滑山
(中鐵二局第五工程有限公司 四川成都 610091)
某客專隧道長6470m,地處成都平原區(qū),地形平坦開闊,地面高程488~494m,相對高差2~6m。地表水對混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性,地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性。
隧道主體結(jié)構(gòu)為直墻拱形結(jié)構(gòu),采用明挖順作法施工,主體結(jié)構(gòu)施工分拱墻連做、拱墻分做兩種方式。
圖1 隧道襯砌
隧區(qū)上覆第四系全新統(tǒng)人工填筑土卵石土、粉質(zhì)黏土及沖洪積層軟粉質(zhì)黏土;上更新統(tǒng)風(fēng)積層成都黏土、軟黏土;上更新統(tǒng)冰水-流水堆積層粉質(zhì)黏土、粉砂、中砂、卵石土。下伏基巖為白堊系上統(tǒng)灌口組泥巖。
隧道襯砌大部分下臥卵石土地層:中密,局部稍密,飽和。局部為粗圓礫土,其余為中砂及少量黏粒充填,石質(zhì)成份以砂巖、花崗巖為主,磨圓度較好,分選性較差,厚15~25m。
第四系孔隙潛水主要賦存于上更新統(tǒng)粉砂、中砂、卵石土中,滲透性好,含水極其豐富,形成一個(gè)整體含水層,含水層總厚度15~30m。枯水期地下水位埋深2~6m;汛期地下水埋深1~5m。中砂、卵石土滲透系數(shù)K=20~25m/d,為強(qiáng)透水層。隧道基本位于中砂、卵石土中。
襯砌采用C35高性能防水混凝土,抗?jié)B等級不低于P10。隧道采用以結(jié)構(gòu)自防水為主,襯砌外側(cè)采用全環(huán)鋪設(shè)ECB防水板全包防水,同時(shí)對施工縫、變形縫進(jìn)行重點(diǎn)防水處理的原則,進(jìn)行綜合防水。不設(shè)置洞內(nèi)排水溝。
隧道80~100m環(huán)向設(shè)置一道變形縫,變形縫拱部、邊墻設(shè)集水槽將局部滲漏水導(dǎo)入消防槽;變形縫底板設(shè)置兩排剪力棒上下交錯(cuò)布置。
了解結(jié)構(gòu)滲漏的部位、性質(zhì),摸清整治工作量,根據(jù)不同的滲漏情況選定對應(yīng)的治理方法。
(1)滲漏水的地點(diǎn)、位置、滲漏形式(濕漬、滲水、水珠、點(diǎn)漏、線漏-見GB50299的釋義)、水量大小、水質(zhì)、水壓等,繪制“結(jié)構(gòu)滲漏平面展開圖”—見GB50208;
圖2 襯砌防水構(gòu)造圖
(2)與滲漏有關(guān)的工程缺陷,如蜂窩、麻面、孔洞、露筋、裂縫、施工冷縫、混凝土剝落、鋼筋銹蝕等;
(3)發(fā)現(xiàn)滲漏的時(shí)間、發(fā)展的過程、滲漏量變化的規(guī)律;
(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料、防水方案和采用的工法及施工質(zhì)量控制情況,對主體對結(jié)構(gòu)滲漏原因進(jìn)行分析;
(5)初次滲漏治理的時(shí)間,采用的方案、材料、工藝及治理效果進(jìn)行評估。
(1)漏水量較大或比較明顯時(shí),可直接觀察確定;
(2)慢滲或不明顯的滲漏水,表面擦干,均勻撒干水泥粉,現(xiàn)濕痕處即為滲水處。
根據(jù)滲漏點(diǎn)調(diào)查的結(jié)果,及時(shí)繪制“滲漏情況展開圖”,判定滲漏等級。按照方案實(shí)施治理并做好滲漏治理記錄。
通過對全線隧道的滲漏水情況全面調(diào)查,按照滲漏水類型統(tǒng)計(jì)滲漏比率最大的為裂紋滲漏,占45.1%;按照滲漏水部位統(tǒng)計(jì)滲漏比率最大的為邊墻處滲漏,占58.1%;按照隧道基坑開挖方式統(tǒng)計(jì)滲漏比率最大的為拱墻分做段,占54.8%。
根據(jù)滲漏點(diǎn)分布統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合施工過程,對滲漏原因分析如下:
