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公路隧道的主體建筑物一般由洞身、襯砌和洞門組成,在洞口容易坍塌的地段,還加建明洞,隧道的附屬構筑物有防水和排水設施、通風和照明設施、交通信號設施以及應急設施等。本文發表在《公路工程》上,文章主要論述了高速公路隧道滲漏水應該如何做到有效治理,是論文發表代理范文,供同行參考。
摘要:滲漏水是高速公路隧道常見病害之一,主要存在于襯砌的縫隙(伸縮縫、施工縫、沉降縫等)和襯砌本身的薄弱部位。隧道滲漏水危害極大,影響公路隧道的正常運營。目前,工程上對隧道滲漏水已有一些預防和治理措施。本文介紹了高速公路隧道滲透水的危害及形成原因,提出了隧道滲漏水整治的指導思想、施工工藝和幾種治理方法以供各施工單位參考借鑒。
關鍵字:隧道;滲漏水;治理
前言:
高速公路隧道滲漏水是隧道病害中最常見的病害形式,危害極大。在滲漏水的長期作用下,有些環境水中含有侵蝕性,造成襯砌混凝土和砂漿腐蝕損壞,降低襯砌的支承能力,增加大運營隧道的維修費用。在嚴寒地區,隧道襯砌滲水反復的凍融循環,在襯砌內部造成襯砌混凝土凍脹開裂破壞和洞內線路凍脹起伏不平等病害。隧道漏水還將使隧道拱部和側墻產生冰凌侵入凈空,隧道滴水將使路面結冰,危及行車安全。有些隧道涌水還夾帶有大量泥砂,空易造成排水通道的堵塞。滲漏水使隧道內表面浸跡斑斑,由于車輛尾氣和行車產生的塵土附著于濕潤的隧道表面而形成“花臉”隧道,影響隧道美觀。隧道滲漏水還將極大地降低隧道內各種設施的使用功能和壽命,在運營期間,地下水常通過混凝土襯砌變形縫、施工縫、裂縫甚至混凝土孔隙等通道滲漏進隧道中,造成洞內通信、供電、照明等設備各處于潮濕環境而發生銹蝕、霉爛、變質、失效。公路隧道滲漏水危害如此之大,施工人員一定要采取措施預防病害的產生,對已經存在的病害進行治理。
一、高速公路滲漏水的形成機理及原因
(一)高速公路隧道滲漏水的形成機理
公路隧道修建過程中破壞了原來地下水系統的平衡,隧道開挖和臨空面形成地下水向隧道方向匯集、滲出,地下水重新分配,從而形成新的含水層,在隧道修建之后,積聚的地下水就從結構薄弱的地方發生滲漏,如施工縫、襯砌裂縫、變形縫等,從而產生隧道滲漏水。
(二)高速公路隧道滲漏水具體原因
1.地形地質構造復雜,天然水腐蝕
高速公路隧道多修建在崇山峻嶺中,地形地質構造復雜,隧道滲漏水地段多出現在上層滯水較為發育、埋深較淺、節理發育、圍巖破碎、裂隙水豐富等含水豐富的地段。特別是埋深比較大、富水區距隧道頂的較高的隧道地段,水壓力過大使隧道防水層失效。淺埋隧道地段,地表水沿覆蓋層的裂縫滲到隧道內。
天然水對襯砌混凝土有腐蝕性,可能造成漏水孔隙,甚至導致襯砌混凝土剝落開裂。
2.設計原因
襯砌橫截面厚度不夠。襯砌的橫截面厚度是抗滲防漏的決定性因素,在設計過程中,襯砌的橫截面必須擁有足夠的厚度,保證其具有較大的荷載。混凝土強度不夠。混凝土是襯砌組成的主要材料,除了形變之外,混凝土有可能出現收縮、徐變、開裂等情況,設計中必須考慮混凝土的強度,保證其襯砌體密實、高強度、受力合理,擁有足夠的抗形變能力。防排水結構設計不足。某些高速公路隧道項目會忽視防排水結構的設計,是否擁有防排水設置比襯砌滲漏水的后果更嚴重,設計中要考慮完善防排水設施。
