基于深埋软岩公路隧道防排水施工技术的研究论文_胡启航

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摘要:本文将详细介绍关于埋软岩公路隧道防排水工程中所使用的技术,以及工程中进行防排水施工中容易出现问题的有效解决措施,从而可以更好的对软岩公路隧道进行防排水施工,可以有效保障软岩公路隧道工程的质量。

随着我国社会经济的高速发展,对公路交通的需求也是不断增强,我国在公路建设中必然会遇到需要开挖隧道的情况出现,随着现在隧道挖掘技术的不断提升,对公路隧道的挖掘长度和宽度也是在逐渐增加,因此对隧道的挖掘技术要求也是成倍增长。我国在近几年对隧道挖掘施工技术的水平也是日新月异,修建的大型隧道也是屡见不鲜。然而在对深埋高地应力、温度变化大、地下水资源丰富等极为复杂的地质情况进行隧道挖掘中也出现了许多的问题,其中最突出的问题就是地下水的问题。

一、公路隧道防、排水工程施工现状

公路建设施工必然离不开隧道的挖掘施工,而我国的隧道施工建设技术规范以及施工水准都是受到国际各国所认可的,这与我国的隧道工程人员不断的研究与探索是分不开的。但是我们也需要正视目前在国隧道施工中存在的问题,特别是隧道防、排水工程中出现的漏洞以及不足。隧道施工本来就是比较复杂、难度也极大以及有着许多风险的建设施工项目[1]。

二、公路隧道防、排水工程施工过程中出现的各种问题

(一)对防水层的保护不力

隧道需要拥有很好的防水功能以及优秀的排水能力,因此对防水层的建设施工需要使用科学合理的建设方式进行施工,然而防水层很容易就会受到隧道内错综复杂施工环境的影响,频繁的会发生漏点以及被大面积破坏的状况,因此就需要建设施工单位要及时发现并且处理隐患,否则就会对隧道的全部防水层造成更加严重的损坏,甚至会早成崩塌,导致大量地下水渗入隧道,造成大量财产损失危机施工人员安全。

(二)复合式衬砌存在问题

公路隧道的施工通常会使用复合式衬砌,复合式衬砌主要由三个主要部分组成,首先是隧道开挖之后使用锚喷技术进行一次支护,也就是俗称的初期支护。其次是在初期支护稳定之后,通过铺设防水层在基层面上。最后是进行立模浇筑二衬砌防水砼。

对公路隧道的进行复合式衬砌施工,需要将其分成内外两层。同时需要铺设防水板在两层中间。在外层的表面通常会出现部分不平整的地方,导致防水层出现一定的空洞,如果有过于尖锐的突出部分可能还会刺穿防水板,如果内外两层出现了缝隙,就将会导致防水层的受力不平衡,在这种情况下其承载力将会大幅度的降低,很容易造成隧道渗水情况的发生。

(三)防水层铺挂不当的问题

铺挂是防水层施工中最常见的施工技术,也是隧道防水的重要施工程序。然而在进行现场施工时,总会出现这样那样的问题,造成渗水现象发生。

三、隧道渗水的原因,以及隧道渗水对公路造成的影响

在进行公路隧道的施工当中,渗水现象是最常见大情况。同城渗水是由隧道的穹顶为轴线,相隧道的两侧拱腰以及两边的墙上展开,衬砌的表面会十分的超市,严重情况下会发生滴水的现象,之所以会发生这种情况,基本上是因为对穹顶初支喷射混凝土的施工难度过大不能有效覆盖,或者是由于在二次浇筑衬砌的时候,出现了孔洞、缝隙以及漏洞。如果排水管道也出现了问题,那么就将导致内被的水不能及时的进行排除,其中的水压就会逐渐增长,水就会渗入到没有水的地方,一旦出现了这种情况,将会造成拱脚、伸缩缝以及施工缝等渗水情况的出现。渗水漏水情况的发生,将会对公路隧道的使用寿命产生不可忽视的影响,将会使公路隧道的使用寿命大大缩短,对交通方面的价值也将严重“缩水”,并且会增加运营维护的难度。

如果隧道在二次衬砌时出现十分严重的渗水情况,那么就有可能是以下的几个原因造成的:第一,施工工段地下水过于丰富,地下水的水压过高;第二,施工建设单位在进行设置无纺土工布时,没有能按照设计要求进行施工,导致其不能有效的发挥防渗水的作用;第三,在焊接eva防水板时,施工工艺出现了问题,出现了漏焊或者是没有焊牢;第四,工人在进行焊接二衬钢筋网使,一时疏忽,导致焊透防水板或者造成防水板损坏;第五,使用的防水材料质量不过关,施工建设单位没有对使用的施工材料进行有效的检测就进行施工应用;第六,施工建设单位由于工期临近或者是过于追求施工进度,没能对二衬施工的质量进行有效的重视,造成对二衬混凝土的配合比不符合相关工艺要求,进行浇筑时也未能按照操作流程进行施工,造成其结构的自防水系统不能有效工作[2]。

