劉慧麗,劉 健,劉佳佳
(浙江交工集團(tuán)股份有限公司港航工程分公司,浙江 杭州 310051)
隨著國家經(jīng)濟(jì)和進(jìn)出口商品的不斷發(fā)展,各類港口吞吐量已不滿足日益增長的人民需求,其作為國際中商品流通的基礎(chǔ)設(shè)施之一,為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。而在港口堆場工程的建設(shè)期和運(yùn)營期,堆場防排水工程是十分重要的,其是延長堆場使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)。眾所周知,水毀災(zāi)害是堆場破壞的原因之一,因此需要對堆場排水溝技術(shù)進(jìn)行研究。
現(xiàn)澆排水溝施工的傳統(tǒng)工藝為:開挖基槽→澆注墊層→測量放樣→澆注鋼筋混凝土底板→澆筑鋼筋混凝土溝壁→預(yù)制、安裝鋼筋混凝土蓋板→基槽回填夯實(shí),但針對復(fù)雜陸域堆場地質(zhì)下進(jìn)行排水溝施工會(huì)遇到以下問題:(1)排水溝防滲水性能差。(2)排水溝導(dǎo)流不順暢。(3)排水溝側(cè)壁模板施工效率低。
我國隧道建設(shè)中鐵路隧道起步最早,但鐵路隧道建設(shè)中的防水意識也是因?yàn)?0世紀(jì)80年代新奧法的引入才產(chǎn)生的,僅僅是采用混凝土襯砌防水,變形縫、施工縫等結(jié)構(gòu)細(xì)部防水仍未被注意。20世紀(jì)80年代中后期,我國才對公路隧道的防排水系統(tǒng)施工和防水材料提出了嚴(yán)格要求。1988年7月1日開始執(zhí)行的《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GBJ108-87)中提出了地下工程防水總治理原則,即“防、排、截、堵結(jié)合,因地制宜,綜合治理”。2001年開始執(zhí)行的《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108-2001),對地下工程設(shè)計(jì)、施工內(nèi)容進(jìn)行了修訂,增加了量化的防水等級標(biāo)準(zhǔn),并提出了具有針對性的防水設(shè)計(jì)方案,如不同的施工方法下結(jié)構(gòu)主體、施工縫、變形縫、后澆帶等不同防水措施的選擇,讓地下工程防水設(shè)計(jì)方案選擇更有跡可循,更方便。
城市隧道與鐵路、公路隧道有許多共同點(diǎn),目前無針對城市下穿隧道的國家規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn),一般參考的規(guī)范有公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范、城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范、地下工程防水技術(shù)規(guī)范等。但由于城市隧道所處的特殊地理環(huán)境和使用功能要求,需配置給排水管及通風(fēng)、照明交通監(jiān)控、有線廣播和無線通訊系統(tǒng)的各種電纜、電線和設(shè)備、儀器、儀表,防水標(biāo)準(zhǔn)要高于公路、鐵路隧道的防水標(biāo)準(zhǔn)?!豆匪淼涝O(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD70-2004)規(guī)定隧道拱部只“滲”不“滴”,邊墻不“淌水”,而城市隧道防水標(biāo)準(zhǔn)至少要達(dá)到“不滲”,以確保洞內(nèi)干燥,并且要遵循“多道設(shè)防”的設(shè)計(jì)原則。
