摘要:滲漏水病害是公路建設(shè)中的八大通病之一,文章分析了公路隧道滲漏水的原因,并提出了施工各階段的預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:公路隧道;滲漏水;防排水;公路施工
中圖分類號(hào):U457文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)09-0171-02
滲漏水病害是公路建設(shè)中的八大通病之一。分析滲漏水的原因,就可以找到處理的辦法,“千里之堤,潰于蟻穴”。只要提高施工人員的整體素質(zhì),提高施工技能,提高監(jiān)控力度,樹立質(zhì)量意識(shí),認(rèn)認(rèn)真真做好每道工序的工作,一定能把減少和消除滲漏水現(xiàn)象提高到一個(gè)新的水平。
一、公路隧道滲漏水成因
公路隧道滲漏水的原因是多方面的,公路隧道一般建在地表層,在巖土中開鑿隧道,破壞了原來(lái)的水文地質(zhì)環(huán)境,破壞了原有的圍巖構(gòu)造,迫使地下水在受到破壞的巖土和襯砌結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)里找出路,而發(fā)生滲漏水現(xiàn)象。水是無(wú)孔不入的,不管是在開挖階段,還是在施作防排階段,還是在混凝土襯砌階段,任何一道工序的一點(diǎn)疏忽,都會(huì)導(dǎo)致滲漏水的發(fā)生,造成拱部滲水,邊墻滴水,預(yù)留洞室漏水,路面冒水等,勢(shì)必惡化隧道內(nèi)行車環(huán)境,誘發(fā)事故,影響隧道的正常營(yíng)運(yùn)。
二、施工各階段的預(yù)防措施
要達(dá)到檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的要求,施工期間防排水措施是保證隧道構(gòu)成的關(guān)鍵。在隧道施工中,不斷的認(rèn)識(shí)隧道滲漏水病害的成因,對(duì)防止問題產(chǎn)生是大有益處的。
(一)開挖階段
防止地表水下滲,及早處理地表水是隧道防止?jié)B漏的第一環(huán)節(jié)。地表水是隧道地下水的補(bǔ)給源,為防止地表水滲入圍巖,開挖前要求對(duì)隧道上方和左右一定范圍塌陷、洞穴、凹坑、洼地、松土松渣仔細(xì)檢查,對(duì)可能引起地表水下滲的地方進(jìn)行處理,采用截、排、堵三種措施相結(jié)合的方法,盡可能的減少滲透量。現(xiàn)在高速公路多采用相近的二個(gè)隧道雙車道單向行駛。在開挖時(shí),一般情況是哪條隧道快,出水多些,早些;而進(jìn)度稍慢的,相比較,出水少些。隧道設(shè)計(jì)有坡度,一般來(lái)說,坡下部位水相對(duì)來(lái)說要多些,坡上部位水相對(duì)來(lái)說要少些。隧道上坡若是陽(yáng)坡,雨水補(bǔ)給多,陰坡地下水儲(chǔ)量大。水在隧道是百害之源!施工中對(duì)出水的部位,水量的大小涌水情況,變化的規(guī)律,水對(duì)圍巖穩(wěn)定影響以及與隧道內(nèi)各種地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系,補(bǔ)給來(lái)源及水質(zhì)成分等作好觀測(cè),試驗(yàn)和記錄,找出滲漏根源,制定放排水方案,為初期支護(hù),防排水系統(tǒng)的鋪設(shè),二次襯砌的施工,運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù),提供可靠的依據(jù)。塌方地段是防水的薄弱點(diǎn),在施工中更要注意。
(二)初期支護(hù)階段
若有大面積滲漏水時(shí),不能簡(jiǎn)單的采取一堵了之的方法,而應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況,找準(zhǔn)出水點(diǎn),鉆孔將水引到排水系統(tǒng),引水關(guān)安裝牢固,記好鉆孔的位置,數(shù)量,孔深,方向和滲水量等作詳細(xì)記錄,便于噴射砼后觀察作進(jìn)一步的處理。有一隧道,在開挖時(shí)拱部有股水從打鉆孔中流出,施工人員只考慮開挖,強(qiáng)行堵死,又未做記號(hào)。結(jié)果噴射混凝土后發(fā)生更大面積的濕潤(rùn)滲水,二襯人員打孔,想找出水點(diǎn),連打幾個(gè)孔都未找到,只好又堵上。過了一段時(shí)間,水儲(chǔ)積越來(lái)越多,引起拱部下沉,只好挑頂處理。
噴射砼面,一般比較粗糙,局部凹凸不平,還有外露的導(dǎo)管頭,鋼筋頭,錨桿頭,尖銳石子,均應(yīng)清除,抹水泥砂漿面,特別是拱部應(yīng)盡可能的噴平順,不留凹凸,二次襯砌時(shí),拱部凹凸處最容易出現(xiàn)空洞,空隙,難以處理。還易產(chǎn)生積水,發(fā)生滲漏。
