摘 要 针对隧道渗漏防治技术存在一些问题,结合前人提出了抹光表层喷射混凝土保护防水层、可排水复合橡胶止水带、止水带无接头施工工艺等新技术,提出了经济的改良方案,并阐述了在横向及纵向施工缝的施做。
关键词 公路隧道 施工逢 防治水 可排水止水带
1 前言
防水要求高是公路隧道的特点之一。渗漏水使路面湿滑,威胁行车安全;渗漏水增加洞内湿度,降低风机和灯具的工作效率。在寒区渗漏水还会引发各种冻害,进一步恶化隧道的运营环境。
目前,工程上对山岭隧道渗漏水,通常采用以下措施:a.截,将水源引向远离地下工程的地段排走。b,排,将渗入到衬砌外的水,通过排水网络排走。c.防,选择合适的结构形式,依靠结构自防水能力,或借助附加防水层和防水夹层,以达到预期的防水防潮目的。d.堵,是对围岩(土层)实施注浆,从根本上防止地下水侵入,或者利用无机凝材料堵住水路。由于种种原因,围岩注浆堵水在中国没有受到应有的重视,工程上采用的围岩注浆其目的主要是加固围岩。因此,隧道防水主要采取防、排水措施。前人提出了抹光表层喷射混凝土保护防水层、可排水止水带防止施工缝渗漏、止水带无接头施工工艺等新技术,本文重点对可排水止水带预防施工缝渗漏施工技术进行探讨。
2 传统的可排水止水带预防施工缝渗漏技术
施工缝渗漏原因施工缝有环向与水平之分,其中环向施工缝不可避免,数量多;水平施工缝在特殊情况下出现,数量少,但处理困难。目前,工程上常用的衬砌环向施工缝防水构造主要有两种,一是衬砌厚度的中部沿环向设置内置式止水带(图1);二是在同样的位置设置遇水膨胀橡胶条(图2)。两种构造的防水效果均不甚理想,其主要原因如下。
a.渗水下排不畅
衬砌施工缝渗水下排不畅有两种情况,一是沿施工缝环向下排不畅,二是施工缝下部下排不畅。在衬砌基础以上,穿过防水板的渗水常向施工缝汇聚。施工缝虽然具有一定的宽度和一定的渗水下排能力,但此排水能力往往较小,不能满足渗水的下排要求,导致渗水下排阻力较大,造成施工缝止水带外侧水压增高,从而引发渗漏。在全断面一次衬砌情况下,衬砌基础总是先于衬砌施工。衬砌基础施工的分段位置往往与上部衬砌的分段位置不重合,因此常常在衬砌施工缝的下部设有与隧道排水系统相连通的衬砌基础施工缝。设想上部衬砌施工缝中已经饱水,此水便很难下排,从而在止水带或膨胀橡胶条与防水板之间形成较高的水压,该水压可能会引发施工缝渗漏。诚然,在基础混凝土与防水板之间存在缝隙,但此缝隙极小,难以满足上部施工缝渗水下排的要求。忽视施工缝渗水的下排是目前隧道防排水设计中普遍存在的问题。
b.止水带、膨胀橡胶条周围不密实
造成止水带周围不密实的原因主要是混凝土的干缩和端头模板漏浆。前者由于混凝土的于缩以及钢筋间的间隙,往往不能满足密实的要求。后者则由于圆形模具制造的工艺问题及施工技术原因等造成膨胀橡胶条周围并不是光滑的曲面,因此周围并不是很密实。即便很密实,但是在地下水的反复作用下,膨胀橡胶亦会因反复的膨胀收缩而“疲劳”失效。
3 可排水止水带预防施工缝渗漏新技术
3.1 前人提出的可排水复合橡胶新型止水带
可排水复合橡胶止水带是能对环向施工缝中的渗水进行“先排后堵”的新型止水带。其构造如图3所示。它由绕道、翼缘、膨胀橡胶条和止浆滤水带组成,其中绕道和翼缘构成止水带主体,止浆滤水带粘贴在翼缘上并与绕道形成排水通道。
