明挖隧道主体结构细部构造防水技术及质量控制

发表时间:2020/8/4   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:钟华
[导读] 摘要:随着经济和各行各业的快速发展,明挖隧道主体结构施工中存在较多的技术问题,尤其是防水问题,对项目主体安全质量产生重要影响,因此需要对防水施工技术进行研究。
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        摘要:随着经济和各行各业的快速发展,明挖隧道主体结构施工中存在较多的技术问题,尤其是防水问题,对项目主体安全质量产生重要影响,因此需要对防水施工技术进行研究。
        关键词:明挖隧道;主体结构;防水施工技术
        引言
        对于隧道主体结构来说,如果施工缝位置和变形缝位置的防水效果得不到保证,那么隧道后期的运营水平就会受到严重的影响。尤其是靠近水源位置的隧道工程,由于这些区域地下水压较高,自然排水效果较差,在开展隧道施工的过程中,防水问题是重点考虑的问题。
        1工程概况
        文章涉及某工程隧道工程项目,该隧道全长5.652km。隧道工程所属的高速公路为新建高速公路,隧道主体属于超长超宽水下隧道工程。该项目施工主要包含的内容有路基段242m、隧道敞口段290m、暗埋段5120m及湖中风塔。为了有效防止该隧道工程建设完成投入运营后发生渗水漏水的问题,深入探索和分析隧道主体结构细部构造防水技术的应用是非常有必要的。
        2防水设计原则及标准
        2.1防水设计原则
        本工程隧道防水设计本着综合治理的原则,以防为主,治理为辅,充分发挥混凝土结构自防水的功能,重视接缝位置的防水处理。另外,为了增强整个结构的防水效果,需要配合应用全包防水层。
        2.2防水等级标准
        本隧道整体防水等级为二级,允许结构表面存在少量的湿渍,但是不能出现漏水问题。要求单个湿渍的最大面积≤0.2m2;平均渗漏量≤0.05L/m2•d,任意100m2防水面积渗漏量≤0.15L/m2•d。对于机电设备较为集中的局部区域,要求防水等级为一级,严禁出现渗水问题,结构表面也不允许出现湿渍。设计使用年限为100年。
        3挖渠道主体结构防水施工技术
        3.1自防水技术
        明挖隧道的防水混凝土的坑渗透等级,需要根据工程埋置的深度而定,工程预埋深度H小于30m时,此时混凝土自防水渗透等级应达到P10等级;而当主体结构工程埋置深度H≥30m时,混凝土设计抗渗透等级应在P12标准,并且,在自防水技术的要求下,防水混凝土的环境温度小于等于80℃。实践应用中,混凝土自身的浇筑比例应符合防水设计的配合比要求,并且辅之以防水层设计,以此加强防水性能。防水材料应满足明挖渠道主体结构的耐久性标准。以防水混凝土结构的底板垫层为例,其材料应用标准应为强度等级在C20的素砼,整体结构的裂缝宽度应在0.2mm之内,并且设计标准满足耐久性要求。为提升明挖隧道主体项目防水性能,技术人员应保证项目主体结构与土层接触面一侧受力钢筋净保护层厚度大于50mm。主体结构为混凝土材料,为提升材料防水、防渗透性能,应在其中加入符合技术标准的粉煤灰和矿渣粉等材质,材料应用标准应符合《铁路混凝土结构耐久性设计规范》的相关要求。明挖隧道项目施工中,为提升主体结构的防水性能,技术人员应根据工程项目实际要求,在防水混凝土材料中,加入高效减水剂、阻锈剂和引气剂等外加剂,相关的材料应用种类和数量标准参照《施工技术规划》。明挖隧道主体结构的抗渗透等级应满足行业相关技术规定,如《地下工程防水技术规范》,并且充分考虑主体结构承受的水头、水力梯度、水质、渗透率和排水条件等因素,同时针对防水混凝土的配合比应进行试验论证,保证抗渗透等级比较设计预期高出0.2MPa,以此达到混凝土自防水技术应用标准。


        3.2接缝防水