(三)施作防排水系統(tǒng)階段
首先認(rèn)真做好基礎(chǔ)處理,其次依據(jù)開挖,初期支護(hù)期間的出水詳細(xì)記錄,布置防排水系統(tǒng)。以防排為主,防、排、堵綜合治理,形成完善的防治和排泄體系。當(dāng)防水設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不符,出入較大或是設(shè)計(jì)有遺漏時(shí),施工單位應(yīng)及時(shí)申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)變更。
1.基礎(chǔ)處理,檢查隧道底有無(wú)溶洞、出水點(diǎn)、清理虛渣、積水、木材、廢棄雜物、油污。如有出水,查明情況,根據(jù)出水量小,采取引排,注漿封堵等辦法給予治理。
2.排水盲管,排水板,防水板(橡膠排水板加土工布)止水帶和止水條,粘結(jié)劑都是外購(gòu)件,應(yīng)按設(shè)計(jì)要求,選用質(zhì)量可靠、價(jià)格合理、信譽(yù)良好的廠家定貨,并按規(guī)范要求進(jìn)行抽檢,合格不產(chǎn)品不得使用。即使合格產(chǎn)品在儲(chǔ)存時(shí)盡可能不受風(fēng)吹、日曬、雨淋,避免尖銳物件損傷,防水板要直立存放,均要避免接觸酸、堿化學(xué)物品。
3.橫向,縱向排水盲管,防排水系統(tǒng)構(gòu)造物的形狀,尺寸,位置和埋設(shè)深度都應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,一般在電纜溝下10公分,承包單位不得隨意更改。鋪掛時(shí),要根據(jù)施工記錄的出水點(diǎn)位置、大小來(lái)鋪設(shè),只能增加,不得減少。一是隧道圍巖中的地下水有隨季節(jié)變化的情況,二是地下水與噴射混凝土融合,產(chǎn)生反應(yīng),形成白色的泡沫物析出,易堵塞排水盲管。
4.排水板。一般多用在涌水,突水處,若能在噴射混凝土前埋設(shè)最好。先上排水板,外用排水管加強(qiáng),再噴射混凝土逐步縮小噴射范圍,如能埋設(shè)引排更好。
5.水板。防水板多為不透水的高分子卷材,鋪設(shè)噴射混凝土與襯砌之間,不起防水作用,對(duì)內(nèi)外混凝土來(lái)說,起隔離與潤(rùn)滑作用,使初期支護(hù)噴射混凝土對(duì)二襯混凝土的約束力減少,可避免或減少二襯砼開裂,提高二襯砼的防水抗?jié)B能力。粘結(jié)防水板時(shí),先檫干凈兩搭接面上的油污、灰塵,搭接面大于10cm,粘接不小于5cm,涂刷時(shí)粘結(jié)膠液要涂刷均勻,用量充足,接頭沒氣泡,褶皺及空隙, 粘結(jié)要牢固,不能有假粘,漏粘,皺粘,生拉硬扯粘, 粘后用手?jǐn)D壓,使兩搭接面緊密粘合在一起。隧道內(nèi)道路是有坡度的,防水板粘接縫應(yīng)有正確的搭接方向,像老房上鋪瓦,鋪油氈一樣,一塊壓一塊,順著壓;粘接縫與模板臺(tái)車的擋頭板要錯(cuò)開,也要注意擋頭板壓板螺栓頂破防水板(漏漿不易看清楚)長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)要求鋪,保證松弛度。不得有任何損傷(刺破,扎破,掛破,扯破)即使在澆注混凝土?xí)r發(fā)現(xiàn),也要想盡一切辦法修補(bǔ),不留隱患。若當(dāng)時(shí)不補(bǔ),到施工完后(特別時(shí)通車后)發(fā)生滲漏時(shí)再予治理,不且投資大,而且很難達(dá)到預(yù)期的效果。應(yīng)采用無(wú)定鋪設(shè),未施工部分的防水板連接部分要保護(hù)好不被損傷。焊邊墻鋼筋時(shí),要采取遮蓋措施,保護(hù)好防水板不被焊渣燒焦或燒成洞,也不能被鋼筋和鐵絲劃破,補(bǔ)丁不能太小,距破邊要大10cm。更不能剛粘完就模筑混凝土,這樣會(huì)被混凝土水花熱熏開,失去防水效果。緊急停車帶(還有車行橫洞,人行橫通道,預(yù)留洞室)和主洞相連接處的防排水系統(tǒng),應(yīng)與正洞同時(shí)完成,搭接處要平順,沒有褶皺和破損。