可排水复合橡胶止水带为内置式止水带,设置在衬砌厚度的中间,横断衬砌环向施工缝。当环向施工缝内出现渗水时,渗水沿环向施工缝流至止浆滤水带,由于止浆滤水带可透水,渗水很容易进入排水通道,并由其排人隧道的排水系统。如果部分渗水在穿越止浆滤水带时沿止水带与混凝土之间的间隙横向流动,则会遇到粘贴在止水带翼缘上的遇水膨胀橡胶条的阻挡,遇水膨胀橡胶条遇水后膨胀,使止水带翼缘与混凝土之间的间隙密实,渗水沿横向流动阻力增大,从而提高了止水带的止水能力。笔者认为,该止水带虽然防水止水效果较为明显,但是不易实现:a.施工不便。实施该止水带,需要使用模板。该止水带的构造使得模板的安装使用较为困难。即便实现了,又会引起其他问题。如模板与混凝土的接触面结合不良引起的漏水等。b.工程造价加大。该止水带不仅使用了止水橡胶,还使用了膨胀橡胶,并且数量上也是传统止水带的数倍。
3.2 可排水复合橡胶新型止水带的改进
3.2.1 环向施工缝可排水复合橡胶新型止水带改进
在原来的基础上,笔者提出了可排水复合橡胶新型止水带改进方案,其构造如图4所示。
该方案仅仅使用方形止水带,采取的材料为膨胀橡胶。传统的止水带设在衬砌的中部,主要原因是为了防止止水带被剪切破坏。如果放在边上,由于外来的作用,衬砌发生变形或者位移,如果没有其他保护措施,防水材料就会被剪坏。为了满足排水要求,笔者把止水带设在衬砌的边缘并且靠近防水板的一侧。为了防止止水带材料被剪坏,采取了图示的结构措施。该构造采用v型边缘,一来易于止水带外层的排水,使得止水带更好的发挥止水效果。二来可以使用这个结构,保护了止水带,这样在外来因素作用下,首先有混凝土来承受剪力。止水带采用方形而不是采用其他形状,主要是考虑到:从受力后的角度变化来看(图5),在外力荷载作用下,结构有可能产生图示的位移变形,如采用圆形止水带,那么止水带则有可能松弛下来而失去止水功能。采用长方形止水带,在变形作用下则越来越紧贴,止水效果也就越来越好。
3.2.2 环向施工缝下部排水构造
为了使可排水复合橡胶止水带的下排水顺畅流人隧道的排水系统,衬砌环向施工缝下部必须有相应的排水构造(图6)。在衬砌基础内,每道环向施工缝的下方设置一条弹簧排水管,弹簧排水管的下端与纵向排水盲管相通,上端弯折在止水带安装槽内。当止水带下端与弹簧排水管接通后,止水带内的下排水就会顺利流入隧道的纵向排水盲管,并由其排出。从而可实现止水带的无压止水。
3.2.3 水平施工缝防水
连拱隧道中隔墙水平施工缝的渗漏水防治是目前工程上的一个难点。可排水止水带在这种情况下也可发挥作用。在水平施工缝中,可采用相同构造的止水方案(图7)。排水止水带亦设置在衬砌厚度边缘。在水平施工缝纵剖面上,水平施工缝止水带位于环向止水带靠近围岩一侧,施工时将两排水通道连通。
4 结束语
渗漏水是隧道的常见病害,只有科学设计、合理选材和精心施工,才能避免隧道渗漏水的发生。本文在前人的基础上,提出了隧道渗漏水防止技术——可排水止水带预防施工缝渗漏水的改进方案。这些技术与措施的改进有助于改善公路隧道防治水效果,同时最大限地降低工程造价,降低施工难度。
参考文献
1 吕康成,姜明才,应国强,李士友.公路隧道防治水若干新技术[J).交通世界,2003(2)
2 蒋树屏.我国公路隧道工程技术的现状及展望[J).公路交通技术,1999(2)
3 吕康成,王大为等。隧道复合式衬砌防水层工作性态试验研究[J).中国公路学报,2000 (4)
4 吕康成,王大为等。隧道复合式衬砌防水层损伤预防探讨[J).公路,2001(10)
5 杨其新.隧道及地下工程水环境与防排水技术(讲义).2003(6)
(张海波)