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貴州防水工程施工淺析人行隧道防水工程施工工法

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貴州防水工程施工淺析人行隧道防水工程施工工法

發布日期:2017-09-30 14:20 來源:http://bibd.ac.cn 點擊:

貴州防水工程施工淺析人行隧道防水工程施工工法 

前言

廣州地鐵*號線火車站5 號出入口至省汽車站人行隧道工程位于廣州火車站西側鬧市區,隧道主要用于火車站、地鐵站、省汽車站、市汽車站及天馬服裝市場之間常年密集的人流通行。隧道覆土深度2.0~3.5 米,主要為粉質砂粘土,地下水平均埋深1.5m。設計規定本隧道采用一級防水,即完全不允許有滲水現象,結構表面無濕漬, 防水堵漏一直是地下工程施工中很“頭疼”的問題,而且業主還要求:“只能設防、不作引排”,這給防水施工更增加了難度。本工法即是在施工過程中,采取主體防水與輔助防水相結合、剛性防水與柔性防水相結合、分區止水與局部止水相結合,取得了很好的效果。

工法特點

1、本工法的初支背后注漿、柔性防水板鋪設、防水鋼筋砼施工縫與變形縫處理及滲水點封堵所采用的設備均比較簡單,而且操作簡便。

2、本工法所用材料來源豐富,成本便宜??炷?、水玻璃、環氧樹脂、無紡布、PVC 防水板等均為常用的防水材料。

3、本工法所形成的多層防水帷幕能夠有效堵水,防止滲漏。

適用范圍

本工法可適用于鐵路、公路、地鐵、市政及防空等地下工程的防水施工。

施工工藝與質量控制

地下工程防水與堵漏的方法很多,一般都是根據不同情況采用截、堵、排相結合的方法進行綜合治理。但本工程竣工后投入使用的排水設施主要考慮為排除各出入口敞開部分匯聚的雨水,而沒有充分考慮隧道結構的滲漏水。本工法正是針對“只能防堵、不設引排”的特點,采取“多層設防、集中堵漏”的方法,達到完全止水的目的。

1、主要工序

主體防水:第一道為初期支護噴射砼防水;第二道為柔性防水板組成的防水層(土工布+PVC 板),內側分區防水設外貼式止水帶;第三道為剛性防水,即C30S8 鋼筋砼結構防水及其施工縫、變形縫處理。

輔助防水:初期支護背后回填注漿防水;二次初砌背后回填注漿防水。貴州防水工程施工集中堵漏:利用快凝水泥和水玻璃集中封堵滲漏點,再用改性環氧樹脂封閉臨時引水管。

2、初期支護噴射砼噴射砼不僅起著穩定土體、初期支護的作用,同時也起著堵水抗滲的作用。因此,噴射砼的質量必須得到有效控制,以保證強度和抗滲要求。要保證噴射砼的質量,須特別注意以下幾個問題(噴射砼工藝是很常見的,這里不作贅述): 

① 水泥強度等級必須控制在32.5R 以上;

②細骨料應堅硬,最好用粗砂,細度模數要大于2.5; 

③粗骨料要級配良好,石質堅硬,粒徑在10mm 以下的最好在80%左右,最大粒徑絕不能大于15mm; 

④ 速凝劑的初凝時間應小于5min,終凝時間小于10min; 

⑤ 干法噴砼的混合料一定要隨拌隨噴,杜絕混合料長時間堆放(控制在15min 以內)。當氣溫高于+5°C 時,噴射砼2 小時后應噴水養護,養護時間不少于14 天,這對于控制裂紋、保證抗滲性能非常重要;

⑥ 更應該特別強調的是,要堅決防止噴射砼的操作工人為了減少回彈量(速度快、粉塵少)而加大速凝劑和水的用量,這對于噴射砼的強度和抗滲性能的危害都是相當大的。

3、初支背后回填注漿

①工藝流程

初期支護施作完畢后,為固結拱背松散巖體、填充可能存在的空隙,最大限度地減少地層松動、減少拱背積水滲漏,應分區段在初支完成后2~5 天內進行初期支護背后回填注漿。這是控制初支表面是否大面積滲水的關鍵一環,也是整個防水體系是否取得成功的重要一關。為了盡量減少地下水滲入結構,大量注漿可能會使得這一工序的工程成本加大,但這會大大降低后來堵漏的昂貴費用,并使得有效防水成為可能。