四、对公路隧道防排水施工的核心原则以及主要施工策略

(一)对公路隧道防排水施工的核心原则

公路隧道的防排水设计的核心原则是要防水、排水、截流以及封堵有效结合,同时要结合现场情况,使用系统的处理方式。公路隧道的防排水施工时,要宠妃结合现场的地质情况,根据现场地质情况使用相应的技术以及处理措施。比如在岩溶发育段需要以封堵作为主要的管理措施,对地下水要限量排放。对隧道的防水施工,需要充分的发挥衬砌结构自防水的效果,对混凝土的质量也要进行有效控制,使其可以满足施工的各种需要。在进行附加防水层的施工时,需要研究国内外的具体隧道防水施工的事件教训,尽量要做到节约成本、使用先进技术以及质量可靠,使隧道防水的安全性、稳定性符合相关规定要求[3]。

(二)公路隧道主洞的防排水的实施策略

对公路隧道的主洞防排水实施策略为:第一,通过将排水槽以及中心盖板的排水沟铺设到隧道路面上,将检查井以五十米的间距进行铺设,在日后检查排水沟时可以简单方便;第二,对隧道中的仰拱智商,将无纺土工布以及eva防水板按照相关工艺流程铺设到初期支护与二次衬砌之间;第三,隧道拱墙的环向进行施工打孔波纹管(直径五十毫米),需要在二次衬设置设防水卷材之前完成,同时在打孔波纹管需要间距在八米至十米以内,铺设时需要考虑施工缝。在隧道的两侧边墙脚处进行铺设纵向透水打孔波纹管(型号是直径一百一十毫米),全隧道贯通。使用盲沟联通环、纵向波纹管施工,同时没个四米至五米之内需要铺设一处横向的排水管,需要将其与隧道的中心排水沟进行连接,横向的排水管型号是直径一百毫米的pvc管,如果是对地下水丰富地段施工,地下水的出水量很大,就可以合理的使用加密环对排水沟以及横向排水管间距进行缩短;第四,对公路隧道的路面下面铺设打孔波纹管,型号是外径五十毫米,对仰拱地带铺设的打孔波纹管的间距要在十米左右,没有仰拱的地带铺设的打孔波纹管的间距在五米左右;对二次衬砌的变形缝以及环、纵向施工缝使用复合防水措施进行施工;第五,对二次衬砌出现的变形缝以及环、纵向施工缝是用复合式防水措施进行处理;第六,通常情况下,二次衬砌中使用的混凝土抗渗等级不能低于P8;第七,公路隧道的衬砌定型,变形施工也完成之后,使用回填注浆的方式,对空洞、岩体断层以及地下水丰富的地带进行二次处理,增强隧道的抗渗水性;第八,依据施工现场的地下水发育状况,结合对超前地质预报的研究,决定是否对地下水进行主动的封堵,如果需要,则可以使用超期预注浆的方式进行处理,还可以在开挖施工之后通过对围岩径进行注浆以及补注浆等方式进行处理[4]。

(三)公路隧道平导洞防排水实施策略

对公路隧道的平导洞防排水实施策略:第一,对需要进行安装施工设备,以及存放施工材料与设备的地区,需要将eva防水板以及无纺土工布按照相关工艺流程铺设在二次衬砌与初期支护之间,对防水板的铺设可以依据主洞的相关规定进行施工,需要预埋泄水管在墙角处,使用型号为直径一百毫米的pvc管;第二,对不需要安装施工设备以及存放施工材料的地区,需要预留泄水孔在墙角处,泄水孔的直径要在一百毫米;第三,在

通常的情况下,平导洞的二次衬砌的混凝土抗渗等级需要与主洞相同;第四,依据现场的实际地质状况,再结合超前地质预报的状况,决定是否对地下水进行主动的封堵,如果需要,则可以使用超期预注浆的方式进行处理,还可以在开挖施工之后通过对围岩径进行注浆以及补注浆等方式进行处理;第五,需要在设置一道变形缝在横通道与平导洞和主洞交汇处五米的位置,使用沥青木丝板对变形缝进行填塞。

二次衬砌混凝土不仅需要帮助围岩承担一部分的压力,同时也是公路隧道防水的最后一层。所以就需要二次衬砌的承载能力要强,还需要拥有良好的抗渗性,能够有效的发挥防水效果。所以可以通过掺用外加剂和调整混凝土的配合比等方式来有效性提升二次衬砌的防水效果[5]。

