公路橋梁隧道工程施工防水措施論文
［摘要］當(dāng)今我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，公路橋梁隧道這一交通運(yùn)輸載體的發(fā)展也為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了便利的交通條件。我國(guó)公路橋梁隧道的數(shù)量在逐漸遞增，隨之而來(lái)的就是其隧道工程的質(zhì)量問(wèn)題。因此，為了滿足人們的出行需要，相關(guān)設(shè)計(jì)人員及施工人員要及時(shí)解決公路橋梁隧道可能產(chǎn)生的問(wèn)題，尤其是工程的滲水漏水問(wèn)題。主要探討了公路橋梁隧道工程施工中容易產(chǎn)生的滲水問(wèn)題，并提出了相關(guān)防水設(shè)施在公路橋梁隧道工程中的應(yīng)用。
［關(guān)鍵詞］隧道工程;防水設(shè)施;施工技術(shù)
0引言
水因素是影響公路橋梁隧道正常施工的關(guān)鍵因素。在實(shí)際的施工過(guò)程中，地下水會(huì)使圍巖趨于不穩(wěn)定，增加了前期支護(hù)的困難。在后期公路橋梁隧道運(yùn)行過(guò)程中，地下水會(huì)從變形縫、施工縫等裂隙中滲漏出來(lái)，導(dǎo)致隧道內(nèi)積水，侵蝕隧道內(nèi)的照明燈等設(shè)備，嚴(yán)重的甚至?xí)绊懶熊嚢踩�，容易引發(fā)車禍。同時(shí)，如果地下水屬于侵蝕性或者容易產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害襯砌結(jié)構(gòu)。但是，在實(shí)際施工中，地下水是肯定存在的，只有盡可能地減少其對(duì)工程的損害才能保證工程質(zhì)量。因此，本文主要探討相關(guān)防水設(shè)施在公路橋梁隧道中的應(yīng)用，望對(duì)同行有借鑒意義。
1隧道工程防水施工技術(shù)要求
當(dāng)前，我國(guó)對(duì)隧道工程防水施工技術(shù)的要求是根據(jù)隧道的具體用途來(lái)進(jìn)行規(guī)定的，我國(guó)現(xiàn)行的隧道技術(shù)要求規(guī)范有《鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范》以及《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》，除此之外，內(nèi)容相對(duì)較為具體的是《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》，其中的內(nèi)容容易被施工人員熟練掌握。在《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》中，防水等級(jí)有四級(jí)，同時(shí)企業(yè)對(duì)這4個(gè)等級(jí)劃分了具體的使用范圍。根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》的要求，我國(guó)公路隧道防水施工要做到邊墻不漏水、排水溝不凍結(jié)、拱部不滲水、凍害地區(qū)襯砌背后不存在積水、路面不積水等要求。在設(shè)計(jì)人員及施工人員進(jìn)行施工之前，要熟練掌握規(guī)范要求，從而提高隧道工程的防水質(zhì)量。
2我國(guó)公路橋梁隧道防水施工現(xiàn)狀
隧道工程作為一項(xiàng)地下工程，其防水施工是相當(dāng)重要的。很多施工單位都將其作為公路隧道施工的重點(diǎn)項(xiàng)目。在具體的施工過(guò)程中，施工團(tuán)隊(duì)不僅要考慮施工卷材的選擇、施工工藝，還要考慮到防水設(shè)施的具體應(yīng)用，同時(shí)還要考慮到防水施工管理、防水施工體系建立等。但是，當(dāng)前我國(guó)大部分公路橋梁隧道工程的防水項(xiàng)目實(shí)施都不是很理想，就當(dāng)前隧道防水工程發(fā)展情況來(lái)看，防水設(shè)施的應(yīng)用相當(dāng)重要。
3公路橋梁隧道工程防水施工中存在的問(wèn)題