由于城市下穿隧道路面特點(diǎn),引道縱坡大,可高達(dá)5%,一般不設(shè)雨水口,而是在道路兩側(cè)設(shè)置聯(lián)算式收水井作為收水設(shè)施。然而,當(dāng)雨水量較大,地面徑流需經(jīng)過較長時(shí)間匯集到道路最低點(diǎn)處的雨水口,雨水不能及時(shí)排出,容易形成積水,因此,越來越多的工程開始在引道最低點(diǎn)設(shè)橫截溝截留雨水。若只單獨(dú)設(shè)置橫截溝,引道縱坡>3%時(shí),雨水容易漫流過橫截溝進(jìn)入隧道內(nèi)。因此,許多工程在城市下穿隧道排水設(shè)計(jì)時(shí),采用橫截溝與聯(lián)篦收水井組合方案。隧道敞開段雨水通過縱坡形成地面徑流,排入隧道暗埋段進(jìn)口處的橫截溝,以截留雨水;聯(lián)篦式收水井收集道路兩側(cè)雨水和橫截溝匯水,并通過排水泵站提升到市政管網(wǎng),排出隧道。
長期以來,我國下穿式隧道排水系統(tǒng)一直存在著耐久性問題,導(dǎo)致行車噪音大、跳車嚴(yán)重、收水效果差及引發(fā)路面損壞等不良后果,已無法滿足快速路的使用要求。為了詳細(xì)了解排水系統(tǒng)問題,對某市的20條隧道的中的86個(gè)排水溝進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查,多因排水溝井篦材質(zhì)、框篦結(jié)構(gòu)銜接方式選擇不正確,施工工藝不足、施工操作不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致排水溝損壞。
高抗?jié)B性現(xiàn)澆排水溝包括鋼筋混凝土蓋板、現(xiàn)澆鋼筋混凝土集水溝、C10素混凝土墊層、二布一膜復(fù)合土工膜和碎石墊層等。研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝高抗?jié)B防水體系,在排水溝塑混凝土墊層上鋪設(shè)二布一膜復(fù)合土工膜,墻體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后外翻二布一膜復(fù)合土工膜。提出了現(xiàn)澆排水溝平順導(dǎo)流系統(tǒng),排水溝導(dǎo)流拐角處埋設(shè)高性能排水管彎頭,排水管彎頭處與模板綁扎連接。研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝模板快速施工工藝,在拐角處采用組合式鋼模板與鋼支架體系。溝壁模板采用對拉止水螺桿加固,水溝內(nèi)側(cè)模板設(shè)置對撐,溝壁外側(cè)模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。見圖1~圖3。
圖1 現(xiàn)澆排水溝結(jié)構(gòu)示意圖
圖2 平順導(dǎo)流示意圖
圖3 裝配式模板示意圖
高抗?jié)B性現(xiàn)澆排水溝在施工應(yīng)用中有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。
(1)排水溝抗?jié)B性能好。研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝高抗?jié)B防水體系,在排水溝塑混凝土墊層上鋪設(shè)二布一膜復(fù)合土工膜,墻體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后外翻二布一膜復(fù)合土工膜,大大提高了排水溝的抗?jié)B性能。
(2)平順導(dǎo)流效果佳。提出了現(xiàn)澆排水溝平順導(dǎo)流系統(tǒng),排水溝導(dǎo)流拐角處埋設(shè)高性能排水管彎頭,排水管彎頭處與模板綁扎連接。
(3)施工速度快。研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝模板快速施工工藝,在拐角處采用組合式鋼模板與鋼支架體系。溝壁模板采用對拉止水螺桿加固,水溝內(nèi)側(cè)模板設(shè)置對撐,溝壁外側(cè)模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。
(4)止水效果佳,溝壁模板采用對拉止水螺桿加固,相比于普通的對拉止水螺桿止水效果更佳。
施工工藝流程見圖4。
圖4 施工工藝流程圖