(1)施工縫處混凝土鑿毛不徹底、橡膠止水帶安裝不規(guī)范、界面劑涂刷不規(guī)范等導(dǎo)致施工縫處成為防水的薄弱處,加之外包防水層局部破損,導(dǎo)致施工縫處滲漏。
(2)變形縫處的變形量已超出設(shè)計(jì)變形量,止水帶可能局部破損,且外包防水層局部破損,導(dǎo)致變形縫處滲漏。
(3)同一結(jié)構(gòu)的不同部分混凝土灌注間隔時(shí)間太長,由于收縮徐變不同步造成后灌注部分混凝土出現(xiàn)裂紋或裂縫。隨著時(shí)間的推移,其水泥水化反應(yīng)越完全,混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)越致密,彈性模量則越大,個(gè)別段落底板混凝土已足齡期后才進(jìn)行側(cè)墻混凝土,增量不一致,出現(xiàn)貫通裂紋。
(4)參建各方認(rèn)識的局限性,第一次將明挖隧道全包防水理念付諸實(shí)施,對全包防水的認(rèn)識、明挖轉(zhuǎn)入地下帶來的環(huán)境變化、材料的質(zhì)量、設(shè)計(jì)理念和工期問題等綜合因素考慮不足造成。
(1)滲漏水治理應(yīng)遵循“堵排結(jié)合、因地制宜、剛?cè)嵯酀?jì)、擇優(yōu)選材,標(biāo)本兼治、綜合治理”的原則。
(2)結(jié)構(gòu)滲漏治理工作安排的原則:
滲漏水治理,應(yīng)采用經(jīng)過試驗(yàn)、檢測和鑒定并經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)質(zhì)量可靠的新材料,行之有效的新技術(shù)、新工藝。
(3)具體實(shí)施時(shí)采取的策略:
①治理方式:大漏變小漏、縫漏變點(diǎn)漏、片露變孔漏、逐漸縮小滲漏水范圍并堵住漏水。
②滲漏水治理順序:先排后堵,先堵小漏、后堵大漏;先高后低,先頂板、再墻身、后底板。
③應(yīng)盡量在冬季裂縫(或接縫)張開量較大時(shí)進(jìn)行。
④必須把永久防水和結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)、加固統(tǒng)一考慮。
⑤符合環(huán)保的要求,盡量減少對周邊環(huán)境的影響。
采用固化后有一定抗壓、抗拉強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度的膠凝材料,通過注漿充填結(jié)構(gòu)裂隙、孔隙,在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)阻斷流水路徑,達(dá)到堵水目的。
通過市場調(diào)查和實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果,注漿采用EAA高滲透性親水、水溶性固結(jié)環(huán)氧材料,具有高強(qiáng)度,強(qiáng)粘結(jié)力,收縮小,化學(xué)穩(wěn)定性好和能在溫室條件下固化等優(yōu)點(diǎn),可迅速止水,加固裂縫,效果好。針頭采用高壓注漿止水針頭,填縫料采用改性環(huán)氧砂漿、堵漏靈或環(huán)氧膠泥等。
6.1.1 隧道拱部變形縫封堵措施
變形縫滲漏治理提出應(yīng)采取堵排結(jié)合,拱部及道床底采取封堵措施、邊墻及道床兩側(cè)采取引排措施,并且注漿順序應(yīng)從拱頂向兩側(cè)進(jìn)行。
6.1.2 側(cè)墻變形縫引排措施
對有滲漏的側(cè)墻(起拱線以下)變形縫,在現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上不再進(jìn)行注漿封堵處理,而采取埋設(shè)排水盲管引排措施。
(1)鑿縫:沿直邊墻變形縫切倒梯形槽。
圖3 邊墻變形縫治理
(2)清切槽完畢用高壓風(fēng)、水清洗槽身,埋設(shè)圓形中空排水盲管,盲管沿側(cè)墻延伸至電纜槽底部,埋設(shè)圓管將水引入消防槽中。
(3)表面封縫:
側(cè)墻盲管埋設(shè)后,用纖釘對稱釘牢并設(shè)置鋼絲網(wǎng),再采用聚硫密封膠封縫,確保將水引排至消防槽。
