湖底隧道防水技术论文

湖底隧道防水技术论文摘要：近年来我国隧道与地下工程防水技术取得了新的进展，满足了各行业的使用要求。但也应该清楚地看到，当前隧道防水技术存在的问题还不少，有的还很严重，与国外相比，我们还有较大的差距。隧道防水是一项系统工程，涉及材料、设计、施工、管理等各个方面，应该探讨有效的解决办法，积极地开展工作，并吸收国外先进技术与经验，把我国隧道与地下工程防水技术提高到一个新的水平。前言苏州独墅湖隧道长3.46公里，按城市快速路标准设计。设计车速为60km/h，允许通行客车、货车。隧道横断面采用两孔一管廊的布置形式，每孔设单向三车道。主体采用钢筋混凝土设计，基础采用抗拔桩设计。沥青混凝土路面总面积为86913.3m2；防撞墙15360m2；卡索板墙面56530m2；花岗岩饰面13660m2；排水管道14398m；通风口1400m2。湖西设有雨水泵房、废水泵房、变电所各1座；湖中设有雨水泵房、变电所、排风机房、废水泵房各1座；湖东设有消防泵房、新风机房、废水泵房各1座、雨水泵房2座；匝道设有雨水泵房1座。隧道工程防排水是隧道工程施工的主要内容。如果没有可靠的防排水措施，地下水就会侵入，乃至危害运营和影响隧道使用寿命。隧道漏水不仅会降低混凝土衬砌的耐久性，而且降低隧道内各种设施的功能，恶化隧道内的环境。隧道工程最大的病害就是渗漏水，整治渗漏，既困难费用又高。隧道开挖过程对围岩造成扰动，导致围岩变形，裂隙发生扩展、导通，引起岩石中地下水下渗进入隧道，改变地下水流场，地下水位下降，而地下水位的下降则可能导致原有地下水排泄点如泉水出现流量减小甚至断流，从而引发新的环境、生态问题，并导致纠纷。因此，隧道的防渗堵漏不仅是隧道本身的需要，也是生态保护和水资源保护的要求。1湖底隧道渗漏水的主要原因1.1自然因素湖底隧道对地下水及地表湖水的影响，是隧道发生渗漏水的客观因素。根据水力学和水文地质学原理，地下水从高压水位向低压水位流动，有其固定的流线，由于隧道建在湖底，形成临空面的低水压区，改变了围岩的力学特性和地下水泾流路线，使周围地下水向隧道内汇集和积聚，给隧道砼结构渗漏水留下隐患。隧道开挖影响范围的大小与地层的渗透系数、水位高低、过水断面大小有关，此外还受大气降水、泉眼的影响。1.2人为因素1.2.1隧道防排水系统不完善：排水管道设置不合理、排水沟深度及宽度不够或被泥、砂、灰浆、浆液堵死无法正常排水；混凝土施工接缝、结构连接、混凝土缺陷部位的防水设计、材料、施工工艺及质量检验不严格。1.2.2对特殊地段(侵蚀性地下水、寒冷及严寒地区等)没有采取特殊处理措施：a.混凝土结构在侵蚀性介质经常作用下，出现起毛、酥松、蜂窝麻面等导致材料强度降低，结构厚度变薄，导致渗漏水并日趋严重；b.寒冷及严寒使结构背后积水冻结，造成结构混凝土冻胀开裂渗漏水；结构混凝土本身多次冻融循环而开裂渗漏水；c.排水沟结冰无法满足排水要求，基底积水、结冰，线路不均匀隆起。1.2.3隧道工程施工技术管理存在疏漏：a.混凝土结构浇筑后养护不合理，表面出现气孔和龟缩裂缝；b.水膨胀橡胶粘贴不牢，或下坡时过早浸水使膨胀止水效果降低；c.结构变形缝及施工缝处止水带与混凝土不能很好的结合，从而产生缝隙造成渗漏；d.手孔、螺栓孔、注浆孔等薄弱部位未加防水垫片，封孔施工质量差。2湖底隧道防水施工准备隧道渗漏水主要表现为点渗漏、缝渗漏和面渗漏三种形式，根据其渗漏水量的不同，又分为慢渗漏水和快渗漏水。当工程发现渗漏水的现象时，需要根据具体情况和工程特点，采用不同材料、工艺和机具设备进行封堵。首先应做好下面几项准备工作：2.1对工程周围的水质、水源、土质等情况进行调查，掌握水位随季节变化的规律和地表水的情况，以确定工程所承受的最大水压。此外还应了解生产用水、生活用水的上下管道是否完好，以便查明引起渗漏的原因，为制定防水堵漏方案与切断水源提供依据。2.2要了解结构的强度、刚度是否满足要求，以及地基是否存在不均匀沉降等问题，因为上述因素都可能导致结构开裂而造成渗漏。堵漏修补工作应在结构稳定、裂缝不再继续扩展的情况下进行。2.3对工程所用防水材料进行检验，以判断工程渗漏水是否由材料质量不良或选材不当而引起的。在对以上几点进行分析的基础上，按照处理止水与防水相结合的原则，到现场进行实地调查，将漏水部位、数量根据渗漏形式进行分类编号统计，绘制堵漏平面展示图，即可制定堵水堵漏方案。3湖底隧道堵漏防水技术3.1表面封闭法在需防水的表面铺一层防水层进行隔离和封闭。较常用的做法为先用聚氨酯防水橡胶进行表面处理，沿裂缝铺一定厚度的橡胶膜即可。