5cm厚砂浆保护层。明洞结构在土石回填后，铺设隔水层。明洞洞顶设置纵向水沟，拱脚设置纵向排水管及竖向排水管，纵向排水管采用HDPE107/93双壁打孔波纹管，竖向排水管采用HDPE50单壁打孔波纹管，采用三通连接，竖向排水管纵向间距4m并根据地下水发育情况调整。边墙底部纵向设置HDPE107/93双壁打孔波纹管，纵向排水管10m一段，两端均直接接入隧道侧沟。1.1.1.2. 洞内排水沟槽本标隧道采用双侧排水沟槽加中心水沟排水，纵、环向盲管的水流入侧沟，再经过侧沟的汇集和沉淀后通过横向导水管引入中心排水沟并排出洞外。洞内采用双侧水沟，双侧电缆槽。1.1.1.3. 中心水沟和横向导水管本标隧道均设有中心排水沟。沿隧道纵向每间隔30m设置一处横向导水管，横向导水管与中心水沟、侧沟连通，以保证中心水沟排水畅通。横向导水管在仰拱混凝土填充时进行进行预埋；中心水沟在仰拱填充过程中进行预埋或模筑，预埋或模筑时注意纵横向坡度与标高，并保证与两侧水沟和检查井的连通。1.1.1.4. 防水板铺设防水板采用无钉铺设工艺，防水板铺设工艺流程见图2-2.3-36。防水板就位准 备 工 作联接防水板搭接缝防水板固定移走吊挂台车质 量 检 查结 束台车就位、铺设基面检查、处理补 强否合格合格拼大幅防水板防水板质量检查将防水板焊接在暗钉圈上，松紧适度用射钉枪固定暗钉圈铺设无纺布图2-2.3-36防水板铺设施工工艺流程图1.1.1.4.1. 施工准备测量隧道断面，利用作业台车对断面进行修整，首先应凿除喷射混凝土表面“葡萄状”结块，用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头和钢筋头等铁件齐根切除，在割除部位用细石混凝土抹平覆盖，以防刺破防水板。对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平。采用细石混凝土抹平明显坑洼。基层平整度采用1m的靠尺进行检测，当靠尺至弧形中部的距离小于D（D / L1/6）或圆弧的最小半径大于200mm时即满足要求。基层平整度检测见图2-2.3-37。在初期支护面上标出拱顶中线和垂直于隧道轴线的断面线。检查防水板的质量，是否有变色、老化、波纹、刀痕、撕裂、孔洞等缺陷；在防水板边沿划出焊接线和拱顶中线；防水层按实际轮廓线长度截取，对称卷起备用。纵向铺设长度按二衬边拱混凝土长度外大于20cm安排。图2-2.3-37基层平整度检测示意图1.1.1.4.2. 无纺布铺设无纺布长边沿隧道纵向铺设，长度大于混凝土循环灌注长度20cm。首先在喷射混凝土隧道拱顶标出隧道纵向中线，把无纺布用射钉、塑料垫片固定在混凝土基面上，要求无纺布的中心线与隧道中心线重合，无纺布长边搭接宽度不小于150mm，短边搭接宽度不小于100mm，侧墙无纺布的铺设位置在施工缝以下250mm，以便搭接，塑料垫片用射钉固定在无纺布上，拱部间距0.5-0.7m、边墙间距1.0-1.2m呈梅花形布设，对于变化断面和转角部位，钉距适当加密。固定无纺布与防水板见图2-2.3-38。图2-2.3-38 固定无纺布与防水板示意图1.1.1.4.3. 防水板铺设防水板长边沿隧道纵向铺设（根据隧道长度，全部或部分地段设5cm厚聚氨酯保温层，保温层内外各设一层防水板），铺设长度与无纺布同。先在隧道拱顶部的无纺布缓冲层上正确标出隧道纵向中心线，再使防水板的中心线与隧道中心线重合，与无纺布一样从拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边与圆垫片热熔焊接，铺设时力求与无纺布密贴，不必拉得太紧，防水板与圆垫片进行热合，一般时间达5s即可，防水板长短边采用专用塑料热合机进行焊接，搭接长度不小于10cm，防水板焊缝焊接时，热合机行走速度控制在16112m/min，无条件用机焊的特殊部位可用人工焊接，但一定要认真检查焊接是否牢固。