牛有江
中国水利水电第五工程局有限公司
摘要:公路工程相比于其他建筑工程来说,规模更加庞大、战线更长、投入的人力物力更大,并且受到影响的因素更多,受到限制也十分多,特别是隧道整个工程埋于地下,因此工程地质和水文地质条件对隧道施工的成败起着重要的、甚至决定性的作用因此。但是在公路隧道施工过程中,渗漏水一直是普遍存在的问题,需要对渗漏水问题发生的原因进行分析,并结合渗漏水问题产生的原因采取有针对性的处理措施,从而能够有效解决渗漏水问题。本文对公路隧道渗漏水整治技术进行了深入的研究与分析,并提出了一些合理的意见,旨在进一步提高我国公路施工建造水平。
关键词:隧道;渗漏水;病害原因;整治技术
1工程概况
①某电站前期进场公路场内道路生基岗隧道进口桩号k1+960.000,位于④冲沟左岸,垂直坡面进洞,隧道出口位于⑤冲沟右岸,桩号k2+570.000,隧道长度610m(不含明洞段),纵坡为5.15%。隧道进口段位于A=70.711m的回旋线上,出口段为直线段,隧道断面型式为三心圆断面。生基岗隧道洞室围岩主要为白垩系上统夹关组第1段第1层(K2j1-1),岩性为紫红色中、细粒砂岩、含砾粗砂岩、砾岩。岩层产状300°~320°/NE∠6°~15°,构造较简单,无大的断层通过。洞室位于地下水位以下,围岩为微风化至新鲜岩石,岩体强度虽不高,为较软岩~中硬岩,但完整性较好,具备成洞条件。洞室的稳定一方面取决于岩体中泥质粉砂岩、粉砂质泥岩的分布及NW、NE向两组陡倾角节理裂隙发育程度,另外还与洞室轴线有关,因为洞室轴线与岩层走向的夹角较小,岩层倾角平缓,基本为微切层开挖,在薄层岩体分布段,受节理裂隙与层面切割,围岩可能发生局部掉块,但不会影响洞室的整体稳定。洞室围岩类别为Ⅲ~Ⅳ类,其中Ⅲ类围岩占70%,Ⅳ类围岩占30%。
2城市公路建设渗漏水成因分析
2.1地质原因
在本次工程中,城市公路隧道施工区域中的地质结构主要为硬岩富水地层、基岩裂隙水发育为主,这种地质情况下施工就容易出现同步注浆效果较差的问题,将浆液注入管片之后,在一段时间内就会被水稀释,从而导致出现渗漏水裂缝。
2.2地下水因素
地下水的作用减弱了岩土体的物理力学性能,降低了围岩的强度,一方面增加了工程的成本,加剧了施工难度,同时还会为后续的工作埋下隐患;另一方面地下水还会在隧道衬砌薄弱的区域侵入,最终导致隧道出现不同程度的渗水漏水现象。在地下水丰富的区域,地下水通过物理作用、力学作用以及化学作用使得隧道的围岩条件变得尤为复杂,也为隧道的渗漏水提供了条件。
2.3施工材料因素
公路隧道中的接缝处一般采用密封的防水施工材料,但是密封防水施工材料在使用过程中,容易受到外界因素的破坏,从而导致其密封性出现问题,例如止水条粘接牢固被破坏导致粘接松动、止水条受到了强烈的撞击等,都会导致防水施工材料的质量出现问题,从而导致出现了渗漏水裂缝。
2.4施工工艺因素
建筑材料。工程质量的首要基础就是建筑材料,只有保证了建筑材料的优良才能够确保建筑工程的质量。隧道建筑材料所存在的问题主要表现在水泥标号较低或受潮过期、钢丝钢筋劣质生锈、砂石的含泥量较高或级配存在不合理现象、防水卷材以及排水管道的技术指标较低、耐久性较差等。建材对病害的影响并不会立即显现,往往会在运营的过程中缓慢地表现出来,且因建材而引起的病害往往很难通过维修进行解决。结构施工。初支和二衬是隧道主体结构的主要组成部分,同时隧道也属于隐蔽工程,验收过程中难以发现问题,导致施工单位在隧道结构施工中偷工减料,质量控制不严成为隧道结构质量问题的主要原因。其主要表现在隧道施工的过程中初支出现大变形、二衬厚度不足、二衬表面出现蜂窝麻面现象,这就为地下水的渗漏提供了通道。防排水施工。防排水工程是防止隧道发生渗漏水病害的关键,虽然隧道目前为止已经普遍建立了防排水体系,但是在施工的过程中往往对防排水系统处置不当,导致防水板被刺破或者烧坏,排水管道出现堵塞、脱节的现象,最终造成了防排水系统的功能失效。