②技術措施

A. 初支背后回填注漿要在施作初期支護時預埋?42 無縫鋼管作為注漿管,長度以大于初支厚度15~20cm 為宜。在隧道長度方向,每隔2m 分別于拱頂及兩肩各設一根(即每環3 根),注漿管與初期支護格柵鋼架或鋼筋網焊接在一起,在圍巖與噴射砼交界處預留出漿孔2~4 個。噴砼時,外露端用棉紗封堵加以保護,入土端及出漿孔用稻草進行包纏,防止噴射砼時堵住了管口。

B. 注漿材料采用強度等級為42.5R 的普通硅酸鹽水泥拌制水泥漿即可,水灰比為1:0.5~1:0.8。

C. 采用單液注漿泵進行注漿,注漿壓力控制在0.5~0.8Mpa 為宜。注漿壓力過小達不到填充效果,過大容易造成漿液溢出地面。所以,注漿時要注意地面和臨近建筑物的觀測,必要時及時采取相應措施。

D. 注漿結束后,應及時封堵注漿管。為封堵注漿管方便、及時,最好注漿前在預埋的注漿管上焊接一個球形水閥,注漿完畢后關閉球形閥即可。

E. 若區段注漿或全部注漿結束后,個別位置仍有大面積濕漬或滴水成線的情況,應在該位置重新打孔埋管注漿。直到噴射砼表面只有小面積分散濕漬,個別位置存在滴水現象即可(如果地下水比較豐富,初支噴射砼表面要完全沒有滲水現象是難以做到的)。

4、隧道防水層施工

防水層的施作流程根據其防水板和保護層的不同有所區別,這里要求采用一層土工布(≥400g/m2)保護層,加一層1.5mm 厚PVC 防水板,進行無釘鋪設,并在內側設外貼式PVC 止水帶,間距為20m,形成分區防水。

① 基面處理

鋪設防水層前應對初期支護噴射砼的表面(稱作基面)找平,必要時應用水泥砂漿“批擋”,其不平整度應控制在矢高與弦長之比不大于1/6?;鶎颖砻娴年庩柦翘帒龀蓤A弧形,半徑r=10~20mm。

② 防水板鋪設

這里需要強調的是PVC 防水板、PVC 止水帶和土工布必須經過嚴格的原材料檢驗,其拉伸強度、斷裂伸長率、抗滲透性、低溫彎拆性等重要質量指標都應滿足相應的國家標準的規定(PVC 防水板、PVC 止水帶與土工布相應的國家標準分別為GB12952-1991、GB18173.2-2000、GB/T17638-1998)。

A、防水板的固定。鋪設時,首先用射釘連同襯墊將土工布保護層固定在已處理平整的基面上,再用熱風槍把PVC 防水板通過熱合的方法粘貼在固定襯墊上,使防水板形成無釘鋪設。即先用?80 塑料墊圈和射釘將土工布固定于初期支護上(墊圈間距為1.0m×10m, 呈梅花型布置),再將防水板用手動焊接器熔于墊圈上。

無釘孔鋪設示意圖鋪設拱部和邊墻防水板時,從拱頂向兩側依次鋪貼,貴州防水工程施工固定點與固定點之間需留足夠的空余量,固定點成梅花形布設,拱部間距0.5~0.7m, 邊墻間距1.0~1.2m。

B、防水板的焊接。防水板沿隧道環向鋪貼,搭接寬度短邊不得小于150mm,長邊不小于100mm,環與環之間連接采用雙焊縫焊接,且熱合機自動雙焊縫形式,焊縫寬度不小于10mm,且要均勻連續,不得有假焊、漏焊、焊焦、焊穿等現象。相鄰的兩幅接縫需要錯開,并且接縫還應與結構轉角處錯開不小于600mm 。

C、十字形焊縫。施焊時,其接頭處應擦拭干凈。當縱向焊縫與環向焊縫相交形成十字形焊縫時,事先須對縱向焊縫外的多余搭接部分齊根處削去,將臺階修理成斜面并熔平,削去的長度不小于130mm, 以確保焊接質量和焊機順利通過。

D、防水層的保護。防水層縱橫向一次鋪設長度可根據隧道斷面大小、二次襯砌砼循環灌筑長度等因素確定,鋪設前,宜進行試鋪,并加以調整。鋪設好的防水層,應特別注意加以保護,連接部分不能破損并不得弄臟,尤其是二襯鋼筋的運輸、綁扎很容易造成防水板的損傷,對局部鋼筋接頭進行焊接時采用石棉隔擋等施工措施對防水板進行保護。若發現防水板已被損傷時,應及時采用熱合焊接的方法進行修補。