3.施工原因
(1)混凝土沒有按放水級配設計施工,在地下水壓力較大的地方,由于抗滲標號低于相應水壓,從而出現滲水現象。
(2)振搗不到位,在混凝土襯砌的施工中,有時存在振搗不到位的現象,形成透水的開放性毛細管路,尤其是混凝土拌合物在密實泌水過程中,析出水分部分被擠向上面,部分聚集在集料顆粒的下面,導致襯砌混凝土存在泌水管路。
(3)襯砌混凝土材料中有雜物,腐爛后形成縫隙或孔洞。
(4)灌注混凝土的工作未加處理或處理不當,產生結合不嚴的漏水縫隙。
(5)先拱后墻或先墻后拱施工的拱墻連接處填不嚴,形成滲漏。(6)預留孔洞沒有按防水要求處理也會形成滲漏通道。
(7)拱頂襯砌不密實,當圍巖壓力過大時,導致拱腰部位襯砌出現縱向拉裂,拱頂襯砌壓碎掉塊,導致滲漏。
(8)支護技術不過關,工程上常采用的先拱后墻法施工,循環進尺短、襯砌緊跟、以襯代支,致使襯砌接縫過多,且接縫處理不能達到防水標準,導致接縫滲水。
二、滲漏水整治的指導思想
遵循“排截結合,因地制宜,綜合治理”的原則,對地表水、地下水妥善處理。先以地表水處理為主,即在地表完善粘土隔水層、優化洞頂截水溝以使降雨后地表水迅速排除,從而減少甚至杜絕地下水的補給。待經歷下個雨季后,觀察治理效果。若洞內滲漏水已完全停止,則不需執行洞內治理方案;若洞內仍然滲漏水,則繼續執行洞內治理方案。即在洞內施工縫處采取鑿槽排水的方案,使洞內外分別形成完整通暢的防排水循環。
三、滲漏水處理施工工藝
(一)確定處理方案
檢查墻面,標出滲漏水部位,根據滲漏水情況,確定處理方案。對于點及裂紋滲漏水的,采用鑿槽堵漏方案;對于面滲漏水的,視滲水輕重程度分別采用堵漏和注漿方案;對于施工縫的滲漏水,將采用注漿方案。但也不是絕對的,要根據具體情況,綜合分析漏水原因而采取最適宜的處理方案。
(二)堵漏施工工藝
1.對于裂縫滲漏水,沿裂縫剔鑿出寬深各為20mm、40mm的凹型槽,對于滲漏點,則以滲漏點為圓心鑿洞,孔洞直徑為10~30mm,深為20~40mm,孔洞盡量保持與基面垂直。另外,鑿連續墻槽縫要適當加深加寬,按接縫兩邊的疏松程度而定。
2.徹底清理并清洗凹型槽及孔洞。
3.取適當量的堵漏材料加水拌制成泥狀,搓成條形或錐形,迅速將膠泥堵漏到槽(洞)中,并用力擠壓密實,保持45~60秒不動。
4.對漏水情況嚴重的,將采用注漿施工方案。
(三)注漿、引流施工工藝
對于滲漏嚴重部位,可采用注漿堵漏施工方法。如在滲漏部位鑿出一定寬度和深度(如直徑80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并檢查表面混凝土密實性,從滲漏部位向襯砌鉆孔,其深度建議控制在襯砌厚度范圍內,埋管注漿,其注漿漿液通過設計確定。
注漿主要是在施工縫部位,該部位主要是由于澆筑混凝土時處在模板的端頭部位,部分施工縫處由于工人施工時操作不到位,混凝土不能完全密實填充,尤其在拱頂部位,這樣,該處的膨脹型止水條便起不到止水的作用,同樣,由于止水條安裝不規范,在施工縫整個斷面上,都會有漏水的可能,而這種情況也比較普遍,因此用采注漿的方法可達到較好的堵漏效果。
