公路隧道防排水系统施工技术探究

发表时间:2020/6/8   来源:《科学与技术》2020年4期   作者:刘青峰
[导读] 我国的科研人员对于隧道内部的特殊环境进行了研究之后,借助聚乙烯等相关防水材料

         摘要:我国的科研人员对于隧道内部的特殊环境进行了研究之后,借助聚乙烯等相关防水材料,将隧道当中的地下水问题进行了有效治理,但是还需要站在隧道防排水体系的角度进行分析,对施工当中处理水害的方式进一步探究,以便为之后的公路隧道建设提供相应的基础。
         关键词:公路隧道;防排水系统;施工技术
         我国交通事业的发展正在如火如荼的进行,为了对交通强国的发展战略进一步实现,对于公路的建设给予了重点强调,使得我国公路总里程已经达到了世界第1位。当前,路网的建设在我国已经基本完成,在建工路主要为一些偏远区域,如西南地区。因为山高以及水多的原因,所以在公路修建时会修建非常多的隧道。其中针对富水地层修建隧道工作,是非常困难的一项内容,需要治理地下水等等,面对这样的问题很多技术人员开展了相应的分析和探究。因此,本文针对公路隧道防排水系统施工技术并结合自身在新疆红塔项目盖家克隧道的实际案例做出了如下分析。
1、地下水对施工产生的影响分析
         因为不同区域的地下水位置有所差别,所以针对地下水,将其分为了三类:其一为岩石裂隙水;其二为岩溶水;其三为孔隙水。岩石裂隙水在岩石裂缝中存在,也会存在于断层破碎带当中,相应的水量与所在区域的地质条件有一定的影响关系;岩溶水在云南贵州等区域的分布非常广泛,具体来说便是岩溶地质区域内,同时存在的溶岩以及地下水。因为水会溶解溶岩,所以很难确定溶岩水的具体流向以及水包的实际位置,这也是隧道在施工当中,最难克服的一种水害,具有很强的危险性;孔隙水,具体而言便是,分布于软弱围岩当中或者不同土层当中的水,有着很强的渗透性。与其它两类地下水相比,会更加稳定一些,也是工程建设时最常遇见的一种地下水类型。达西在相关实验当中,针对水在介质当中的渗透规律进行了探究,其公式为:
         Q=KAi
         地下水可以对隧道围岩产生的物理以及化学性质进行改变,这样围岩能受承受的力便会下降,开挖隧道,会使之前比较稳定的地层状态有所改变,进而扰动了围岩,出现了二次应力。施工当中岩溶水会有一定含量的硫酸根以及氯离子存在,这些物质有着相应的腐蚀性,会对四周的岩体造成溶解。此外,在施工过程当中,地下水会针对岩体产生润滑作用,岩层或者破碎层当中含有的水,会使岩体与岩体之间产生的摩擦力降低,进而扰动了围岩,进而出现了塌方等安全事故[1]。
         施工过程中很容易产生脱水以及管涌等问题,使得工程的风险增加,并且延误工期。在施工时,针对富水地层进行作业过程中,即使事先做好了充足的地质勘探和超前地质预报,也不能对隧道四周具体的水环境有充分的了解。所以,在施工时稍有不慎便会引发掌子面出现塌方情况,进而对施工人员造成了威胁。掌子面如果有水包等一系列水文地质条件灾害发生,施工存在的风险便会非常大,并且延误工期。
         隧道当中,如果有地下水存在,会使施工成本提升。如果地下水的含量非常丰富,需要通过注浆封堵或者排水开挖的措施对其解决,施工材料和施工时间都会有一定程度的增加。
2、防排水系统施工研究
2.1注浆堵水施工技术的应用
         在工程当中,对于涌水突泥事故的应对,一般采用的方式都为注浆,浆体需要结合具体的地层条件挑选,其中需要考虑的因素包括:浆液在四周岩体当中产生的流动性以及凝固强度和时间。在注浆作业开展时,需要明确两个参数,一为注浆量,二为注浆压力。其中计算注浆压力的公式为:
P1=( 0. 2 ~ 0. 5) H
P2=( 0. 2 ~ 0. 5) HK
         对于浆液用量要严格把控,使其在指定的范围当中。如果用量比较多,不但不会起到良好的效果,还会对材料产生浪费。

