中铁大桥局集团第四工程有限公司 江苏南京 210000
摘要：深圳LNG工艺隧道作为液化天然气输送密封通道.在密封的隧道内整体充氮是为了万一发生少量LNG或天然气泄漏时，因隧道内几乎不存在氧气而阻绝燃烧或爆炸的发生。在这种条件下，隧道内层施工应达到尽可能高的水密性和气密性,正确的防水层施工方法是隧道水密性成功的关键。
关键词：工艺隧道 防水层 水密性 气密性 施工关键技术
1、引言
LNG工艺隧道（LNG即液化天然气Liquefied Natural Gas的缩写，主要成分是甲烷，甲烷含量一般在90%以上。常压下气态的天然气被冷却至-162℃就会凝结成为液体，即LNG。）。已建成的工艺隧道共同特点是采取充氮密封保护方案。充氮保护是为了万一发生少量LNG或天然气泄漏时，因隧道内几乎不存在氧气而阻绝燃烧或爆炸的发生。在这种条件下，隧道内层施工应达到尽可能高的水密性和气密性。
2、国内外防水层设计概况
Cove point LNG工艺隧道位于美国马里兰州切萨皮克湾，隧道分为海底和陆地两部分，全长1947m，其中海底部分1607m，陆上部分340m。海底部分隧道为单坡形式，底板绝对标高从-3.7m（最小覆土1.2m）降至-12.5m，隧道采用沉管法施工，由20个管段单元拼接组成，管段单元在干坞预制成型并吊装沉管，每个单元长为80.37m，断面尺寸8.37×4.93m，管段接头处通过钢板焊接及混凝土填充密封防水；陆地部分隧道采用钢筋混凝土箱涵断面形式，四周均设置防水层，断面尺寸为8.46×5.34m，通过围堰后地基处理、明挖修筑而成并与海底部分沉管隧道对接。
Ohgishima LNG工艺隧道位于日本横滨湾，总长度约2000m，最大覆土深度60m，隧道采用人字坡形式。考虑隧道整体长度较长，在隧道中间设置了一个轴式竖井，既方便隧道内部施工期间的强制通风换气和焊接操作排气，也可作为运营期间发生事故情况。隧道采用盾构法施工，外径8.9m，内径7.2m（如图2.1-2），管片拼接完成后，在管片内部再模筑一层混凝土二衬，在混凝土二衬与管片之间预先铺设防水板，并在二衬底板预留排水通道，这就构成了Ohgishima LNG工艺隧道的防排水系统。
深圳 LNG 工艺隧道为山岭隧道根据区域资料及地质调查，勘察区及其周边出露的地层主要有第四系地层、燕山三期花岗岩，根据隧址区地下水赋存条件、水力性质和水动力条件，将地下水划分为第四系松散岩类孔隙潜水和基岩类裂隙水两种类型。防水气密性采用了多种措施，除采用初期支护喷射混凝土和行径向注浆形成一道防水屏障；暗挖段在初期支护与二次衬砌采用400g土工布+（1.5mm厚EVA防水板+100g土工布）+4mm丙烯酸盐喷膜防水层；二次衬砌采用模筑C40防水混凝土实现结构的自身防水。
3、工艺隧道防水层施工关键技术
3.1、基面处理
防水层铺设前应先对初期支护喷射混凝土表面进行检查，对影响防水层施工的问题进行处理，切除锚杆头和钢筋露头，并用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽比应控制在1/10以内；深宽比大于1/10的凹坑应用细石混凝土填平，确保喷射混凝土表面平整，无尖锐棱角并对初支平整度进行检测，采用平整度尺及塞尺检测合格后，方可进入下道工序施工。
3.2、EVA防水板铺挂
防水板铺设采用从下向上的顺序铺设，松紧应适度并留有余量（实铺长度与弧长的比值为10：8），检查时要保证防水板全部面积均能抵到基面。