6.止水帶或止水條。止水帶有高彈性和壓縮變形的特點(diǎn),它在荷載作用下產(chǎn)生彈性變形,能起到緊固、密封有效的防止?jié)B漏水的作用。常家山,溝東,成王莊隧道用的橡膠止水帶,不適合折彎預(yù)滿,只能上下安裝模板卡住止水帶。下模板可按模板臺(tái)車外形制作,上模板則因噴射混凝土面不平不規(guī)則不好定形制作。一是易漏漿,二是止水帶易跑偏而偏移后小夾角里的混凝土不好振搗密實(shí),容易有氣泡、空隙,易產(chǎn)生滲漏水。止水帶的長(zhǎng)度要按實(shí)際長(zhǎng)度認(rèn)真裁斷,最好不長(zhǎng)也不短。若短了要接,接口要避開與積水和坡度小的部位??尚苯?,用利刀削成坡面,表面打毛,清刷干凈,焊接或粘接,外加力擠壓,保證粘接,密實(shí)牢固;可搭接,長(zhǎng)的靠圍巖,短的靠臺(tái)車,短的要多搭些,不得有任何破損(刺破、刮傷、暗傷痕、扯裂),一定要保證完好無(wú)損。
7.砼面處理。縫是隧道防水最薄弱的環(huán)節(jié),二次襯砌是最后一道防線??p若處理不當(dāng)則將成為滲漏冒水的主要通道,甚至?xí)斐梢r砌侵蝕、凍害、電器設(shè)備銹蝕及危害交通等后患,應(yīng)給予高度重視。
隧道施工,施工單位為了開挖、襯砌兩不誤,混凝土襯砌除拱圈外,多采用半施工,這樣就增多了不少施工縫,有路面與電纜狗之間的施工縫,有仰拱與邊墻間的施工縫,有找平層與路面間的施工縫,有路面與電纜溝之間的施工縫,有邊墻與拱圈間的施工縫,有拱圈與拱圈間的施工縫,有拱腳與電纜溝之間的施工縫,還有因停電或機(jī)械故障造成的施工停頓縫(大多顯水平縫)及因多種原因造成的混凝土裂縫。
砼面需要鑿毛,規(guī)范上沒有具體的要求(方向、坡度、深淺),施工多是象征性的“鑿毛”,邊上留上五六公分不鑿,留下了不可估量的隱患。
三、混凝土裂縫
施工中由于種種原因,造成混凝土開裂,影響美觀,影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,也給滲漏水留下了通道.開裂易發(fā)生在各種施工縫間,混凝土厚薄不均勻部位(包括預(yù)留洞室拐角處,預(yù)埋管件混凝土保護(hù)層不均勻部位);洞口溫差明顯過大處;混凝土振搗不密實(shí)處;砼漏振處面恰巧又是砼泵口處;拆模過早,襯砌裂開;鼓風(fēng)筒漏風(fēng),又正對(duì)著新澆筑砼部位;隧道開挖貫通后成煙囪狀通風(fēng)洞,風(fēng)流變化,引起砼開裂;不養(yǎng)護(hù)引起砼開裂;巖石地區(qū)瞬間大
量高壓水作用,砼開裂;洞口和明洞段受偏壓和山坡崩落巖土超載堆積,砼開裂;地震,暴雨……
四、滲漏水發(fā)生的時(shí)間
有的隧道拱圈襯砌后不到一個(gè)月就發(fā)生了滲漏,有的仰拱回填沒多久就冒水,有的幾個(gè)月,甚至更長(zhǎng)。時(shí)間長(zhǎng)短,一方面取決于裂隙系統(tǒng)和其他邊界條件的一些未知數(shù),這也與爆破程度及隧道四周圍巖結(jié)構(gòu),特別是隧道下半部圍巖結(jié)構(gòu),地下水的多少有關(guān)。鉆爆法施工中,炸藥爆炸產(chǎn)生膨脹力和沖擊波,破壞了隧道開挖輪廓線內(nèi)及相鄰周邊圍巖結(jié)構(gòu),以藥包為中心向四周傳播,以此為壓縮圈、拋擲圈、破裂圈和振動(dòng)圈。破壞力的大小與圍巖結(jié)構(gòu)、巖石硬度、炮孔多少、深淺、裝藥量有關(guān)。若隧道周圍的圍巖是致密的基本不透水的巖層,地下水又比較豐富,就會(huì)在較短時(shí)間里從襯砌等薄弱有縫隙的地方滲出,“滿則溢”。若這類圍巖離隧道較遠(yuǎn),地下水需用較長(zhǎng)時(shí)間才能積儲(chǔ)到超過薄弱有裂隙的地方滲出,時(shí)間就會(huì)長(zhǎng)些。若地下水不太豐富,則滲出的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)一些。假若隧道四周的圍巖是破碎的,距隧道更遠(yuǎn)的地方才是不透水層,滲漏水發(fā)生的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。
開挖時(shí),要根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告和圍巖揭露的實(shí)際情況,采取適度的方法,控制爆破質(zhì)量?,F(xiàn)在隧道開挖多用新奧法光面爆破,如果只注意控制周邊孔裝藥量,而忽視了內(nèi)圈輔助孔的裝藥量,周邊圍巖將會(huì)過度龜裂。因?yàn)橛蓛?nèi)圈輔助孔爆破產(chǎn)生的裂縫開展深度往往大于周邊孔爆破產(chǎn)生的裂縫深度,大約是后者的幾倍,因此,對(duì)內(nèi)圈輔助孔的爆破諸參數(shù)也要嚴(yán)加控制,才能取得較好的爆破和破裂,也將會(huì)對(duì)滲漏水起輔助作用。
作者簡(jiǎn)介:彭榮生(1974-),男,廣西桂林人,廣西桂通公路工程監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司中級(jí)工程師,研究方向:公路橋梁隧道工程施工、監(jiān)理技術(shù)及管理工作。