湖底隧道防水工程的重点控制技术措施

湖底隧道防水工程的重点控制技术措施摘要：简述了广州市某下穿湖底隧道工程的防水工程的施工设计原则、施工工艺和技术控制措施，着重介绍了隧道工程中防水工程的重点工序、部位的施工控制措施。关键词：湖底隧道；防水工程；设计；施工；重点部位1工程概况康王路下穿流花湖隧道工程位于广州市老城区西部，设计起点ZK0+330，终点里程ZK1+740，对应左线隧道长度410m路线基本走向为南起西华路，北接广园西路。本工程全段都位于现时的流花湖公园内，为下穿流花湖湖底隧道工程。隧道工程按照设计采用明挖顺作法施工，放坡结合地下连续墙围护，由于采用交通隧道与电力管廊合建形式，结构采用现浇钢筋混凝土双层箱形框架结构，上层为交通隧道，下层为电力管廊及隧道管线通道。本段工程位于流花湖公园内，属湖泊地貌。流花湖为广州市的一个人工湖，平常水位高程6.0～6.3m，水深1.5～2.3m，水量主要受降水补给并受与流花湖相连的驷马涌排水渠（箱渠）涵闸控制和调节，湖中岛及湖岸高程为6.5～7.7m。湖中段地下水主要赋存在第四系冲、洪积砂层、基岩裂隙内，分别为孔隙潜水及裂隙水，其透水性和富水性不均一。第四系孔隙潜水主要赋存于砂层中，水量相对较为丰富；基岩裂隙水主要赋存于强、中风化含砂砾岩中的风化裂隙之中，含水层无明确界限，埋深和厚度极不稳定，其透水性主要取决于裂隙的发育程度和性质、岩石风化程度等，水量相对较小。防水工程设计2.1防水设计原则由于本段隧道位于流花湖湖底，因此隧道防水关系着整个隧道的施工质量及安全，本工程的防水设计原则遵循“以防为主、刚柔并济、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则。在确立钢筋混凝土结构自防水为根本，采取措施控制结构混凝土裂缝的开展，增加混凝土的抗渗性能；以变形缝、施工缝等接缝防水为重点，辅以外包防水层加强防水。2.2结构防水设计形式2.2.1结构自防水隧道结构防水等级为二级，即：不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000。隧道结构采用C35防水混凝土，抗渗等级要求达到P8等级。为提高流花湖段主体结构防水混凝土的抗裂性，加入纤维素类微纤维。接缝防水施工缝的防水方案的选定根据施工工法和结构不同部位确定，主要部位施工具体防水方案见下表：流花湖段顶板环向施工缝中埋式钢边橡胶止水带+可重复注浆管底板、侧墙环向施工缝外贴式止水带+中埋式钢边橡胶止水带+可重复注浆管纵向施工外贴式止水带+镀锌钢板止水带+可重复注浆管2.2.3变形缝防水隧道变形缝纵向间距不超过150m，并在结构型式或地质条件变化较大的部位及各类通道接口处设置。变形缝处除附加外防水层，另设置三道各自成环的止水措施。侧墙、底板变形缝外侧设置外贴式止水带。在变形缝的中部设置有带注浆管的止水带（中心带气孔型），形成一道封闭的防水线；变形缝内侧设置1.2mm厚不锈钢接水槽，将少量渗水有组织地引入路面排水沟并排水隧道废水泵房，缝内侧嵌填密封胶；外侧左右60mm宽度范围则在防水层与板间应设置塑料纸隔离层（或不撕掉自粘卷材保护膜），并在变形缝左右500mm宽度范围增设双面自粘卷材加强带。2.2.4附加外防水层本工程主体结构外防水主要采用高分子复合单面自粘卷材进行施工，顶板采用单组分聚氨酯防水涂料+高分子复合单面自粘卷材，防水层上部还采用70mm厚C20细石混凝土作保护层；侧墙采用吊带式高分子复合单面自粘卷材；底板采用高分子复合单面自粘卷材，并采用50mm厚C20细石混凝土进行保护。