1)傳統(tǒng)的施工方法施工采取的是先拱后墻整體襯砌的方式。在實(shí)際的施工過(guò)程中，上導(dǎo)坑開(kāi)挖的速度過(guò)快且上導(dǎo)坑與下導(dǎo)坑之間的距離較大，同時(shí)沒(méi)能及時(shí)封閉的話，在軟土地基層中，其修成不久，就會(huì)出現(xiàn)端部下沉。端部下沉?xí)驗(yàn)閷?dǎo)坑的'開(kāi)挖而擴(kuò)大，導(dǎo)致拱頂沿著施工縫產(chǎn)生裂縫，拉斷止水帶，進(jìn)而產(chǎn)生滲水、漏水的現(xiàn)象。
2)縱向施工縫在施工中留置于拱圈及邊墻之間，在填塞馬口時(shí)，舊混凝土表面未做鑿毛處理，使新舊混凝土不能牢固黏結(jié)。在填塞混凝土的同時(shí)，使止水帶變形失去作用。由于馬口填塞混凝土為高強(qiáng)度等級(jí)抗?jié)B混凝土，在凝固過(guò)程中，收縮較大，止水帶與混凝土結(jié)合欠密實(shí)造成漏水。
3)如果襯砌混凝土外縱向盲溝管在實(shí)際施工過(guò)程中沒(méi)有包裹完好，就會(huì)導(dǎo)致堵塞，水流匯聚速度變慢。在安裝排水導(dǎo)管時(shí)，如果沒(méi)有掌握好其坡度的設(shè)置，也會(huì)導(dǎo)致地下水無(wú)法正常排出，進(jìn)而產(chǎn)生滲水、漏水現(xiàn)象。
4公路橋梁隧道工程防水原則
當(dāng)前，我國(guó)隧道工程人員為了減少水因素對(duì)隧道質(zhì)量的影響，提出了防水止水的相關(guān)原則，即“排、堵、截相結(jié)合”，同時(shí)其將模筑混凝土襯砌當(dāng)作隧道防水的主要措施。
1)所謂排水就是設(shè)立排水系統(tǒng)，將堵塞水資源排出橋梁隧道，同時(shí)要結(jié)合具體的施工條件，因地制宜，選擇具體可行的施工方案，使其適宜當(dāng)?shù)氐那闆r。另外，方案的制訂還要考慮到技術(shù)的可行性、成本的高低、適用效果的優(yōu)劣、環(huán)境保護(hù)等相關(guān)因素。而其中的“相結(jié)合”可以指具體施工與相關(guān)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，但是施工時(shí)最為核心的要素，設(shè)計(jì)要充分結(jié)合具體的施工條件，實(shí)行點(diǎn)面結(jié)合，從而使得大面積的滲水、漏水匯集為局部出水，然后進(jìn)行科學(xué)合理的排水，盡可能在實(shí)際施工中做好水處理，減少水害對(duì)環(huán)境的破壞。
2)所謂堵水就是將襯砌混凝土結(jié)構(gòu)作為堵水的第1層防水設(shè)施，其他相關(guān)的防水材料設(shè)置為第2層的防水設(shè)施，通過(guò)這種方式堵截地下水，使其不能進(jìn)入公路橋梁隧道的防水措施。
3)所謂截水就是截留隧道的地下水及隧道外部的地表水，使其不能進(jìn)入公路橋梁隧道的防水設(shè)施中。一般采用的截水方式都是設(shè)置截水的天溝。
5公路橋梁隧道工程施工防水設(shè)施應(yīng)用
為了確保隧道內(nèi)的行車安全及隧道的長(zhǎng)久使用，應(yīng)做好公路橋梁隧道的防水及支護(hù)工作。公路橋梁隧道支護(hù)的作用是防止隧道的圍巖發(fā)生變形并降低隧道的荷載力。當(dāng)前，對(duì)于公路橋梁隧道的支護(hù)方式主要采用的都是錨噴支護(hù)的方式，在這種方式下，施工人員要格外注意錨桿的質(zhì)量，保障其焊接的質(zhì)量及強(qiáng)度等符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，防止在具體施工中發(fā)生斷裂現(xiàn)象。除此之外，施工人員還要嚴(yán)格檢查防水材料。公路橋梁隧道防水系統(tǒng)的作用是防止隧道出現(xiàn)滲水、漏水，進(jìn)而使得橋梁隧道內(nèi)部出現(xiàn)積水，導(dǎo)致隧道行車出現(xiàn)安全隱患。在設(shè)立隧道防水系統(tǒng)時(shí)，要保證管道的質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尤其是安全管道時(shí)，要保證圍巖與軟管的安裝保持緊貼。施工完成之后，施工人員也要加強(qiáng)對(duì)施工防水系統(tǒng)的檢查，如果存在安全隱患，就要及時(shí)提出解決措施，做到合理妥善解決。