E、分區止水帶的安設。為便于對已經滲入防水板內側(靠二襯砼一側)的地下水進行分區集中治理,在防水板內側每間隔20m 設置一環分區PVC 止水帶,止水帶與防水板之間以及止水帶環向接頭同樣采用熱熔的方法進行粘貼,要求粘貼完全密閉、牢固,使已滲入的地下水不致于相互串流,方便冶理。

F、防水板的檢查。防水板的檢查是防水層施工過程中的一道非常重要的工序。它包括防水板的板面檢查、防水板的焊縫檢查、止水帶與防水板貼合面及止水帶環向接頭的檢查。板面檢查和止水帶的檢查主要是肉眼觀察,看是否存在損傷的現象,是否止水帶與防水板粘合密貼,否則進行補焊處理。最為重要的是防水板之間焊縫的檢查,這關系到是否能把滲入初支噴砼面的地下水阻止在防水板外。防水板的焊接已要求進行雙焊縫處理,兩焊縫之間已預留“焊縫檢查溝”(見前面《防水板搭接雙焊縫示意圖》)。要利用裝有壓力表的檢測針與打氣筒連接對檢查溝逐條進行充氣檢查,充氣壓力應達到0.25Mpa,保持15 分鐘以上壓力下降不超過10%方可。防水板的檢查要認真、仔細,先由操作工班自檢合格后報質檢工程師檢查確認,最后請監理檢查把關,真正做到“三檢”制。

5、二次襯砌與施工縫變形縫處理

①防水砼施工

本隧道二次襯砌鋼筋砼采用C30S8 砼,即要求強度等級為C30、抗滲等級不小于S8。防水砼應通過試驗調整配合比,摻加外加劑(減水劑、防水劑、密實劑、引氣劑等)配制而成。有關防水砼的原材料要求及配合比設計請參見《地下工程防水技術規范》(GB50108--2002),在此不作詳述。這里只介紹防水砼施工過程中對防水性能影響較大的幾個問題。

A、水灰比的變化不僅對砼的強度影響較大,面且對砼的抗滲性能影響也非常大,所以在施工過程中要嚴格控制水灰比(水灰比不得大于0.55)。普通防水砼的坍落度應控制在50mm 內;采用預拌砼時,入泵時的坍落度應控制在120mm±20mm,其緩凝時間控制在6~8h。

B、防水砼必須采用高頻機械振搗密實,振搗時間宜為10~30s 以砼泛漿而不冒氣泡為宜,應特別避免漏振和超振。根據振搗位置的操作方便與否,盡量采取附著式與插入式振搗器并用。

C、施工縫是砼防水的“軟肋”。砼應盡量連續澆筑,少留施工縫,留設施工縫時,應盡量避開地下水和裂隙水較多的地段,并盡量與變形縫結合;拱墻結合的水平施工縫,應留在拱墻接縫線以下150~300mm 處。

D、要使砼結構有效防水,還應充分控制砼的裂紋,所以,砼的養護尤為重要。防水砼在終凝后應立即進行養護,盡量采取保溫保濕養護,養護時間不得少于14 天。

②施工縫的處理

施工中必須留設的施工縫應進行特別處理,在施工縫位置安設遇水膨脹止水條或者中埋式鋼板止水帶。如《施工縫防水構造圖》所示。施工縫后澆砼前,還應將其表面浮漿和雜物清除干凈、涂刷水泥凈漿,并及時澆灌砼。

A、采用的遇水膨脹止水條應具有較好的緩脹性能,其7 天的膨脹率不應大于最終膨脹率的60% ,其余質量指標也應滿足GB18173.3-2002 標準的要求;在先澆砼留設施工縫時,應在施工縫砼表面預留止水條一半大小的凹槽( 在堵頭模板上釘木條,并刷脫模劑,拆模時將木條一并拆下),預留槽應順直,設于襯砌砼厚度中部位置,并在后澆砼施工前將止水條牢固地安設在預留槽內(一般采用水泥釘固定)。

B、中埋式鋼板止水帶采用厚度δ=1mm 的鍍鋅鋼板即可,總寬度不小于200mm,并將兩邊各20mm 彎折適當角度。在先澆砼時將止水帶的一半寬度埋入砼中,埋設時應將彎折的一側朝向迎水面(初支砼側),并確保位置準確、固定牢靠。