防水卷材的连接以及防水卷材和防水涂料间连接采用高分子复合自粘卷材、外贴式止水带或与其材料相容的其它材料进行收口处理。2.2.5特殊防水节点隧道结构的一些特殊部位是防水的重点，其中穿墙管可根据变形量的大小，采用固定式防水法和套管式防水法，套管（或主管）均应设置止水环；抗拔桩桩头钢筋根部采用缓膨胀型止水条（胶）密封，桩头在浇筑结构底板前涂刷渗透结晶型防水涂料，临时施工钢立柱穿结构底板处周边应焊接6mm厚（宽250mm）的镀锌钢板止水环。防水施工控制措施湖底隧道的最大风险来自于水，在施工中防水的施工质量直接关系到工程的成败，防水施工分两个方面进行控制：一是保证结构自防水性能，即主体结构抗渗混凝土施工控制。二是防水构造施工控制。3.1结构混凝土施工重点控制措施主体结构采用P8商品混凝土，为保证混凝土的自防水效果，必须采取相应的控制措施保证混凝土的施工质量，在本工程中采用了以下措施：3.1.1底板、顶板等大体积混凝土浇筑后，在硬化过程中，必然会产生大量的水化热，导致混凝土内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，形成内外较大的温差，造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。如果结构混凝土在浇筑前没有采取有效措施，混凝土一旦开始浇筑，就无法再对其后产生的大量水化热加以控制或疏散，对于底板和顶板等大体积混凝土来说，往往会产生大量的裂缝而导致结构达不到抗渗要求。解决该问题的技术措施为：⑴在保证混凝土符合设计要求和满足施工工艺要求的前提下，尽量选用低热或中热水泥，在混凝土拌制过程中采用双掺技术，掺入适量的磨细粉煤灰和减水剂，从而降低水化热。⑵在夏季高温时段施工时，在抗渗混凝土拌制过程中加入冰水，降低混凝土入仓温度，一般控制在30℃以下。⑶在浇筑底板顶板混凝土时，在板中铺设一排水管通水散热，降低混凝土内部温度。3.1.2、本工程结构混凝土施工缝间距按设计图纸规定，按照一般施工段长度小于40m控制，则混凝土浇筑时间偏长、浇筑强度偏高，在分层浇筑过程中，一旦浇筑时间偏长，层与层之间极易出现施工冷缝，导致结构混凝土达不到抗渗要求。因此在施工中必须控制结构施工段分段长度，对伸缩缝间距超过40米的结构段，分成两个施工段进行施工，可以有效降低混凝土浇筑强度，避免层与层之间冷缝的产生，同时减少混凝土干缩的影响。3.1.3混凝土在硬化过程中，表面水分蒸发快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂。如果在混凝土浇筑前后和养护期间没有采取有效措施，就会产生裂缝并成为永久性裂缝，导致结构达不到抗渗要求。采取的技术措施为：⑴浇筑混凝土前，将模板浇水湿透，防止模板过多吸收混凝土表面的水分。⑵对已浇筑的混凝土，在终凝前进行复振，排除混凝土因泌水在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。⑶在混凝土表面水基本收干前后，对表面进行抹压，及时愈合裂纹。⑷混凝土浇筑后，及早进行洒水养护，确保混凝土湿水养护14天。侧墙采用喷雾养护，底板和顶板采用蓄水养护，在夏季高温天气延长养护时间。3.2防水结构施工控制措施3.2.1原材料检验防水材料进场后，首先按规范及设计要求对其进行相关指标抽查，检测合格后方可投入使用，且妥善保管，做好防雨防晒保护措施，避免雨淋锈蚀。3.2.2防水外防水层施工控制本工程结构外防水采用防水卷材和防水涂料，其中，结构底板和外侧墙采用防水卷材，顶板采用防水涂料基防渗膜。本工程外防水施工有如下难点：