高聚物在鲘门隧道渗漏水处治中的应用论文_李振彬

广东省高速公路有限公司深汕西分公司 516269

摘要:本文以深汕西高速鲘门隧道为例,由于隧道建设期施工技术落后,造成隧道渗漏水严重,针对隧道渗漏水问题进行了多次的处治,但均未有效的解决隧道渗漏水的问题。在2015年针对隧道严重渗漏水采用了新型的材料多亚甲基多苯基异氰酸酯合成的高聚物材料(以后统称为高聚物)注浆封堵渗漏水,取得了良好的效果,值得同类工程参考和借鉴。

关键词:高聚物 运营高速公路;隧道;渗漏水

0 概述

我国公路隧道目前正处于大规模建设中,大量公路隧道即将投入运营,而运营公路隧道的渗漏水问题频发,主要是由于我国公路隧道养护技术起步较晚,对公路隧道防排水技术和相关病害处治的研究还停留在建设期的研究中,未综合的考虑到运营期状况,尤其是通车年限较长的隧道,渗漏水问题已成为隧道的主要病害。

1 工程概况

鲘门隧道为深汕西高速公路沿线最长的隧道,鲘门隧道为双洞分离式单洞双车道隧道,左洞长度为1230m,右洞长度为1200m,隧道净宽10m,净高7.2m,建筑限界高度为5m。鲘门隧道施工有以下两种方法:(1)Ⅱ类浅埋段至Ⅲ类浅埋整体式衬砌段,采用上导坑法及上、下断面法开挖,先拱后墙式的矿山法施工。(2)Ⅲ类深埋、Ⅳ类和Ⅴ类围岩采用复合式衬砌,全断面开挖。隧道防水层采用橡胶防水板材料。

2 高聚物渗漏水处治原理

高聚物注浆技术的基本原理是按照一定配比,向病害处治区内注射多组分高聚物液体材料,材料迅速发生反应后体积膨胀并形成泡沫状固体,达到快速填充脱空、加固结构、防渗堵漏等目的。其注浆堵漏原理示意图如图1所示。

3 高聚物渗漏水处治施工工艺

根据渗漏水情况,渗漏水病害大致分为两种:一种为横、纵缝渗漏,另一种为点状渗漏。具体施工工艺如下:

3.1施工步骤

注浆孔布置——>钻孔——>下注浆管——>安装注射帽——>注浆——>清扫环境

3.2施工方法

(1)横、纵缝渗漏处注浆孔布置:

横、纵缝渗漏处注浆布孔方式:距离裂缝两侧30cm处,交叉布孔,孔间距为100cm(如图2所示)。

(2)隧道衬砌表面点状渗漏水注浆布孔方式:注浆孔以漏水点为中心,呈梅花形分布,纵横向距离漏水点30cm(如图3所示)。

(3)对于全断面注浆试验段采用梅花形布置注浆孔,注浆孔间距2m,单个注浆孔浆液扩散范围为半径1.5m的圆,注浆孔布置时如图4,同时注浆时采用先下部后拱顶,先两侧后拱顶。

(4)钻孔:通过移动式升降平台利用钻机进行钻孔。

钻孔直径:钻孔直径约1.6cm。

钻孔顺序:裂缝处钻孔由渗水处的裂缝拱部自下至上进行。

(5)下注浆管:根据高聚物注浆技术要求,将3cm长橡胶皮套(无明显裂缝缝隙时)或PVC管(有明显裂缝缝隙时,长度根据墙体厚度定)下入注浆孔中。

(6)安装注射帽:把注射帽凹型边缘使用专用工具清理干净,以便于与注射枪更好的结合,将注浆帽置入注浆管外部端口内。

(7)注浆:使用夹具把注射枪与注射帽夹牢,防止注浆过程中高聚物材料喷出。注浆时压力约7MPa,通过输料管道分别把A及B两类高聚物材料输送到注射枪口,出了注射枪口后,注浆压力迅速降低到1MPa以下,两种材料在注射枪口处通过注浆孔输送到渗漏处,并发生化学反应,材料由液体变为固体,体积迅速膨胀填充到墙体中的空隙处,达到填充空洞和缝隙以及封堵渗水的目的。

(8)清扫环境:对施工作业区进行清扫。

3.3 高聚物注浆工艺流程

高聚物注浆工艺流程如图5所示。

3.4技术特点

高聚物注浆技术具有如下技术特点:

(1)快速:注浆过程快捷,不需要养生,极大的缩短了施工时间;

(2)微损:注浆孔较小,对结构基本无损伤;

(3)易控:注浆压力及注浆量可根据需要调节;

4 现场试验效果

鲘门隧道RK2753+388拱脚处进行高聚物注浆堵漏。

注浆前渗漏水状况描述:滴漏,局部成股留下,滴漏速度达到300滴/分钟;表面有明水沿着衬砌表面顺流而下,有白色析出物。

注浆后渗漏水状况描述:渗漏水状况明显减轻,仅沿灯架部位向下滴漏,10滴/分钟。

注浆效果评价和经验分析:从注浆效果来看,高聚物对于迅速堵水有着立竿见影的效果,由于本次注浆受时间的限制,注浆面积小,高聚物是一种背面防水,是一种在二衬与初支之间重新形成一道防水层;这就要求注浆面积要大,形成完整的防水层。

5 结论及建议

高聚物注浆处治通过两种化学材料迅速发生反应后体积膨胀并形成泡沫状固体,达到快速填充空洞、空隙和裂隙的目的来进行渗漏水的处治从理论到实际可行,从现场试验可以看出有良好的处治效果,不仅能达到堵漏的效果,而且可以进行结构加固。不仅在运营公路隧道渗漏水处治中可以推广应用,而且可推广到建设期隧道涌水处治中进行应用。

参考文献:

[1]赵顺义.山岭公路隧道的水害研究与处治[D].重庆交通大学硕士学位论文,2008.4

[2]祝和权,李海燕,杜存山.隧道渗漏水综合治理技术的研究[J].中国铁路,2004,(2):42-45

[3]李治国,张玉军衬.衬砌开裂隧道的稳定性分析及治理技术.现代隧道技术,2004.(1):26-31

论文作者:李振彬

论文发表刊物:《基层建设》2016年1期

论文发表时间:2016/5/18

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