C、在施工中,我們的體會是鋼板止水帶的止水效果好于膨脹止水條。所以,留設水平施工縫時盡量采用鋼板止水帶,而垂直施工縫時,為方便堵頭模板的安裝而采用膨脹止水條。

③、變形縫的處理

為防止砼結構因工程伸縮、不均勻沉降造成結構開裂,在進行砼施工時,一般要分段預設一定數量的變形縫(尤其是在結構形式變化點附近)。但為了防止變形縫漏水,必須對變形縫進行特別處理。處理方法是采用中埋式橡膠止水帶。即在先澆砼時,將?形橡膠止水帶的一半預先埋入砼結構,(操作時,常用鐵線平順地固定在內外側二襯鋼筋上,以防砼澆注進程中止水帶偏位或翹曲),而后澆砼時也將另一半埋入砼結構。

A、變形縫寬度為20mm,在后澆砼進行模板安裝時塞入聚苯板,并且還應在拱墻砼施工時預留出安裝接水槽的位置。

B、變形縫采用的?形橡膠止水帶,其拉伸強度、抗滲透性等質量指標必須要滿足GB18173.2-2000 標準的規定。在砼完全達到設計強度后,采用聚氨酯密封膠封堵變形縫,最后在拱部與邊墻變形縫安裝不銹鋼板接水槽。

6、二襯背后回填注漿

二次襯砌背后回填注漿與初期支護背后回填注漿相類似,目的是為填補二襯與防水層之間的空隙,也是通過在鋼筋砼襯砌施工時每隔3~5m 于拱頂及仰拱兩側預埋注漿管,待襯砌砼強度達到80%以后再注漿。二襯背后注漿要注意以下幾個問題:

①要采用隔孔循環注漿,這樣可使各孔注漿達到互補作用,提高注漿效果??蓪⒆{孔編號,先注漿奇數孔,待3~5 天后再注偶數孔。

注漿時,由低處向高處、由無水處向有水處依次注漿,以利充填密實,避免漿液被水稀釋離析。當拱頂有滲漏時,分段留排水孔,以免水壓過高抵消部分注漿壓力,最后再處理排水孔。

②注漿漿液仍采用42.5R 普通硅酸鹽水泥,水灰比1:0.7 左右,也可以采用1:0.4:0.3 的水泥水玻璃漿液。但注漿壓力不宜過高,只要能克服管道阻力和二襯與防水板之間空隙阻力即可。壓力過高,易造成結構變形,所以注漿壓力應控制在0.3~0.5Mpa。

③當注漿壓力穩定上升,達到0.5Mpa 并持續穩定后,不再進漿時,即可停止注漿,進行封孔作業。

② 封閉引管如果從引管流出的水仍然較大,存在噴水狀態時,應再次通過預埋的?42 無縫鋼管壓注水泥水玻璃漿液進一步止水。

③ 為了確實地獲取注入漿液的質量和數量,也為重復注漿或變換注漿參數提供分析依據,必須認真做好壓漿記錄,以備查用。

7、集中堵漏

① 臨時引水

在經過反復壓注水泥漿或水泥水玻璃漿液仍不能完全止水,仍存在滴漏現象時,可將滲水點二襯砼鑿除;鑿除的范圍不宜過大,以鑿出窟窿,堵水時手工操作方便為宜;鑿除砼時,盡量采用手工操作,在接近防水板時要特別謹慎操作,不能損傷防水板;在鑿除砼露出防水板后,通過在砼上鑿小槽將滲水集中于一個匯水點,再通過埋設 10mm 的鐵管將水引出襯砌外;小鐵管要牢靠地固定在砼上(可用水泥釘固定),并將進水端用棕皮或其它小孔網狀材料包纏,以保證在補灌砼時不至于堵管,能將滲水排出即可。

在固定好臨時引水管后,將砼毛面上的松散砼碴子清除掉,沖洗干凈,并涂刷水泥凈漿。在能確保將滲水引出的條件下,用水、速凝水泥和水玻璃拌制的稠漿迅速封堵砼窟窿,并將表面處理平整即可。

當臨時引水管引出的水較小,可利用輕便手動式注漿泵通過鐵管壓注改性環氧樹脂液體,其壓力控制在0.15~0.3Mpa, 直到不進漿為止。改性環氧樹脂的配制比例為:甲組(樹脂):乙組(固化劑)=10:1。 

貴州防水工程施工在拆去注漿泵后,仍會有水滴漏,同時帶動環氧樹脂外流。在這個過程中,環氧樹脂逐漸凝固并自動封閉臨時引管,直到完全止水。 

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