田林隧道群新型防水材料施工技术

　　随着我国国民经济的不断发展和铁路建设水平的不断提高,特别是西部的大开发,我国隧道的数量和长度呈逐年增加的趋势,但是在隧道的施工和使用过程中,时刻都会受到地下水的危害,衬砌的渗漏水现象成了隧道建设中的一大通病。现代隧道中各种辅助结构及设备,由于绝缘、防锈等要求,隧道不渗不漏成为其必要条件,因此,在隧道施工中,防水问题也是关键技术问题之一。在这方面,新型材料的使用是当前技术发展的重要趋势,广西隆百高速公路田林隧道群采用的以铺设新型防水材料EVA点复合防水板为中心的综合技术措施,收到了良好的效果,并形成了较为系统完整的工艺方法。

　　1工程概况

　　田林隧道群为越岭隧道，设计为上下行分离式的四车道高速公路隧道，为双向4车道小净距+分离式隧道。由田林1～7#七座隧道组成，均为单向坡隧道，隧道群全长8113.5m。本隧道群最大埋深为79m。是广西隆百高速公路全线重点难点工程之一,隧道穿越的地层隧址区沿线出露地层为三叠系中统板纳组上段(T2b3)兰木组下段(T2l1)地层。第四季主要为残坡积(Qel+dl)含碎石亚粘土、碎石土，分布不连续，厚度1.0m～10.0m等,地质状况极其复杂;本隧道群走向为与主山脉平行的山脊，地下水较丰富,洞内环境潮湿，特别是在临近中间山坳地表低洼易积水地段，开挖断面渗漏水严重。隧道按新奥法设计,采用复合式衬砌结构,设计要求在复合式衬砌的拱墙模筑衬砌背后均设置EVA点复合防水板。

　　2隧道开挖中的防排水

　　在隧道施工过程中,对于开挖面出现的滴水、涌水应进行详细的调查分析,找准原因,然后按照“引、排、堵、截”相结合的原则,因地制宜,制定合理有效的治理方案。在田林隧道群的施工中,我们主要采用“引、排”两种方法。

　　施工前,根据设计文件和地质调查资料,预计可能出现的地下水情况,估计水量,选择防排水方案。施工中,再对隧道的出水部位、水量大小、变化规律、水质成分等做好观测记录以此进行分析,并不断修改防排水施工方案。

　　2.1隧道开挖前,由于均设计及有长大管棚进洞，遂利用管棚钻孔作为超前探测手段，探明开挖面前方30m地质、水文情况，而后段落的超前地质预报采用TSP200地质预报探测仪声波反射法逐段(150～200m)探明掌子面前方的地质情况。

　　2.2隧道洞门顶上截水天沟用7.5#浆砌片石铺砌,将地表水截排到隧道以外区域的水沟。

　　2.3洞内开挖中遇着大面积渗水和涌水时,在围岩中打泄水孔,再用PVC管或胶管将水集中引入排水沟,并将钻孔里程、数__量、钻径及钻进深度、方向渗水做好详细记录,以便在衬砌时确定拱墙背后排水设施的位置。

　　2.4但隧道开挖与洞口成顺坡时,在洞内一侧根据涌水量大小,每隔50～150m左右设置一集水井,用电动单节段式离心泵逐级将水排至洞外的污水处理池内。

　　2.5富水地段采用超前小导管+双液浆预注浆进行有效固结防水。

　　3铺设防水板施工

　　田林隧道群围岩裂隙水和断层带水较为丰富,特别是在临近中间山坳地表低洼易积水地段，开挖断面渗漏水严重,为了防止渗漏水影响今后电气化线路及设备的使用,设计要求在复合式衬砌的拱墙模筑衬砌背后铺设EVA点复合式防水板。过去隧道常用的聚氯乙烯防水板存在抗撕裂性能差,粘结不牢,不密贴,悬挂工艺落后的缺点,使用中难以保证质量,防水效果较差。EVA点复合式防水板,材料柔性高,延展性大,材质轻软,变形模量小,抗渗透性强,具有耐酸、碱、盐腐蚀等优点,是国内新开发的新型优质防水材料,施工操作简单、进度快、功效高、施工质量保证。

　　EVA点复合式防水板采用无锚钉铺设的系带悬吊法即在洞壁上打锚钉,在锚钉上固定好铁丝,然后将粘好的防水板挂在铁丝上。接缝采用热融焊接方法,接缝的焊接质量好坏是防水效果保证的关键。

　　3.1铺设复合防水板前的准备工作

　　3.1.1选派操作技术熟练、责任心强的技术工人进行岗前培训,然后持证上岗。

　　3.1.2采用单幅宽度≥2m幅宽的防水板，减少焊接接缝数量，本隧道群采用防水板幅宽为3m。

　　3.1.3施工前外送检验原材料各项质量指标，符合设计及规范要求方允许在本隧道群使用。在洞外应认真检查防水板的质量,彻底清除其表面的污染物,在铺设防水板之前,除要做好量测外,还要检查初期支护的净空,提前处理岩面欠挖,凿除浸限部分,并对初期支护表面局部的凹凸明显部分进行处理,以保证卷材铺贴平顺,并对初期支护中的漏水部位进行封堵或引排,切除外露的锚杆头,先用大锤砸平,再用砂浆抹平,对断面变化及转角处的阴角应用砂浆抹成R>15cm的圆弧,阳角抹成R>5cm的圆弧.