防水板铺挂前，用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平整顺直地固定在基层上，缓冲层搭接宽度50mm，每幅防水板布置适当排数垫圈，每排垫圈距防水板边缘40cm左右，垫圈间距：侧壁80cm，梅花型布置，顶部40cm，梅花形布置。
单缝有效焊缝宽度不小于15mm。焊接前先除尽防水板表面的灰尘，防水板搭接宽度应大于150mm。防水板搭接缝应与变形缝、施工缝、围岩集中出水处等防水薄弱环节错开，距离不应小于1000mm。
防水板搭接用热焊器进行焊接，焊接温度应控制在200～270oC为宜，并保持适当的温度即控制在0.1～0.15m/min范围内。太快焊缝不牢固，太慢焊缝易焊穿、烤焦。焊缝若有漏焊、假焊应予补焊；若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点，必须用塑料片焊接覆盖。
经过现场反复试验，防水板与热熔垫圈固定方式采用采用OKD28-1000超声波焊接，每个垫圈上焊点不少于6个，焊接时间为0.8s，焊接时，需要一直按住手柄上的开关，当焊接时间达到设置时间时，超声波自动停止工作。由于EVA外层设置100g土工布，焊接时热熔垫圈不宜寻找，施工中垫圈宜采用黑色，焊接时强光电筒配合。
3.4、喷膜防水层施工
以丙烯酸盐水溶液为主成分, 分别加入氧化剂( A 液) 和还原剂( B 液) , A、B 液在喷嘴内混合后, 用喷射方法在受喷面形成具有防水和隔离功能的薄膜。
喷膜作业时，喷枪应与基面保持垂直，采取平移或画圆方式匀速移动喷枪，并宜分两次达到喷膜设计厚度。在基面条件复杂的局部位置，根据实际喷膜效果进行喷射角度、喷射距离等参数的调整，喷膜应均匀且厚度不应小于4 mm。
喷膜施工缝与防水板接缝错开不小于300mm；与二衬、仰拱施工缝错开大于500mm。在二衬与仰拱施工缝处、防水板搭接缝处及二衬环向施工缝处400mm宽度范围内加喷1.5mm厚加强层，防水板补丁处喷大于补丁外径150mm加强层。
喷膜厚度采用针探法检测，外观目测应无针孔、蜂窝、脱层、干裂、流挂、孔洞、渗漏。
喷膜完成后二衬混凝土浇筑前应对其进行喷雾养护，防止其失水干燥收缩开裂。
4、结束语
工艺隧道防水层在隧道施工中处于至关重要的地位，它是确保隧道工程质量、从根本上消除隧道病害和提高水密性的重要环节，因此对防水层施工施工技术的掌握和控制具有重大的现实意义。
参考文献
[1]STILESRE．Imported LNG to serve East Coast utilities[J] . Pipeline Industry，1974，40（1）: 48-50．
[2]PERAINOJ，CHASEBL，PLODOWSKIT，et al．LNG：From Ship to Shore[C]．Houston: OTC，1976，1119-1127．
[3]贾明辉．隧道洞口边坡稳定性与控制技术研究[D]．上海，同济大学，2007．
[4]李留玺．隧道下穿高速公路时超长大管棚支护技术及其变形规律研究[D]．河南，河南理工大学，2010．
[5]李明磊．大山头隧道下穿高速公路方案设计[J]．铁道标准设计，2012（增刊）:66-68.
[6]刘运生，董敏．超前小导管参数对超前支护的影响分析[J]．都市快轨交通，2013，26（1）:97-99．
[7]李忠凯．浅埋暗挖隧道管棚预支护机理及设计方法研究[D]．北京，北京工业大学，2012．
论文作者:程永
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/18
标签：隧道论文; 防水层论文; 垫圈论文; 混凝土论文; 工艺论文; 气密性论文; 管片论文; 《基层建设》2016年31期论文;