但是用量比较少,也会影响事故处理效果,并且在隧道之后的深入挖掘中,涌水点可能会出现二次事故[2]。
2.2防水卷材施工技术的应用
         为对隧道运营当中地下水穿过二次衬砌,在隧道内产生渗入的问题进行预防,在修建隧道时,要将一层防水层设置在初次支护以及二次衬砌当中。通常情况下,防水层的构成包括土工织物以及防水板。
         施工时初期支护,最常遇到的问题为裸露表面钢筋或者在混凝土喷射当中,中级配碎石棱角比较尖锐,扎破了防水板[3]。对于这些问题,要采取相应的措施给予避免,以便对质量给予保障。其一,针对结构初期表面开展的处理作业,一般在对混凝土进行喷射时会在其表面将水泥砂浆涂抹;其二,针对锚杆钢筋等裸露出来的结构,可利用冷加工的形式,将突出的部分进行处理,最后借助砂浆材料将其抹平。此外还需要将防水层自身存在的力学性能给予加强,选用比较厚的土工织物即可,这样防水层的柔性会有所加大,进而使其产生更加有效的性能。在工程当中,经常使用的防水板材便是PVC。
2.3橡胶止水带施工方式的应用
         隧道属于长条形状的带状构造物结构,在施工过程中,需要进行分段浇筑接头的部分比较多,如变形缝以及沉降缝。所以在具体施工时,衬砌接头的止水方法,通常会通过橡胶止水带完成。橡胶止水带一般会使用OMEGA止水带,在接缝处产生的防水效果与二衬混凝土非常相似,属于结构自身进行防水的重要构成。在施工时,橡胶止水的中心线需要对其施工缝,止水带的安装一定要牢固,并且一次完成,不可有截断现象发生。
2.4二次衬砌抗渗施工技术
         衬砌防水是结构自身进行防水的根本和基础,二次衬砌对于混凝土材料的应用,要挑选高抗渗性的材料。在施工开展之前,配合比实验的开展必不可少,其中可以对水灰比以及水胶比的比例严格把控。在施工时,骨料的筛选也要严格,从而对混凝土质量给予把控。还要将减水剂、膨胀剂等一些外加剂在混凝土当中加入,其用量要结合实验的开展给予确定。施工一定要保证好连续性,将施工缝的数量尽量减少,浇注混凝土时需要使模板支架有一定的稳固性,可预防钢筋网将防水层扎破。
2.5排水盲沟以及截水沟施工技术分析
         盲沟在隧道内,具体包括环向盲沟以及纵向盲沟,环向盲沟在隧道环内进行铺设,两个盲沟之间,需要设定相应的距离。通常开挖隧道工作开始之后,需要设置好渗漏水点,一般环向盲沟会对半圆形PVC管进行应用,需要把控好管材的质量,不可以在施工时出现断裂问题。半圆管要与初期支护之间的锚接一定要牢固,避免脱落现象;纵向盲沟会在隧道轴线方向铺设,其布设的坡度要相同于隧道纵坡,同时每隔一定的距离要对纵向盲沟的三通进行设置,从而使水流淌到中心排水沟当中。该项施工作业最薄弱的阶段便是连接三通的部位,因此对于这一阶段的控制工作要严格而具体,避免三通发生脱落问题[4]。
         截水沟,会在隧道外进行设置,具体的作用便是将隧道山体顶部的降水在道路排水系统当中顺利排出,预防山体当中存在的地下水,在隧道当中有所渗入。
3、结束语:
         总之,地下水对于隧道的建设,产生的危害作用比较多,如透水以及管涌问题,一般会延误工期,导致施工成本有所增加,如果问题比较严重,对付支护结构造成破坏,进而导致掌子面发生坍塌,产生较大的安全事故。所以,在隧道工程开展的过程中,要注意对地下水的处理,做好相应的防排水系统,以便对施工的安全性给予保障。
参考文献:
[1]魏思源,刘志英.公路隧道防排水系统施工技术研究[J].公路工程,2020,45(01):23-25+66.
[2]黄班玛,陈海波,段成龙,苏天明.公路隧道防排水系统质量检测与评价方法[J].公路交通科技(应用技术版),2018,14(09):276-278.
[3]秦华.中亚某国某公路隧道防排水系统设计浅析[J].工程建设与设计,2018(06):151-154.
[4]丁永贵.寒冷地区隧道防排水系统施工质量控制[J].工程建设与设计,2018(01):51-52+55.
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