孫建勛 趙彥賢 丁兆亮
近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,水工隧洞建設(shè)進(jìn)入一個(gè)全新的、高速發(fā)展的新常態(tài),不僅建設(shè)規(guī)模不斷加大,同時(shí)向著“大長度、深埋藏、大斷面等”方向發(fā)展。水工隧洞是以輸水為目的,在巖石、土體中通過開挖形成的隧道。[1]受沿線水文地質(zhì)條件影響、圍巖滲漏水在水工隧道施工中是最為常見的問題之一,能否妥善處理不僅影響建設(shè)期的施工質(zhì)量和施工安全,同時(shí)關(guān)系到整個(gè)工程后期運(yùn)行安全。
目前國內(nèi)在建或已建的水工隧洞二次襯砌多采用混凝土襯砌結(jié)構(gòu)。在防滲排水設(shè)計(jì)與施工中都遵照“堵”、“截”、“排”的原則采取相應(yīng)的處理措施。近年來隨著新工藝、新材料、新技術(shù)的不斷推廣,防滲排水技術(shù)也得以極大發(fā)展,雖然取得了一定的效果。但被稱為隧道工程的第一大頑疾,水工隧洞中的滲漏水問題仍然普遍存在,難以徹底解決?!笆砭怕钡恼f法不僅折射水害之痛,也充分說明了其普遍性和廣泛性。
在水工隧洞二次襯砌混凝土施工期間,圍巖滲漏水既造成施工環(huán)境惡化,增加了襯砌倉面的處理難度和施工成本,同時(shí)嚴(yán)重影響襯砌施工質(zhì)量,滲漏水往往是造成混凝土襯砌質(zhì)量通病關(guān)鍵因素。
二次襯砌混凝土施工期間圍巖滲漏水若處理不當(dāng),一旦進(jìn)入混凝土施工倉面,將會(huì)改變混凝土水膠比,造成混凝土泌水和離析,導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低,同時(shí)造成混凝土內(nèi)部不密實(shí),形成滲漏通道,嚴(yán)重影響二次襯砌混凝土質(zhì)量。
在水工隧洞二次襯砌混凝土完成以后,水工隧洞滲漏水主要表現(xiàn)在襯砌混凝土表面的滲潤(面滲)、滴水、流水、漏水、噴射水等現(xiàn)象。尤其是在二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的施工縫、伸縮縫等薄弱處更為突出。這些部位施工時(shí)往往難以振搗密實(shí),止水等埋件固定不牢固,在滲透壓力的長期作用下,滲漏量往往呈逐漸加大趨勢,并在汛期地下水位抬高時(shí),滲漏水量會(huì)明顯加大。水工隧洞在運(yùn)行過程中不僅存在外水內(nèi)滲問題,同時(shí)存在內(nèi)水外滲問題,有壓隧洞內(nèi)水外滲問題更為突出。兩種工況交替變換下更易造成襯砌混凝土結(jié)構(gòu)破壞。在水工隧洞后期運(yùn)行過程中需要經(jīng)常檢查和維護(hù),往往水工隧洞滲漏水問題處理較為麻煩,而且處理費(fèi)用往往很高;因此,在施工期對(duì)水工隧洞滲漏水問題應(yīng)予以高度重視并妥善處理。
水工隧洞滲漏水處理一般遵照“堵”、“截”、“排”的原則進(jìn)行。
遼寧某重點(diǎn)輸水隧洞在二次襯砌混凝土之前針對(duì)Ⅳ、Ⅴ類圍巖首先進(jìn)行一次無蓋重固結(jié)灌漿,形成一定厚度的固結(jié)圈,并在圍巖裂隙發(fā)育地段,施工現(xiàn)場出現(xiàn)涌水和淋水面積過大部位采用HSC(含水細(xì)砂型)注漿材料進(jìn)行阻水灌漿進(jìn)一步防滲阻水。
通過上述措施后雖取得了一定效果,但在二次襯砌混凝土施工之前,圍巖長時(shí)期處于裸露狀態(tài),在滲透水壓力作用下,部分滲透通道重新被打開或在其他節(jié)理裂隙部位形成新的滲漏水通道。待二次襯砌混凝土施工時(shí),仍在圍巖面出現(xiàn)點(diǎn)滲、面滲、滴滲水等現(xiàn)象,為進(jìn)一步防止?jié)B水進(jìn)入混凝土襯砌倉面,施工現(xiàn)場采用快速封堵劑封堵結(jié)合排水管引排措施進(jìn)行“堵”、“排”。快速封堵劑材料采用快硬、高強(qiáng)水泥熟料、外加劑、粘結(jié)劑等多種材料組合而成,具有快凝、快硬、高強(qiáng)、無收縮、粘結(jié)性強(qiáng)等性能。[2]施工時(shí)在滲水表面封涂封堵劑,形成封閉層,在巖面與封堵劑之間嵌入橡膠軟管形成泄壓排水通道,后期待封堵劑終凝后將橡膠軟管抽出并重復(fù)使用。
遼寧某重點(diǎn)輸水隧洞在進(jìn)行了一系列的堵排結(jié)合措施后,二次襯砌混凝土施工結(jié)束后滲漏水現(xiàn)象較未采用相應(yīng)防滲排水措施段明顯減少,取得了良好效果,得到了參建各方的共同認(rèn)可,并在全段全面推廣使用。
(1)水工隧洞是以輸水為目的,有別于其他鐵路、公路、礦山等隧道工程,水工隧洞二次襯砌混凝土除作為圍巖壓力的承載結(jié)構(gòu)外,還起著承擔(dān)著過水流內(nèi)壓的重要作用,特別在高水頭有壓隧洞中,二次襯砌混凝土防止內(nèi)水外滲的作用更為重要,因此,在水工隧洞防滲排水設(shè)計(jì)和施工中就應(yīng)給于重視或進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。
(2)防滲排水在水工隧洞建設(shè)中至關(guān)重要,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,水工隧洞建設(shè)高速發(fā)展的今天,就像防水板、防水卷材等在鐵路等隧洞工程中廣泛應(yīng)用一樣,水工隧洞防滲排水新技術(shù)、新工藝、新材料不斷涌現(xiàn),較傳統(tǒng)防滲排水技術(shù)更具可操作性和良好的效果,值得進(jìn)一步研究和推廣。
(3)本文所提到的防滲排水措施,在遼寧某重點(diǎn)輸水隧洞工程起到了較好效果,可為其他工程提供參考。