附属洞室铺设防水板时，按照附属洞室的大小和形状加工防水板，将其焊在洞室内壁的喷锚支护上，并与边墙防水板焊接成一个整体。防水板的铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面上，不致因过紧被撕裂；过松，无纺布防水板褶皱堆积形成人为蓄水点。为防止电热加焊器将防水板烧穿，可在其上衬上隔热纸。防水板一次铺设长度根据混凝土循环灌注长度确定，并领先衬砌施工23个循环。1.1.1.4.4. 防水板接缝焊接防水板接缝焊接采用爬行热焊机双缝焊接，将两幅防水板的边缘搭接，通过热熔加压而有效粘结。防水板搭接宽度不小于10cm，单条焊缝的有效焊接宽度不小于1cm。热合器预热后，放在两幅防水板之间，边移动融化防水板边顶托加压，直至接缝粘接牢固。竖向焊缝与横向焊缝成十字相交时(十字形焊缝)，在焊接第二条缝前，先将第一条焊缝外的多余边削去，将台阶修理成斜面并熔平，修整长度12mm，以确保焊接质量和焊机顺利通过。焊缝质量与焊接温度、电压和焊接速度有密切关系，施焊前必须先试焊，确定焊接工艺参数。焊接时，不可高温快焊或低压慢焊，以免造成假焊或烧焦、烧穿防水板；加压均匀，不可忽轻忽重，使轻压处产生假焊现象；焊缝若有假焊、漏焊、烧焦、烧穿时进行补焊，防水板被损坏处，必须用小块防水板焊接覆盖。1.1.1.4.5. 防水板质量检查外观检查防水板铺设应均匀连续，焊接采用双焊缝。单条焊缝宽度不小于10mm，相邻两幅板的搭接宽度不小于100mm，焊缝应平顺、无褶皱、均匀连续，无假焊、漏焊、焊过、焊穿或夹层等现象。焊缝质量检查防水板搭接部位焊缝为双焊缝，中间留出空隙以便充气检查。检查方法为：先堵住空气道的一端，然后用空气检测器从另一端打气加压。用5号注射针头与打气筒相连，针头处设压力表，打气筒进行充气，当压力达到0.25Mpa时，停止充气，保持该压力达15min，压力下降幅度在10%以内为合格焊缝，否则说明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊接缝上，产生气泡地方重新焊接，可用热风焊枪和电烙铁等补焊，直到不漏气为止。检查数量采取随机抽样的原则，每10条焊缝抽试一条，为保证质量，每天每台热合机焊接应制取一个试样，注明取样位置、焊接操作者及日期，供试验检查之用。对搭接焊接及吊挂点焊缝进行检查，如有不符合质量要求者，应及时进行补焊处理，以满足质量要求。钢筋绑扎时要对防水层进行防护，所有靠防水板一侧钢筋弯钩及绑扎铁丝接口设在背离防水板一侧。焊接钢筋时必须在此周围设防火板摭挡，以免电火花烧坏防水层。混凝土振捣时不能触碰到防水板。松紧度检测（吊挂余量）用木棍端部推压防水板，如果能使其接触到喷层表面，则表明防水板的松紧适当，否则需调整防水板的松紧度，使其满足要求。1.1.1.5. 排水盲管隧道拱墙初期支护与防水板之间环向设置60cm宽塑料排水板，平均8m一环，在隧道俩侧边墙脚外底端设置纵向HDPE107/93双壁打孔波纹管,每10m一段,并根据地下水情况调整，在地下水较大处增设12道；两端通过弯头接入隧道侧沟，环向排水板将水引入隧道侧沟，便于排水管路维护。地下水发育地段环向盲管适当加密。环向盲管及引流盲管安装见图2-2.3-39。图2-2.3-39 环向盲管及引流盲管安装示意图环向盲管安装：先在喷射混凝土面上定位划线，线位布设原则上按设计进行，但根据洞壁实际渗水情况作适当调整，尽可能通过喷射层面的低凹处和有出水点的地方。沿线用PE板窄条(8×20cm)和水泥钢钉将环向盲管钉于初喷混凝土表面，钢钉间距3050cm。集中出水点沿着水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封处沿堵，以便地下水从管中集中流出。纵向盲管安装：按设计位置在边墙底部放线，沿线钻孔，打入膨胀螺栓，安设纵向盲管，用卡子卡住盲管，固定在膨胀螺栓上。