3.2凿缝填充法一般沿裂缝凿成“V”型槽，再填充一些防水和补强材料。此法只适用于自身强度低，且有高延伸率、弹性及高粘结力的填灌材料，否则，材料与衬砌的粘结界面就会破坏，失去防水效果。3.3注浆法对具有较完整骨架的防渗漏对象，堵漏防水是一种快速而效果明显的首选手段，是目前最常用的堵漏方法。将一定的材料配制成浆液，一般采用聚氨酯，用压送设备将其注入缝隙或空洞之中，使其扩散、胶凝或固化，以达到防渗堵漏的目的，确保防水工程的防水性能。注浆能使裂缝缺陷愈合而恢复整体性。与表面封闭法相比，它能有效防止水进入裂缝内腐蚀钢筋。该法已被广泛应用于整治隧道渗漏水，构筑第一道防水线。3.4其它方法防渗漏的方法还有粘结钢板法、增加截面法、预应力张拉补强法等。这些方法都是在因设计计算失误等原因造成裂缝的情况下使用，而且必须要在协调一致的变形条件下才可使用。3.5施工操作方法3.5.1孔洞漏水的处理：对于孔洞漏水可采用预埋注浆管或用风枪钻孔后，将缠绕麻丝的Ф20～40mm的钢管打人孔内，而后采用水泥—水玻璃双液注浆法实施堵水，浆液固化时间可根据涌水量的大小和用浆量的多少进行调整。如注浆后涌水仍较大，再实施二次注浆。3.5.2变形缝和施工缝漏水的处理：首先要根据漏水量大小、渗漏部位不同制定堵水方案。其主要操作步骤为：根据渗漏部位，如果顶板渗漏将该部位的防火板拆除，找到漏点沿混凝土表面用电钻打20～30cm深的孔（孔数、深度视渗漏水大小掌握），将注浆针头插入孔中，接上注浆管开始注浆，注浆机具为专用化学电动注浆泵或手提式手压注浆泵，注浆压力控制在3～6MPa。注浆接近结束时，注浆泵压力适当增大并恒定5～10min，表针不再回落，即可结束注浆。注浆完毕72h后，将外露针头用手持砂轮机切除。如果是底板渗漏，主要采取引流的的方式，将沥青路面沿渗漏点垂直路面切缝，缝延伸到最近的一侧边沟使其渗漏水沿缝流到边沟，再从边沟排走；在切好的缝中镶嵌橡胶条，使沥青路面保持平整，从而不影响行车舒适度。如果底板渗漏水较大，引流后路面仍然有积水，那就必须将沥青路面切开，找着漏点在混凝土表面沿缝凿开，成“V”型槽(宽度、深度视渗漏水大小掌握)，将槽内残渣冲洗干净，而后将Ф40半圆形塑料引水暗槽(薄铁皮弯制也可)置入槽底盖住水流部位，并用水泥速凝胶将两侧固定牢，再将细12mm引水导管(铝管)垂直置于引水暗槽两端，导水管外露长度为100mm，同样用水泥速凝胶固定。在确认引水暗槽和导水管固定牢固后，进行注水试验，其目的一是检查有无跑冒浆部位，二是可根据注水量估算浆液用量，以免造成材料浪费。注水试验后，将“v”型槽界面用喷灯烘干，并在基面上涂两遍环氧糠酮浆液，浆液固化后即可进行注浆止水。注浆机具及操作方法同顶板渗漏点注浆，注浆结束时将注浆管迅速用软塞塞住，以免浆液喷出或溢流。注浆完毕72h后，将外露注浆管用手持砂轮机切除，将“V”型槽用膨胀水泥砂浆填实抹光。观察数小时如果不再渗漏，在进行沥青摊铺，恢复路面。3.5.3大面积渗漏水的处理：对于顶板、边墙等部位出现的较大面积渗漏水，应先对渗漏水部位的渗漏点进行调查，根据渗漏范围划分为若干作业单元。然后本着先堵大、后堵小、从上而下的堵水原则进行施工。对渗漏水量较大部位，先开槽或钻孔将水引出，再将周围水孔眼封闭处理，注浆方法与变形缝、施工缝相同。3.5.4孔眼渗漏水的处理：混凝土基面局部出现点渗漏水时，以“堵”为主。如水流量较大，封堵困难时，可根据渗漏水量在混凝土基面开“V”型槽，将Ф20mm的铝管(或聚乙烯塑料管)对准漏水点放好，用速凝水泥胶泥将其固定，将水由导管引出，然后进行注浆堵漏及表面修整。对于渗漏水量较小部位，沿渗漏点进行凿除，直到找到准确部位，其长度、深度视具体情况而定。凿除后的部位用速凝水泥胶泥填堵，待水泥凝固并观察不再渗漏后，表面用膨胀水泥砂浆封闭抹平。4结束语综观上述，近年来我国隧道与地下工程防水技术取得了新的进展，满足了各行业的使用要求。但也应该清楚地看到，当前隧道防水技术存在的问题还不少，有的还很严重，与国外相比，我们还有较大的差距。隧道防水是一项系统工程，涉及材料、设计、施工、管理等各个方面，我们应该下功夫研究，探讨有效的解决办法，积极地开展工作，并吸收国外先进技术与经验，把我国隧道与地下工程防水技术提高到一个新的水平。参考文献：[1]GB50208—2002地下防水工程质量验收规范．中国工业出版社出版[2]GB50108—2001地下工程防水技术规范．中国工业出版社出版[3]建筑材料标准汇编——建筑防水材料2003．中国标准出版社出版