水工隧道的防水施工(吴振慧)最终稿

2000400061006100300300卵砾石30030070003003004000C20砼填充2000素填土砂壤土粉砂土12200路面高程300300水工隧道的防水施工中铁十九局集团华南工程有限公司一公司北京项目部吴振慧摘要文章通过对南水北调中线（京石段）应急供水工程北京段西四环暗涵工程四标防水系统的综合施工技术的简要论述，根据具体工程实践，提出了一些施工体会和建议。关键词南水北调水工隧道防水层防水板止水条止水带1、概述水工隧道的防水施工对隧道的使用寿命、设备的正常使用和通水安全等都起着举足轻重的作用。施工中做好防水隔离层可以起到防止渗水、漏水的作用，并且能通过有效的施工防排水改善二次衬砌构筑物的受力状态，进而减少二次衬砌构筑物出现裂纹。现结合南水北调暗涵工程一衬与二衬之间的防水施工，对水工隧道防水施工的一些施工重点进行分析与探索。2、工程概况中铁十九局集团承建的国家重点工程—南水北调中线(京石段)应急供水工程北京段西四环暗涵工程四标，标段工程概况：左右双线，单线全长1200m，主暗涵为2－Φ4.0m暗涵(设计流量为30m3/s)；主要构筑物有：竖井及廊道1处、2－Φ4.0m暗涵1200m、13#、14#通气孔2座、永引渠左、右分水口各1处。工程横断面见下图。（图中尺寸单位为mm）3、防水层施工本标段按设计要求在一衬喷射混凝土与二衬浇筑混凝土之间施作防水，结合工程自身的特点，防水层的第一道工序无纺布的铺设施工之前应先将一衬基面找平，然后才是具体进行防水施工。3.1一衬基面找平①施工前首先检查一衬基面上有无钢筋、铁丝和钢管等尖锐突出物，若有则从根部予以割除，并在割除部位用水泥砂浆就着一衬圆曲面找平。②在中洞中线至左、右侧洞中线外300mm的拱部范围内，施作刚性防水兼找平层，主要施工工序为：涂刷道界面剂→抹EVA防水砂浆10～15mm→凿毛→抹EVA聚合物灰浆2mm→二道抹平、压密、压实→洒水养护。界面剂配合比为：普通硅酸盐水泥：EVA：水：FS2P防水剂=1：0.13：0.37：0.08EVA防水砂浆配合比为：普硅水泥：EVA：水：FS2P防水剂：中砂=1：0.12：0.5：0.08EVA聚合物灰浆配合比为：普硅水泥：EVA：水=1：0.13：0.37③对于结构边墙，则根据不同情况分别处理。在一衬施工时明渗水显部位(如左右线穿越永引渠地段同上第②条所述施作刚性防水，在一般地段则直接采用1：2.5的水泥砂浆找平即可。④对于水工隧道底板基面，在有明显凸凹起伏处直接用1：2.5的水泥砂浆找平即可。⑤隧道断面变化处或转弯时的阴阳角则采用水泥砂浆抹成R50mm的圆弧。3.2无纺布的施工无纺布铺设是在一衬喷射混凝土施工完毕之后进行的，将单幅无纺布固定到一衬基面预定位置，必须用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定。专用热熔衬垫及射钉应按梅花形布置，在拱部间距为0.5-0.7m，边墙为1.0-1.2m。无纺布铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面，不至因过紧被撕裂，也不至因过松而使无纺布褶皱堆积形成人为蓄水点。无纺布幅间搭接宽度应大于10cm。无纺布铺设见图3-1。图3-1无纺布铺设示意图3.3闭孔泡沫塑料衬垫的施工水工隧道在一衬初期支护混凝土和防水板之间采用4mm厚闭孔泡沫塑料衬垫做为防水板的缓冲层。