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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:路橋建設(shè)時(shí)間:瀏覽:次
公路隧道的主體建筑物一般由洞身、襯砌和洞門組成,在洞口容易坍塌的地段,還加建明洞,隧道的附屬構(gòu)筑物有防水和排水設(shè)施、通風(fēng)和照明設(shè)施、交通信號(hào)設(shè)施以及應(yīng)急設(shè)施等。本文發(fā)表在《公路工程》上,文章主要論述了高速公路隧道滲漏水應(yīng)該如何做到有效治理,是論文發(fā)表代理范文,供同行參考。
摘要:滲漏水是高速公路隧道常見病害之一,主要存在于襯砌的縫隙(伸縮縫、施工縫、沉降縫等)和襯砌本身的薄弱部位。隧道滲漏水危害極大,影響公路隧道的正常運(yùn)營(yíng)。目前,工程上對(duì)隧道滲漏水已有一些預(yù)防和治理措施。本文介紹了高速公路隧道滲透水的危害及形成原因,提出了隧道滲漏水整治的指導(dǎo)思想、施工工藝和幾種治理方法以供各施工單位參考借鑒。
關(guān)鍵字:隧道;滲漏水;治理
前言:
高速公路隧道滲漏水是隧道病害中最常見的病害形式,危害極大。在滲漏水的長(zhǎng)期作用下,有些環(huán)境水中含有侵蝕性,造成襯砌混凝土和砂漿腐蝕損壞,降低襯砌的支承能力,增加大運(yùn)營(yíng)隧道的維修費(fèi)用。在嚴(yán)寒地區(qū),隧道襯砌滲水反復(fù)的凍融循環(huán),在襯砌內(nèi)部造成襯砌混凝土凍脹開裂破壞和洞內(nèi)線路凍脹起伏不平等病害。隧道漏水還將使隧道拱部和側(cè)墻產(chǎn)生冰凌侵入凈空,隧道滴水將使路面結(jié)冰,危及行車安全。有些隧道涌水還夾帶有大量泥砂,空易造成排水通道的堵塞。滲漏水使隧道內(nèi)表面浸跡斑斑,由于車輛尾氣和行車產(chǎn)生的塵土附著于濕潤(rùn)的隧道表面而形成“花臉”隧道,影響隧道美觀。隧道滲漏水還將極大地降低隧道內(nèi)各種設(shè)施的使用功能和壽命,在運(yùn)營(yíng)期間,地下水常通過混凝土襯砌變形縫、施工縫、裂縫甚至混凝土孔隙等通道滲漏進(jìn)隧道中,造成洞內(nèi)通信、供電、照明等設(shè)備各處于潮濕環(huán)境而發(fā)生銹蝕、霉?fàn)€、變質(zhì)、失效。公路隧道滲漏水危害如此之大,施工人員一定要采取措施預(yù)防病害的產(chǎn)生,對(duì)已經(jīng)存在的病害進(jìn)行治理。
一、高速公路滲漏水的形成機(jī)理及原因
(一)高速公路隧道滲漏水的形成機(jī)理
公路隧道修建過程中破壞了原來地下水系統(tǒng)的平衡,隧道開挖和臨空面形成地下水向隧道方向匯集、滲出,地下水重新分配,從而形成新的含水層,在隧道修建之后,積聚的地下水就從結(jié)構(gòu)薄弱的地方發(fā)生滲漏,如施工縫、襯砌裂縫、變形縫等,從而產(chǎn)生隧道滲漏水。
(二)高速公路隧道滲漏水具體原因
1.地形地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,天然水腐蝕
高速公路隧道多修建在崇山峻嶺中,地形地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,隧道滲漏水地段多出現(xiàn)在上層滯水較為發(fā)育、埋深較淺、節(jié)理發(fā)育、圍巖破碎、裂隙水豐富等含水豐富的地段。特別是埋深比較大、富水區(qū)距隧道頂?shù)妮^高的隧道地段,水壓力過大使隧道防水層失效。淺埋隧道地段,地表水沿覆蓋層的裂縫滲到隧道內(nèi)。
天然水對(duì)襯砌混凝土有腐蝕性,可能造成漏水孔隙,甚至導(dǎo)致襯砌混凝土剝落開裂。
2.設(shè)計(jì)原因