　　3.2焊接

　　3.2.1热楔法

　　田林隧道群主要采用此种焊接方法,这种焊接法的原理:采用ZPR-210VI型自动热和机,它有一个电加热楔,正常工作时,位于两块搭接的防水板之间,通过接触直接将热传递到两防水板表面上,随着焊机的行进,表面已熔化的防水板被送入两个压辊之间,压合在一起;热楔温度由装在热楔中的加热管及温度控制器进行控制,可根据需要控制温度和调整行进速度以达到最佳效果。这种方法可实现自动化焊接,具有焊缝质量稳定,操作容易、检测容易等特点,特别使用于直线型长缝的焊接,缺点是不适于焊接折缝、沟槽角缘缝、截面变化角及修补小型空洞。

　　3.2.2热风焊接法

　　这种方法的工作原理是:利用鼓风机吹出的空气通过加热器产生高温气流,经过焊枪口吹送到需要接缝位置的表面,使接缝处防水板熔融,随即加以滚压,使其粘合在一起。这种焊枪质量仅1kg左右,操作简单,可以焊接角隅、弯缝、沟槽等,人工操作受环境影响小。缺点是必须有熟练的操作工,才能保证焊缝的质量,否则,容易漏焊或质量不合格。

　　3.2.3无锚钉防水板的铺设(工艺流程见图1)

　　铺设防水板在简易台车上进行,简易台车采用结构简单的临时支架,可用万能杆件拼装,也可使用钢管或槽钢完成与隧道拱部形状相似支撑架,用丝杠与台架连接,便于升降。走行部分采用轨形式,轨距与衬砌台车一致,以适应各种不同高度的衬砌断面。首先打孔钉木条,钉铁钉,沿环向均匀布设一根根á6拉丝,与纵向8#铁丝根根相连,形成一个起承拖作用的“悬承棚”,使防水板背后的吊带均匀受力,以防拽破。铺设防水板应由拱顶开始,依次向两侧环向进行,防水板的搭接宽度一般为10cm,双焊缝的每条缝宽为1cm,两条焊缝间留1.5cm宽的空腔作充气检查用。施工时考虑到二次衬砌时的挤压作用,铺设防水板时要适当预留松弛量(一般留5%的富余量),每次铺设的防水板时要伸出二次衬砌外超出50cm,以保证与下一组防水板有足够的搭接度,也便于施工操作。衬砌施工中要注意保护好防水板,防止损伤拉伤,尤其是钢筋砼段,焊接钢筋时需对防水板加以保护,以防止烧焦、损坏。

　　3.3防水板的质量检查

　　除对防水板的母材进行检查外,在铺设完毕后,应重点检查防水板的焊接质量,经热熔压焊在一起的防水板呈透明状且无气泡,则表明其焊接质量良好,必要时应做充气试验。方法是:在一端插入气针,并密封气针四周然后向两条焊缝中间的空腔内压气,一般试验长度为50～100cm,当腔内压力达到1.5MPa时停止充气,2min内压力不下降,则认为焊缝合格,否则,应仔细检查原因并补焊。

　　3.4BW型遇水膨胀止水条、BX型止水带、PS-3á50软式透水管施工

　　为了增加隧道衬砌整体防水效果,施工缝(含拱墙施工缝,全封闭复合衬砌段全环)设置BW型遇水膨胀止水条(有侵蚀环境时采用止水带)在每组环节缝处设置。衬砌背后拱墙设置环向盲沟,并引入洞内侧沟,间距5m,在集中出水段应酌情增设,盲沟主要采用PS-3á50软式透水管,该管以渗、排为主,抗压抗拉彻底根除倒管之隐患,防腐烂使用寿命长,具有全方位的强劲透水效果,截堵细砂、泥砂于管外,强化过滤功能,达到渗透水干净利落,排放水畅通洁净之目的,其安装步骤:在地面上用纱布包好绑在6#铁丝上,然后在所需安装软式透水管的岩面部位,每隔钉间距为50cm的两枚悬挂锚钉,锚钉露出岩面的部位一般不能高于软式透水管的直径,接着利用简易台车,从一侧向另一侧用铁丝将绑好的软式透水管

　　图1无锚钉铺设防水板工艺流程图

　　密贴岩面固定在悬挂锚钉上。漏水严重地段辅加环、纵向简易稻草盲沟。

　　4二次衬砌

　　4.1采用全自动计量拌和站拌和生产混凝土,并在混凝土中掺水泥用量6%的NF耐腐蚀剂,同时掺加体积总量的0.5%～1.5%UEA微膨胀剂,提高混凝土的耐腐蚀性和抗渗性。

　　4.2利用混凝土输送车运输混凝土,泵送混凝土对称入模,插入式振捣器捣固。

　　5小结

　　5.1隧道的防排水施工(尤其是富水隧道)是一项综合性的工程,开挖过程中的引排是基础。防水板的焊接、铺设质量是关键。

　　5.2施工单位一定要重视防排设施的施工,对防排水要编制独立的实施性施工组织设计方案,选定专业施工队伍,专业人员持证上岗,严格按产品的操作规范施工。

　　5.3在我们已完工的7500m二次衬砌施工,未发现一处有渗漏的现象,初步实现了“不渗不漏”的目标要求。

　　参考文献

　　[1]刘新民1隧道防排水措施[J]1铁道工程学报,2001,31

　　[2]仇金庭1隧道防排水无锚钉铺设技术[J]1铁道建筑技术,1998,031