3裂缝渗漏水处治技术
3.1无水裂缝的处治
具体施工工艺如下:依裂缝的延伸方向,凿出宽深各5cm的沟槽,在长度方面则在裂缝起止点前后各延伸0.1m。清洁浮尘之后,每隔0.5~0.8m安设注浆管,在前段分叉直接注入裂缝中,用环氧树脂砂浆来完成嵌补,保证结构固定,在此之后压注环氧树脂浆液,最后去除外露部分,进行刷涂步骤。环氧树脂浆液配比,环氧树脂∶501稀释剂∶二甲苯∶乙二胺=1∶0.2∶0.35∶0.08。刮抹料配比,水泥∶细砂∶水=1∶2∶0.35。调色料配比,水泥∶白水泥∶107胶=5∶3∶1。
3.2衬砌空洞处置
处置衬砌空洞的主要目的是防止围岩的松弛扩大,及时抑制衬砌背后的空洞继续发育,同时抑制衬砌上地压以及水压的增加,增强衬砌的承载力以及变形性能,改善其止水防水效果,增加衬砌的厚度以及强度,最终防止衬砌出现裂缝等问题。治理空洞只要回填压浆,根据隧道衬砌厚度检测的情况,通过回填压浆来达到补厚的效果。在回填注浆的过程中,如果空洞中有水存在,则需要先排水,否则会对衬砌产生二次伤害。对于仰拱厚度不足或发生不均匀沉降的情况,则应该采取局部改建的方式进行处理。
3.3有水衬砌裂缝的处治
有水衬砌裂缝的渗漏大多发生在雨季,而旱季则不会漏水,所以可选用完全封堵。水泥类固化材料封堵具有较高的耐用性,嵌补材料采用遇水膨胀橡胶条和快硬水泥材料,余与无水裂缝处理相同。在施工过程中,从美观考虑,可先清洗干净裂缝表面,然后涂刷环氧树脂浆液2~3遍,接着通过调色料、刮抹料等对混凝土表面进行处理,确保其颜色和周围衬砌混凝土颜色大概相同。
如果裂缝渗水量不大,则可以直接采用注浆封堵,但是由于该类裂缝大多较小,不需要太多的浆液,可采用超细水泥浆、化学浆液。在固化后其具有较高的强度,并且和原混凝土结构有较好的结合性,因而实现较好的防渗效果。在施工工艺方面,首先沿着裂缝的方向进行开凿,从而形成一个宽5cm、深6cm的沟槽,随后通过清水冲刷的方式确保其整体洁净。之后可以继续沿着裂缝方向,大约按照每50~80cm即设置一根注浆管道,管长可为10cm,直径1cm,并前端分叉,从而与裂缝精准对接,之后采用双快水泥的方式完成注浆管填充,进行固定操作,嵌补材料为双快水泥和高分子丙凝浆液。水泥逐步上升至目标强度,然后就可以查验堵塞情况,保证注浆管外没有渗漏。
一旦发现其他环节存在漏水隐患,应当第一时间进行继续封堵,随后完成管路以及注浆泵的对接,并从下方开始进行灌注,保持灌注压力为0.4MPa左右,并对注浆效果进行检验,完毕后即可清除注浆嘴。为确保整体视觉观感的一致性,用调色料刷涂于表面上,从而修复裂缝产生的破坏。
3.4质量验收工作
在渗漏水裂缝施工结束后,XS施工队伍对渗漏水裂缝的整治效果进行了全面的验收,按照裂缝条数的20%,对不同类型的渗漏水裂缝进行随机抽查的方式进行治理效果监测,经过监测渗漏水裂缝基本达到了整治要求,没有出现明显的渗漏水情况,渗漏水整治效果理想。
结论
综上所述,由于隧道渗漏水会明显降低隧道的安全性,为此,文章通过病害分析得出隧道产生渗漏水主要是地下水、围岩、设计、施工等因素共同作用的结果,并结合以防为主,防、排、堵相结合的原则,有针对性地从衬砌空洞和衬砌裂缝两个方面提出相应的处置原则,有效解决了隧道的渗漏水问题,可为相关的工程提供一定的参考意义。
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