襯砌橫截面厚度不夠。襯砌的橫截面厚度是抗?jié)B防漏的決定性因素,在設(shè)計(jì)過程中,襯砌的橫截面必須擁有足夠的厚度,保證其具有較大的荷載。混凝土強(qiáng)度不夠。混凝土是襯砌組成的主要材料,除了形變之外,混凝土有可能出現(xiàn)收縮、徐變、開裂等情況,設(shè)計(jì)中必須考慮混凝土的強(qiáng)度,保證其襯砌體密實(shí)、高強(qiáng)度、受力合理,擁有足夠的抗形變能力。防排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足。某些高速公路隧道項(xiàng)目會(huì)忽視防排水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),是否擁有防排水設(shè)置比襯砌滲漏水的后果更嚴(yán)重,設(shè)計(jì)中要考慮完善防排水設(shè)施。
3.施工原因
(1)混凝土沒有按放水級(jí)配設(shè)計(jì)施工,在地下水壓力較大的地方,由于抗?jié)B標(biāo)號(hào)低于相應(yīng)水壓,從而出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。
(2)振搗不到位,在混凝土襯砌的施工中,有時(shí)存在振搗不到位的現(xiàn)象,形成透水的開放性毛細(xì)管路,尤其是混凝土拌合物在密實(shí)泌水過程中,析出水分部分被擠向上面,部分聚集在集料顆粒的下面,導(dǎo)致襯砌混凝土存在泌水管路。
(3)襯砌混凝土材料中有雜物,腐爛后形成縫隙或孔洞。
(4)灌注混凝土的工作未加處理或處理不當(dāng),產(chǎn)生結(jié)合不嚴(yán)的漏水縫隙。
(5)先拱后墻或先墻后拱施工的拱墻連接處填不嚴(yán),形成滲漏。(6)預(yù)留孔洞沒有按防水要求處理也會(huì)形成滲漏通道。
(7)拱頂襯砌不密實(shí),當(dāng)圍巖壓力過大時(shí),導(dǎo)致拱腰部位襯砌出現(xiàn)縱向拉裂,拱頂襯砌壓碎掉塊,導(dǎo)致滲漏。
(8)支護(hù)技術(shù)不過關(guān),工程上常采用的先拱后墻法施工,循環(huán)進(jìn)尺短、襯砌緊跟、以襯代支,致使襯砌接縫過多,且接縫處理不能達(dá)到防水標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致接縫滲水。
二、滲漏水整治的指導(dǎo)思想
遵循“排截結(jié)合,因地制宜,綜合治理”的原則,對(duì)地表水、地下水妥善處理。先以地表水處理為主,即在地表完善粘土隔水層、優(yōu)化洞頂截水溝以使降雨后地表水迅速排除,從而減少甚至杜絕地下水的補(bǔ)給。待經(jīng)歷下個(gè)雨季后,觀察治理效果。若洞內(nèi)滲漏水已完全停止,則不需執(zhí)行洞內(nèi)治理方案;若洞內(nèi)仍然滲漏水,則繼續(xù)執(zhí)行洞內(nèi)治理方案。即在洞內(nèi)施工縫處采取鑿槽排水的方案,使洞內(nèi)外分別形成完整通暢的防排水循環(huán)。
三、滲漏水處理施工工藝
(一)確定處理方案
檢查墻面,標(biāo)出滲漏水部位,根據(jù)滲漏水情況,確定處理方案。對(duì)于點(diǎn)及裂紋滲漏水的,采用鑿槽堵漏方案;對(duì)于面滲漏水的,視滲水輕重程度分別采用堵漏和注漿方案;對(duì)于施工縫的滲漏水,將采用注漿方案。但也不是絕對(duì)的,要根據(jù)具體情況,綜合分析漏水原因而采取最適宜的處理方案。
(二)堵漏施工工藝
1.對(duì)于裂縫滲漏水,沿裂縫剔鑿出寬深各為20mm、40mm的凹型槽,對(duì)于滲漏點(diǎn),則以滲漏點(diǎn)為圓心鑿洞,孔洞直徑為10~30mm,深為20~40mm,孔洞盡量保持與基面垂直。另外,鑿連續(xù)墻槽縫要適當(dāng)加深加寬,按接縫兩邊的疏松程度而定。
2.徹底清理并清洗凹型槽及孔洞。
3.取適當(dāng)量的堵漏材料加水拌制成泥狀,搓成條形或錐形,迅速將膠泥堵漏到槽(洞)中,并用力擠壓密實(shí),保持45~60秒不動(dòng)。
4.對(duì)漏水情況嚴(yán)重的,將采用注漿施工方案。
(三)注漿、引流施工工藝
對(duì)于滲漏嚴(yán)重部位,可采用注漿堵漏施工方法。如在滲漏部位鑿出一定寬度和深度(如直徑80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并檢查表面混凝土密實(shí)性,從滲漏部位向襯砌鉆孔,其深度建議控制在襯砌厚度范圍內(nèi),埋管注漿,其注漿漿液通過設(shè)計(jì)確定。