上述施工流程中的操作要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面。
(1)基槽開挖
基槽土方開挖接近建基面時(shí)為避免破壞基底土體,在基底標(biāo)高以上預(yù)留30~50cm的保護(hù)層,待澆筑前采用機(jī)械結(jié)合人工清除。開挖機(jī)械擬采用兩臺PC200液壓反鏟挖掘機(jī)配合施工,一臺負(fù)責(zé)開挖,另一臺負(fù)責(zé)翻料裝車,同時(shí)確?;鬯闹懿坏糜型练蕉演d。
(2)墊層澆筑
集水溝底部設(shè)有級配碎石墊層和素混凝土墊層?;炷敛捎矛F(xiàn)場混凝土攪拌站攪拌,輸送車運(yùn)送至現(xiàn)場,自卸入模,人工攤鋪,平板振動(dòng)器振平實(shí)。素混凝土墊層模板采用槽鋼或小鋼模,用鋼釬固定。在墊層澆筑施工完成后,攤鋪二布一膜復(fù)合土工膜。
(3)鋼筋綁扎
清掃基層→放底層鋼筋網(wǎng)片位置線→底板底層鋼筋網(wǎng)片→下層網(wǎng)片保護(hù)層墊塊→鋼筋馬凳→底板上層鋼筋網(wǎng)片→溝壁外側(cè)鋼筋網(wǎng)片→溝壁內(nèi)側(cè)鋼筋網(wǎng)片→驗(yàn)收。鋼筋安裝綁扎時(shí),鋼筋間距符合設(shè)計(jì)要求,鋼筋交叉點(diǎn)全部點(diǎn)焊或扎絲綁扎,扎點(diǎn)牢固,保證鋼筋骨架的整體性。綁扎溝壁鋼筋網(wǎng)片時(shí),網(wǎng)片兩側(cè)采用鋼筋支扶措施,防止鋼筋網(wǎng)片傾倒傷人。溝壁鋼筋網(wǎng)片綁扎完畢,綁扎溝壁鋼筋保護(hù)層墊塊,墊塊設(shè)置不少于4塊/m2。
(4)模板施工
鋼模板運(yùn)至現(xiàn)場前進(jìn)行預(yù)拼,檢查模板的平順度等,符合要求后運(yùn)至現(xiàn)場。對于周轉(zhuǎn)次數(shù)多或有特殊要求的部位(變形縫、后澆帶等),也可采用加工專用或組合式鋼模板,以適應(yīng)特殊需要。溝壁采用對拉止水螺桿加固,在距底部50 cm及頂部位置各設(shè)一道,對拉止水螺桿水平間距1.0 m,水溝內(nèi)側(cè)模板設(shè)置對撐,溝壁外側(cè)模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。支撐間距60~75 cm。
(5)混凝土澆筑
混凝土采用自建拌合站集中拌合運(yùn)輸。采用底板、溝壁兩次澆筑。先底板后溝壁。底板澆筑完后,間隔適當(dāng)?shù)臅r(shí)間,澆筑溝壁混凝土,避免在溝壁與底板交界處出現(xiàn)混凝土孔洞、爛根、露石等現(xiàn)象。
(6)基槽回填夯實(shí)
當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,沿著排水溝方向?qū)圻M(jìn)行回填,回填采用對稱回填,防止回填中受到擠壓。
現(xiàn)澆排水溝施工的傳統(tǒng)工藝為:開挖基槽→澆注墊層→測量放樣→澆注鋼筋混凝土底板→澆筑鋼筋混凝土溝壁→預(yù)制、安裝鋼筋混凝土蓋板→基槽回填夯實(shí),但針對復(fù)雜陸域堆場地質(zhì)下進(jìn)行排水溝施工會(huì)遇到以下問題。(1)排水溝防排水性能差。(2)排水溝導(dǎo)流不順暢。(3)排水溝側(cè)壁模板施工效率低。
(1)研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝高抗?jié)B防水體系,在排水溝塑混凝土墊層上鋪設(shè)二布一膜復(fù)合土工膜,墻體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后外翻二布一膜復(fù)合土工膜。
(2)提出了現(xiàn)澆排水溝平順導(dǎo)流系統(tǒng),排水溝導(dǎo)流拐角處埋設(shè)高性能排水管彎頭,排水管彎頭處與模板綁扎連接。
(3)研發(fā)了現(xiàn)澆排水溝模板快速施工工藝,在拐角處采用組合式鋼模板與鋼支架體系。溝壁模板采用對拉止水螺桿加固,水溝內(nèi)側(cè)模板設(shè)置對撐,溝壁外側(cè)模板用三角支撐和利用溝槽壁頂撐加固。