泡沫衬垫采用水泥钉和塑料圆垫片固定在已经铺设无纺布的一衬混凝土基面上，固定点之间呈梅花形布设,固定点之间的间距为：拱部500～800mm；边墙800～1000mm；底部1500～2000mm。衬垫之间的搭接宽度为50mm，搭接部位采用热风焊枪进行焊接。衬垫必须采用环向铺设，不能拉得过紧，以免影响防水卷材的铺设，并在搭接部位预留不少于200mm的搭接余量。3.4防水板的施工（1）ECB高分子合成树脂防水板的固定和铺设防水板采用ECB高分子合成树脂防水板，将防水板固定到预定位置，采用无钉孔铺设固定，即利用热风焊枪将裁剪好的卷材热熔粘贴在塑料圆垫片上，也就是将防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上。固定时要注意不得拉得过紧或出现大的鼓包，尤其是阴阳角部位的卷材一定要与转角部位密贴，以免影响灌注混凝土的厚度或将卷材拉破。固定点呈梅花形布设，间距为：拱顶500～800mm；边墙800～1000mm；底板1500～2000mm。防水板整体铺设要松紧适度，使之能与无纺布充分接合并紧贴在喷射混凝土表面。防止过紧或过松，防水板受挤压破损以至形成人为蓄水点。防水板间搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1m以上。防水层在下一阶段施工前的连接部分要特别注意加以保护，避免弄脏和破无纺布铺设示意图无纺布金属垫圈射钉热熔衬垫初期支护围岩损，并在搭接前将接头处擦拭干净。分段铺设的卷材边缘部位预留至少500mm的搭接余量。防水板铺设见图3-2。图3-2防水板铺设示意图（2）ECB高分子合成树脂防水板的搭接焊接ECB高分子合成树脂防水板的焊接是防水施工中最重要的工艺，ECB高分子合成树脂防水板的焊接采用双焊缝热合机将相邻两幅卷材进行热熔焊接，卷材之间的搭接宽度为100mm，接缝为双焊缝，焊缝宽度不小于2mm，中间留出空腔以便进行充气检查。焊接应平顺、无波纹、颜色均匀、无焊焦、烧糊或夹层。进行充气检查时，充气压力为0.12～0.15MPa，稳定时间≮5min，允许压力下降20%。当纵向焊缝与环向焊缝成十字相交时(十字形焊缝)，事先须将纵向焊缝外的多余搭接部分从齐根处削去，将台阶修理成斜面并熔平，削去的长度≥130mm，以确保焊接质量和焊机通过顺利。铺设防水板前先在拱顶的衬垫上标出隧道纵向中心线，卷材由拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边与圆垫片热溶焊接。①两层ECB高分子合成树脂防水板之间的自动热熔焊接两层ECB高分子合成树脂防水板之间用自动双缝热熔焊接机按照预定的温度、速度焊接，单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1cm。焊接后两条缝间留一条空气道，用空气检测器检测焊接质量。焊接前先除尽防水板表面的灰尘再焊接，防水板搭接宽度须大于10cm。防水板之间自动热熔焊接见图3-3。防水板无纺布射钉初期支护热熔衬垫金属垫圈防水板铺设示意图围岩图3-3防水板焊接示意图②防水板之间焊缝检测采用先进的检测仪器—检漏器现场检测防水板焊接质量。先堵住空气道的一端，然后用空气检测器从另一端打气加压，直至压力达到0.1～0.5MPa，说明完全粘合；否则，须用检测液（如肥皂水）找出漏气部位，用手动热熔器焊接修补后再次检测，直到完全粘合。③防水板破损处的修理如发现防水板有破损，必须及时修补。先取一小块防水板，除尽防水板上的灰尘后，将其置于破损处，然后用手动电热熔器熔接。