四、滲漏水的幾種整治方法
(一)襯砌背后注漿
根據滲漏水的輕重,襯砌背后注漿采用初次注漿和檢查注漿。初次注漿采用水泥砂漿,檢查注漿材料采用純水漿。當地下水壓力較大,水流速度快,滲漏嚴重時,采用可灌性好、結實率高、快凝早強、凝結時間可調的水泥—水玻璃雙液漿。
(二)襯砌內部壓注丙凝化學漿液
主要用于隧道滲漏水量較小,水流分散,不利于引排的拱部施工縫、襯砌裂縫及個別出水點。進行襯砌內部注漿,以封閉水流通道及襯砌裂隙,或使水流相對集中,便于引排。
(三)噴抹砂漿防水層法
主要用于拱部大面積出現面漏、網狀裂縫滲漏水,對主要出水點在鑿槽引排、嵌縫堵漏后,噴抹砂漿防水層,防水層厚度20mm-25mm。
(四)嵌縫堵漏法
主要用于局部施工縫浸水、滲水等水量較小的部位處理。隧道環向施工縫堵漏采用嵌入復合式膨脹橡膠條,結合鑿槽埋管,將水引入側溝。隧道縱向縫堵漏,采用嵌入式自粘型止水條,進行封堵。
(五)鑿槽排水法
主要用于拱、墻單點線流、股流、射流等水量較大而不易用以上幾種堵水措施處理的滲漏部位。其方法是從滲水點起鑿槽,在槽中埋設半個聚氯乙稀管或塑料排水板,外用防水砂漿封閉。
(六)可排水止水帶預防施工縫滲漏
可排水復合橡膠止水帶是能對環向施工縫中的滲水進行“先排后堵”的新型止水帶。可排水復合橡膠止水帶為內置式止水帶,設置在襯砌厚度的中間,橫斷襯砌環向施工縫。當環向施工縫內出現滲水時,滲水沿環向施的排水系統。如果部分滲水在穿越止漿濾水帶時沿止水帶與混凝土之間的間隙橫向流動,則會遇到粘貼在止水帶翼緣上的遇水膨脹橡膠條的阻擋。遇水膨脹橡膠條遇水后膨脹,使止水帶翼緣與混凝土之間的間隙密實,滲水沿橫向流動,阻力增大,從而提高了止水帶的止水能力。
(七)連拱隧道中隔墻水平施工縫滲漏的防治
該處滲漏的防治是目前工程上的一個難點,通過實踐,發現采用水平型可排水止水帶可取得較好效果。即在水平施工縫中,將水平型可排水止水帶設置在襯砌厚度的中部,在水平施工縫上滲水從襯砌外側向洞內方向流動時,當遇到水平可排水止水帶的阻擋后,由于止水帶上部翼緣覆蓋有濾水層,因而滲水會在重力作用下改變方向,向下流入可排水止水帶的排水通道,再經水平排水通道縱向流入環向施工縫的排水通道,并由其進入隧道的排水系統。
結束語:高速公路隧道滲漏水危害極大,因此對發生滲漏水病害的隧道一定要及時調查分析,采取有效的治理措施,避免造成更大的安全事故和經濟損失。滲漏水的治理要在本文提出的滲漏水整治的指導思想下進行,根據滲漏水出現的原因、地形地質狀況進行合理設計和施工。
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論文發表期刊簡介:《公路工程》(雙月刊)創刊于1975年,由湖南省交通科學研究院主辦,主要報道公路、橋梁、結構理論、路面、路基、人工結構物、線路勘測設計、計算機應用等內容,專門刊載道路、橋梁及交通工程的理論研究與工程應用文章。可供從事交通研究、施工、監理、管理的工程技術人員、管理人員和大專院校、中專師生閱讀,亦可供市政、水利、建筑、鐵道建筑等土木工程技術人員參考。