        为保证明挖隧道主体结构防水性能,需要做好接缝防水工作,以工程项目的纵向施工缝为例,为提升防水效果,施工缝处应提前进行有效凿毛处理,并用高压水枪等方式将施工缝残留渣土清理干净,确保混凝土连接密实。施工缝中间位置预埋止水带,利用钢筋或专业卡具将止水带固定牢固,保证浇筑混凝土期间止水带位置及线形稳定有效,并且综合利用遇水膨胀的止水条,由此保证隧道主体部分的混凝土结构紧密连接,提升整体防水、防渗透效果。针对明挖隧道项目施工中,区间环向施工缝应明确具体的施工间距,间距应保持在9~10m。同时,在施工缝施工中,应避开地下水和裂隙水较多的区段,并且注重与项目施工中的变形缝有机结合,提升整体隧道项目施工作业的稳定性和安全性。针对水平施工缝而言,应尽量避开剪力与弯矩最大位置,保持施工位置在腋角外300mm处,同时,施工缝据洞口的位置也应小于300mm。为提升隧道主体结构防水性能,需要对施工缝进行科学有效的技术处理,对于环向施工缝防水技术的应用应遵守以下步骤:第一,主体结构底板和侧墙环向施工缝外侧应设置贴式橡胶止水带。第二,环向施工缝中部位置设计埋式钢边橡胶止水带。第三,轨道面以上的侧墙和顶板环向施工缝内侧应设计注浆管,并在施工缝以上10cm位置设计注浆口。
        3.3细部构造防水处理措施
        (1)敞开段侧墙顶部止水带收口。考虑到敞开段结构暴露在外,埋深较浅,并逐渐出地面的特点,所有接缝中埋式止水带在侧墙顶部以下收口,并用腻子型膨胀橡胶块封口;外贴式止水带在侧墙出地面处,采用低模量聚氨酯密封胶封口。(2)穿墙管、抗拔桩。桩头四周凿毛并清理干净,涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料,用量为1.5kg/m2,所有预埋穿墙套管均设止水钢环。(3)水平施工缝止水带与变形缝止水带搭接处理。水平施工缝的止水带在遇变形缝处应骑缝断开,并粘贴在变形缝止水带两端的钢边上,必要时可增设铆钉固定,务必使水平施工缝止水带与变形缝止水带在交会处连接紧密,不得存在间隙。
        4细部防水构造注意事项
        4.1外包防水层保护
        对于本工程施工来说,外包防水层是第一保护层,只有更加完整的外包防水层,才能有效避免隧道主体结构的细部构造点发生渗水或者漏水,从而切实达到保护隧道混凝土主体结构的功能,延长混凝土的抗震性以及抗腐蚀性。所以,在隧道工程防水卷材铺设施工过程中,首先必须合理处理混凝土表面,保证混凝土表面不存在任何异物,避免防水卷材受到异物的破坏。此外,提高混凝土表面的平整度以及光滑性,可以有效提高混凝土和防水卷材之间的黏结性。
        4.2控制好结构施工缝的龄期差
        在实际施工过程中,为了保证两次浇筑的混凝土具有相同的应力水平以及后期具有相同的强度,需要合理地控制施工缝的施工期间隔不能太长,否则就会导致两次完成浇筑的混凝土的收缩状态不一致,使得后期很容易发生开裂或者损坏的现象。
        5结语
        综上所述,细部构造防水设计是隧道主体结构中非常重要和关键的施工内容之一。为确保隧道防水效果,必须根据项目实际情况,尽量选择对隧道主体结构影响较小、施工过程更加简单和方便的施工方法。另外,施工单位和监理单位也应该相互配合,认真管理,切实保证整个隧道工程主体结构细部构造的防水效果。
        参考文献:
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        [2]帅建国.地铁区间隧道施工缝、变形缝的防水技术研究[J].铁道标准设计,2004(3):65-67.
        [3]李伟,杨其新,杨丹.隧道衬砌施工缝和变形缝防水新方法的研究[J].铁道标准设计,2008(2):75-78.
        [4]陈立波.地铁车站暗挖隧道防水施工技术分析[J].低碳世界,2017(2):222-223.
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