(四)现场管理人员对建筑材料要严格把关

对隧道的防排水施工中使用各种建筑材料,现场管理人员需要对其质量要严格要求,使用科学合理的检测方式进行监管,使任何不符合规范的材料不能进入施工现场。建筑材料的质量与建筑工程的质量和安全是有着唇齿相依的关系,单纯的使用先进施工技术不能有效的保证工程质量,只有保障了使用的建筑材料质量才能有效保证工程质量,对隧道的防、排水施工中需要采购的建筑材料,要进行有效的质量检测,要将“安全第一”放在心上。

五、公路隧道施工中出现的各种缝隙的处理方式

(一)环向施工缝

对环向施工缝的处理方式为:对拱墙以及仰拱处使用中埋式橡胶止水带。对地下水发育的地段,需要增强防水时,可以使用背贴式橡胶止水带对环向施工缝增强保护,详情见图、一、图、二。

(二)纵向施工缝

对纵向施工缝的处理方式为:在纵向施工缝处使用中埋式橡胶止水带进行处理。

(三)变形缝处理

对变形缝的处理方式为:在进行隧道施工中,对拱墙上的变形缝进行防水施工时,需要遵循施工设计,将背贴式橡胶止水带铺设到衬砌的外缘,衬砌的中部使用中埋式橡胶止水带进行铺设,使用沥青麻丝对缝隙进行填补。使用中埋式橡胶止水带对仰拱衬砌中部的变形缝进行处理,其中的缝隙使用填缝料填塞密实,详情见图、三。需要注意的是不可以使用组成材料为再生橡胶制造的橡胶止水带,要使用组成材料是三元乙丙橡胶制造的橡胶止水带[6]。

六、隧道防排水的系统施工技术、

对隧道开始进行挖掘时,可以使用光面爆破技术,使用这项技术可以有效避免对围岩造成巨大的震动,从而有效保证了光面爆破的效率以及成果。降低了对围岩扰动还可以非常有效的减少围岩裂缝的出现,裂隙之间也不会出现联通的现象,就会很好的避免了裂隙水的出现。隧道在进行挖掘施工时,如果围岩的表面出现了大范围的裂隙,发生了出水量较多的情况,就需要先对裂隙水进行泄压,可以通过钻出引水孔方式解决,等到水压降低到可以进行处理的状态时,通过对裂缝采取注浆的解决方式,然后将引水孔使用膨胀快硬水泥进行封堵处理。

隧道施工的初期进行支护施工时,如果岩面出现了大量的渗水或者涌水的情况,就需要通过在岩面凿洞的方式,向里面填充碎石等透水材料,之后通过使用pvc排水管对水进行引流,最好在进行挂钢筋网以及立钢拱架喷射混凝土施工。对隧道的排水沟需要进行有效的清淤工作,保证排水沟的水流运行通常,才可以铺设中央排水沟盖板。对施工使用的各种防水材料需要进行严格的质量检测,才可以进场应用,使用的各种防水材料需要遵守施工设计的要求以及相关管理规定[7]。

结束语:

我国道路施工工程每天都在破土动工,而在进行公路施工时,挖掘隧道是避免不了的重要施工步骤,而公路隧道的防排水工程完成的好坏将会极大的影响到隧道的使用寿命,施工单位对隧道的防排水施工需要有效的加强关注,保证公路隧道的使用寿命,有效避免各种事故的发生,保障人民生命财产安全。

参考文献:

[1]田古生,朱尚明. 基于深埋软岩公路隧道防排水施工技术的研究[J]. 山西建筑,2018(2):188-189.

[2]王联平. 山区软岩大跨度四线铁路车站隧道防排水施工关键技术研究[J]. 现代隧道技术,2017,54(2):213-217.

[3]冯军龙. 非饱和黄土软岩公路隧道施工的防排水技术研究[J]. 华东公路,2017(6).

[4]李瑞军. 公路隧道防排水技术之探讨[J]. 工程技术:全文版,2016(12):00070-00070.

[5]高强. 公路隧道防排水施工技术探讨[J]. 交通标准化,2013(20):40-42.

[6]蒋小伟. 公路隧道防排水施工技术探讨[J]. 工程技术:全文版:00138-00138.

[7]严正好. 公路隧道防排水工程施工技术研究[J]. 黑龙江交通科技,2015(9):131-131.

作者简介:

胡启航(1980~),男,籍贯:湖南省娄底市,工程师,从事公路桥梁施工监理相关工作。现工作单位:湖南省长湘工程监理有限公司

论文作者:胡启航

论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期

论文发表时间:2018/8/13

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