6.1.3 變形縫處隧道底板鉆孔引水減壓措施
從滲漏情況判斷,主要是地下水突破全包防水材料進(jìn)入襯砌與全包防水材料之間的水,其特點(diǎn)是水量小、水壓大。為保證拱部不滲漏、道床板底不滲漏,采取在變形縫緊臨的消防槽內(nèi)、道床間底板、道床與消防槽間底板上鉆孔引水,以降底水壓。鉆孔設(shè)置于變形縫兩側(cè),每處鉆兩個(gè)斜孔,鉆孔與變形縫相交并不得打穿止水帶。
6.1.4 排水通道設(shè)置
通過上述堵排結(jié)合措施后,可能有少量水需排放至消防泵井,利用消防槽、道床間隧道底板頂面、道床與消防槽間隧道底板頂面作為通道排水。
施工縫或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致滲漏水狀況,在施工縫裂紋部位沿縫鑿槽,清洗干凈,漏水較大部位埋設(shè)引水管,把縫內(nèi)主要漏水引出縫外,對較小的滲漏水用快凝材料封堵,其余縫槽用埋管、注入EAA高滲透親水性固結(jié)環(huán)氧材料封堵治理。
對出現(xiàn)反復(fù)的施工縫,內(nèi)部通過注漿填充施工縫及周邊不密實(shí)的混凝土改善混凝土內(nèi)部密實(shí)度,注漿深度不宜小于襯砌厚度的1/3;外部在襯砌內(nèi)施工縫兩側(cè)各40cm寬度范圍涂刷水泥基滲透結(jié)晶型界面劑改善混凝土表層密實(shí)度。
一般滲漏宜采用襯砌內(nèi)(背水面)注漿,鉆孔根據(jù)滲漏水情況布置,孔深 10~15cm。
6.3.1 鑿槽處理
查找滲漏出水點(diǎn)或縫隙,鑿成V形槽,從下往上追溯鑿槽至出水點(diǎn)的源頭。
6.3.2 漿液(1)當(dāng)接縫比較干燥,只有極少量滲漏水時(shí),使用親水性環(huán)氧漿液;(2)當(dāng)滲漏水明顯時(shí),先使用水溶性聚氨酯漿液止水,待接縫干燥后,再另外選擇時(shí)機(jī)使用可補(bǔ)強(qiáng)的漿液堵漏。
6.3.3 注漿工藝
(1)對鑿槽進(jìn)行打磨、沖洗。
(2)騎滲漏縫打眼、安裝注漿嘴
對于規(guī)則裂縫等間距布嘴;
對于不規(guī)則裂縫在交叉點(diǎn)及端部布嘴。
(3)封 縫
使用堵漏靈膠泥或環(huán)氧膠泥等材料封縫,并可在表面涂刷環(huán)氧膠。
(4)在封縫完成并養(yǎng)護(hù)2h后,壓氣檢查各孔的貫通情況,對于不串通的孔,查明原因進(jìn)行分析和處理。
(5)采用分級注漿,要多點(diǎn)同步灌漿,從下至上,從寬至窄,逐步推進(jìn)。
(6)注漿嘴在灌漿結(jié)束48h后鏟除并用防水砂漿抹面并檢查。
本隧道2014年12月20日通車運(yùn)營。滲漏水治理從2011年5月開始一直持續(xù)至通車運(yùn)營后,經(jīng)歷了覆土穩(wěn)定、列車動(dòng)載、停機(jī)坪動(dòng)載、多年水位交替的考驗(yàn),現(xiàn)僅有新增裂紋滲水,滲漏水已基本得到治理,治理方法是成功的。防水是系統(tǒng)工程,設(shè)計(jì)階段及施工階段就必須高度重視防水設(shè)計(jì)和整治工作,防水設(shè)計(jì)和質(zhì)量息息相關(guān),及早和建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位提出合理化建議。但滲漏水情況在工程實(shí)踐中十分普遍,危害大,特別是會(huì)造成危害行車安全等問題,如何解決該問題,應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)情況進(jìn)行分析,關(guān)鍵是從源頭和過程控制,選擇合理的防排水體系,做好襯砌混凝土的澆筑質(zhì)量及防水層的施工質(zhì)量。
[1]《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108-2008)[S].
[2]《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50208-2011)[S].