注漿主要是在施工縫部位,該部位主要是由于澆筑混凝土?xí)r處在模板的端頭部位,部分施工縫處由于工人施工時(shí)操作不到位,混凝土不能完全密實(shí)填充,尤其在拱頂部位,這樣,該處的膨脹型止水條便起不到止水的作用,同樣,由于止水條安裝不規(guī)范,在施工縫整個(gè)斷面上,都會(huì)有漏水的可能,而這種情況也比較普遍,因此用采注漿的方法可達(dá)到較好的堵漏效果。
四、滲漏水的幾種整治方法
(一)襯砌背后注漿
根據(jù)滲漏水的輕重,襯砌背后注漿采用初次注漿和檢查注漿。初次注漿采用水泥砂漿,檢查注漿材料采用純水漿。當(dāng)?shù)叵滤畨毫^大,水流速度快,滲漏嚴(yán)重時(shí),采用可灌性好、結(jié)實(shí)率高、快凝早強(qiáng)、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)的水泥—水玻璃雙液漿。
(二)襯砌內(nèi)部壓注丙凝化學(xué)漿液
主要用于隧道滲漏水量較小,水流分散,不利于引排的拱部施工縫、襯砌裂縫及個(gè)別出水點(diǎn)。進(jìn)行襯砌內(nèi)部注漿,以封閉水流通道及襯砌裂隙,或使水流相對(duì)集中,便于引排。
(三)噴抹砂漿防水層法
主要用于拱部大面積出現(xiàn)面漏、網(wǎng)狀裂縫滲漏水,對(duì)主要出水點(diǎn)在鑿槽引排、嵌縫堵漏后,噴抹砂漿防水層,防水層厚度20mm-25mm。
(四)嵌縫堵漏法
主要用于局部施工縫浸水、滲水等水量較小的部位處理。隧道環(huán)向施工縫堵漏采用嵌入復(fù)合式膨脹橡膠條,結(jié)合鑿槽埋管,將水引入側(cè)溝。隧道縱向縫堵漏,采用嵌入式自粘型止水條,進(jìn)行封堵。
(五)鑿槽排水法
主要用于拱、墻單點(diǎn)線流、股流、射流等水量較大而不易用以上幾種堵水措施處理的滲漏部位。其方法是從滲水點(diǎn)起鑿槽,在槽中埋設(shè)半個(gè)聚氯乙稀管或塑料排水板,外用防水砂漿封閉。
(六)可排水止水帶預(yù)防施工縫滲漏
可排水復(fù)合橡膠止水帶是能對(duì)環(huán)向施工縫中的滲水進(jìn)行“先排后堵”的新型止水帶。可排水復(fù)合橡膠止水帶為內(nèi)置式止水帶,設(shè)置在襯砌厚度的中間,橫斷襯砌環(huán)向施工縫。當(dāng)環(huán)向施工縫內(nèi)出現(xiàn)滲水時(shí),滲水沿環(huán)向施的排水系統(tǒng)。如果部分滲水在穿越止?jié){濾水帶時(shí)沿止水帶與混凝土之間的間隙橫向流動(dòng),則會(huì)遇到粘貼在止水帶翼緣上的遇水膨脹橡膠條的阻擋。遇水膨脹橡膠條遇水后膨脹,使止水帶翼緣與混凝土之間的間隙密實(shí),滲水沿橫向流動(dòng),阻力增大,從而提高了止水帶的止水能力。
(七)連拱隧道中隔墻水平施工縫滲漏的防治
該處滲漏的防治是目前工程上的一個(gè)難點(diǎn),通過實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)采用水平型可排水止水帶可取得較好效果。即在水平施工縫中,將水平型可排水止水帶設(shè)置在襯砌厚度的中部,在水平施工縫上滲水從襯砌外側(cè)向洞內(nèi)方向流動(dòng)時(shí),當(dāng)遇到水平可排水止水帶的阻擋后,由于止水帶上部翼緣覆蓋有濾水層,因而滲水會(huì)在重力作用下改變方向,向下流入可排水止水帶的排水通道,再經(jīng)水平排水通道縱向流入環(huán)向施工縫的排水通道,并由其進(jìn)入隧道的排水系統(tǒng)。
結(jié)束語(yǔ):高速公路隧道滲漏水危害極大,因此對(duì)發(fā)生滲漏水病害的隧道一定要及時(shí)調(diào)查分析,采取有效的治理措施,避免造成更大的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。滲漏水的治理要在本文提出的滲漏水整治的指導(dǎo)思想下進(jìn)行,根據(jù)滲漏水出現(xiàn)的原因、地形地質(zhì)狀況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和施工。
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