熔接质量用真空检测器检测，若有不合格必须重新修补。④铺设防水板的注意事项：⑴防水板的铺设应先拱后墙；⑵防水板铺设应超前二次衬砌施工5～20m；⑶二次衬砌施工时振捣棒不得接触防水板；⑷二次衬砌浇筑拱顶混凝土时应防止防水板崩紧；3.5变形缝、施工缝处的防水施工按照设计要求，四标段水工隧道二衬施工以10m作为一个浇筑单元，每隔10m设置了一道变形缝，缝宽30mm。在两个浇筑单元之间也就是两个仓位的接触处设置埋入式橡胶止水带，结构内侧(背水面)预留300mm×30mm的凹槽，待变形缝两侧的混凝土浇筑成型且混凝土的设计强度达到70％以上时，在变形缝内用双组份聚硫密封膏嵌缝。二衬混凝土立模浇筑前，预先在凹槽内固定1mm厚钢板并做成“U”型接水盒，然后用聚合物水泥砂浆把模板端模（挡头板）及施工缝抹平。端模（挡头板）选用5cm厚木板制作，采用角钢U形卡和短方木固防水板焊接示意图焊缝空气道防水板大于10cm定，以适应端模尺寸的不规则性，并且立端头模板时，必须预先对沉降缝、施工缝进行处理。①变形缝变形缝是由于考虑结构不均匀受力和混凝土结构胀缩而设置的允许变形的结构缝隙，它是防水处理的难点，也是结构自身防水中的关键环节。防水材料选用中置橡胶止水带，聚苯板充填缝隙内部，而在变形缝口部采用双组份聚硫密封膏封填，厚度不小于20mm。橡胶止水带的施工要求：⑴按照设计要求确定橡胶止水带的准确位置及尺寸规格；⑵橡胶止水带安装必须用模板固定。先安装一端，浇筑混凝土，同时另一端应用厢型木板保护，待混凝土达到一定强度后拆除模板和另一端止水带的厢型保护；⑶在止水带中央圆孔的上下方混凝土基面上涂刷粘结剂并预先固定填缝用的聚苯板；⑷把另一端的止水带端头固定在钢筋上，支模浇筑混凝土；⑸施工中必须保证止水带的准确位置和混凝土的浇捣质量，保证混凝土与止水带的紧密贴合；⑹止水带的接头部位采用现场硫化的方法，接头处选在结构应力较小的部位；变形缝防水处理见图3-4。模板φ8定位钢筋竖向定位钢筋5厘米厚松木板止水带钢筋卡待浇砼空间二次衬砌围岩初期支护防水板加土工布挡头板图3-4变形缝防水处理示意图②施工缝在本标段施工过程中，由于施工工期比较紧张，故此二次混凝土浇筑中，模板组装采用顶模和底模分体组装的方法，故在水工隧道的纵向方向出现了两条纵向施工缝，这样纵向施工缝与环向施工缝共同成为了结构自防水的薄弱环节，处理的好坏就会直接影响结构的防水质量，因此必须认真做好该两处的防水处理。本隧道纵向施工缝和环向施工缝均采用LJ-2型遇水膨胀橡胶腻子条(20mm×30mm)进行止水。由于止水条钉设过紧容易折断，过松则不能保证与混凝土密贴，容易造成灌注混凝土钻入止水条下部而失去止水效果，因此在施工中采用了衬砌堵头板背面钉设适当厚度及宽度的木条，混凝土灌注后拆模时将木条一起取出，即形成一道凹槽，并配合加密了射钉的钉设间距，从而保证了施工缝的防水效果。环向施工缝防水处理见图3-5。图3-5环向施工缝防水处理示意图4、结语通过对南水北调应急段供水工程北京段西四环暗涵工程四标施工经验的总结，我们发现：在施工中，严格控制，规范管理，严把防水关是水工隧道施工的关键。抓住关键，制定严格的操作和控制规程，专人把关，注意细节，使每道工序都严格按规程进行，质量都得到了有效的控制。根据实际情况加大施工投入，橡胶止水条防水板加土工布围岩初期支护22BB后浇筑的二次衬砌砼先浇筑的二次衬砌砼二次衬砌增设拱顶注浆管及衬砌完成后对全隧道断面进行拱顶小导管注浆压浆，圆满地完成了防水的施工并确保了隧道整体无渗漏。因此，只要规范施工，认真对待，水工隧道的渗漏水问题是可以克服的。