环向与纵向、纵向与泄水管之间的三通连接必须紧密可靠，防止松脱，必要时用防水胶带进行固连。盲管与喷射混凝土层面的间距不得大于5cm，盲管与岩面脱开的最大长度不得大于10cm。1.1.1.6. 施工缝、变形缝防水处理1.1.1.6.1. 施工缝防水处理环向施工缝采用“外贴式橡胶止水带+中埋式橡胶止水带”；纵向施工缝采用“中埋式橡胶止水带+遇水膨胀橡胶止水条”。施工缝防水结构详见图2-2.3-40、图2-2.3-41、图2-2.3-42。图2-2.3-40拱墙环向施工缝防水结构示意图图2-2.3-41仰拱环向施工缝防水结构示意图图2-2.3-42纵向施工缝防水结构示意图在进行防水施工时，首先须在二次衬砌混凝土灌注后的412小时内，用钢丝刷将接缝处的混凝土面刷毛或用高压水冲洗，直至露出表面石子。在新混凝土灌注前，应将接缝处清理干净，保持湿润，先刷水泥浆两道，再铺设10mm厚水泥砂浆(用原混凝土配合比，除去粗骨料，也可掺加膨胀剂)，过0.5小时后再灌注混凝土。背贴式止水带安装背贴式止水带采用不透水粘贴或焊接固定于已铺的防水板上；当外贴式止水带与防水板之间无法焊接时，可采用双面粘贴的丁基胶粘带进行粘贴。丁基粘贴带的厚度不大于1.5mm。环向止水带接缝设在边墙较高位置上，不得设在结构转角处，接头采用专用焊。中埋式橡胶止水带安装先期施工混凝土时，先在1500mm间距将定位钢筋焊于侧墙或底、顶板钢筋上，装入止水带固定于定位架上，并清理干净带面上的污垢，变形缝处的端头模板钉设填缝板，使止水带气孔中心线和变形缝中心线重合，止水带用端头模板夹牢固定，填缝板必须垂直设置，并支撑牢固不得跑模，施工缝处混凝土加强振捣及时养生。止水条安装先在预留槽内安设背贴式止水带并进行固定，然后将中埋式止水带准确居中安设，粘贴或焊接定位，用模板固定，先安装一端浇筑混凝土，另一端用箱形木板保护，待混凝土达到一定强度后拆除模板及箱形保护。在打前一板衬砌混凝土时，先在端模板将要安装止水条的位置钉上一条宽15mm，厚10mm的木条，涂好脱模剂，在先打的衬砌端面上留好镶嵌止水条的沟槽。在打下一板混凝土之前，先清理沟槽，涂101胶将止水条贴在沟槽中，老混凝土面凿毛洗洁,用原浆水泥浆把新老混凝土接缝抹10mm厚,浇筑下一板衬砌混凝土。1.1.1.6.2. 变形缝防水处理变形缝是由于不同刚度结构受不同的力，容许产生一定的不均匀沉降而设置的结构缝隙，是结构外防水的关键环节，本标段变形缝设置中埋式钢边橡胶止水带，拱墙部位同时设外贴式橡胶止水带。遇水膨胀止水胶、沥青木丝板塞缝、聚硫密封胶及镀锌钢板接水盒等措施。.仰拱部位采用钢边橡胶止水带、外贴式橡胶止水带、遇水膨胀止水胶、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪钢筋等措施；拱墙变形缝处衬砌内缘设置钢板接水盒、内缘3m范围内以聚硫密封胶封堵，其余空隙采用填缝料填塞密实。为减少仰拱变形缝两侧沉降，仰拱部位二次衬砌内设50双层抗剪钢筋，钢筋环向间距50cm，仰拱变形缝空隙采用填缝料填塞。变形缝防水结构见图2-2.3-43。变形缝外侧密封胶施工时，为了避免三向受力，影响防水质量，在密封胶与嵌缝材料间采用牛皮纸隔离层，密封胶与变形缝两侧壁必须粘贴牢固，密封严实，无渗漏水现象，嵌缝质量应密实，表面不容许出现开裂、脱离、滑移、下垂和空鼓、塌陷等缺陷，嵌填密封胶之前，应清除槽内浮渣、尘土、积水，粘结密封胶的混凝土基面必须平整、干燥、干净、无任何污染。图2-2.3-43施工缝防水结构示意图（以拱墙部位为例）1.1.1.7. 富水地段防水处理对成股向外涌水地段，根据水量的大小，采取埋设多根大直径塑料管来取代透水管，采取模喷混凝土来代替施作喷锚支护。在淋水地段，防水板打湿后，焊缝质量难以保证，因此，预铺一层防水板引水，然后再按设计铺设防水板。