1)結(jié)構(gòu)自防水措施
混凝土結(jié)構(gòu)自防水發(fā)生作用的關(guān)鍵是要保證施工的混凝土的密度合理并控制混凝土使其不容易產(chǎn)生裂縫。因?yàn)橐话愕幕炷炼既菀桩a(chǎn)生裂縫，所以當(dāng)前可以研究新型混凝土，如補(bǔ)償性收縮混凝土。所謂補(bǔ)償性收縮混凝土就是在普通水泥中混合很多外加劑，減少混凝土的開(kāi)裂狀況，使其提高抗開(kāi)裂的能力。另外，設(shè)計(jì)人員要對(duì)混凝土進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)相關(guān)方案，確保混凝土的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
2)公路橋梁隧道防水層設(shè)施的鋪設(shè)
對(duì)于公路橋梁隧道防水層設(shè)施的鋪設(shè)主要包含以下幾個(gè)方面:①施工人員仔細(xì)測(cè)量混凝土的斷面，鑿除隧道還未開(kāi)挖的地方，同時(shí)，要分層噴射混凝土表面;②施工人員要切斷、切除錨桿頭、鋼筋外漏部分，同時(shí)用水泥漿抹平其表面;③對(duì)襯砌背后設(shè)施進(jìn)行合理排水，檢查排水溝、引水管及盲溝的連接緊密程度。另外，還要保障處于寒冷地區(qū)的排水設(shè)施具有良好的保溫性能。加強(qiáng)對(duì)公路橋梁隧道防水層的檢查。在鋪設(shè)完防水層后，要著重檢查防水層及其焊接的質(zhì)量。檢查的主要方式為:用手將防水板托起，檢查防水板與噴射混凝土的貼合程度，同時(shí)還要檢查防水層的表面是否存在扎破、褶皺現(xiàn)象，從而保障防水層的整體質(zhì)量。
3)隧道防水設(shè)施的初期支護(hù)處理
在完成初期支護(hù)之后，經(jīng)常出現(xiàn)灰漿浮渣。這種情況下，如果直接鋪上防水板，就導(dǎo)致密實(shí)度不夠緊實(shí)�？梢韵日移胶袼嗌皾{，清除表面的灰漿浮渣，磨平表面的突出物(防止其扎破防水層)。對(duì)于隧道初期支護(hù)轉(zhuǎn)彎處，必須先將陰陽(yáng)角處理成圓弧，其中陽(yáng)角的半徑要≥5cm，陰角的半徑要≥15cm，從而使得防水層有較好的結(jié)合面，在之后還要清理其表面，使其保持干凈整潔。
4)防水卷材設(shè)施的應(yīng)用
防水卷材的質(zhì)量及其具體鋪設(shè)影響著公路橋梁隧道防水層的質(zhì)量。采購(gòu)人員在采購(gòu)防水卷材時(shí)，要仔細(xì)檢查其規(guī)格和材質(zhì)，保證防水卷材的整體厚度一致，平鋪時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生明顯的皺褶和隆起。在鋪設(shè)防水卷材時(shí)，需要在公路橋梁隧道的拱頂部位劃出中心線段，搭設(shè)板臺(tái)架，再對(duì)卷材進(jìn)行鋪設(shè)，鋪設(shè)的方向是由拱頂向兩側(cè)進(jìn)行鋪設(shè)，同時(shí)，其要保持鋪設(shè)平順，不能出現(xiàn)褶皺和空鼓，卷材的粘貼也要保證牢固可靠。對(duì)于卷材的結(jié)合部位，也要使其搭接合理牢固。防水卷材的鋪設(shè)一般都采用環(huán)向鋪設(shè)的方式，其寬度要≥100mm，短邊要＞150mm，同時(shí)要錯(cuò)開(kāi)相鄰的兩幅卷材。當(dāng)前，采用的防水大卷材大都是復(fù)合式的防水材料，而且施工時(shí)都會(huì)在支護(hù)后訂上水泥釘，不過(guò)這種方式會(huì)導(dǎo)致在二次襯砌時(shí)刺破防水卷材，進(jìn)而使隧道出現(xiàn)滲水、漏水。所以，可以使用隱形釘鋪合的方法，即在支護(hù)后先掛上土工布，對(duì)其進(jìn)行固定，再攝入水泥釘，之后在外層采用熱熔焊接技術(shù)對(duì)防水卷材進(jìn)行鋪設(shè)，這種方式可以使得防水層密封成一個(gè)整體。
5)施工縫、變形縫、穿墻管處的防水措施
施工縫是公路橋梁隧道及防水工程的薄弱環(huán)節(jié)，所以盡量要減少布置施工縫。如果一定要設(shè)置施工縫，一定要仔細(xì)施工，使得新混凝土與舊混凝土之間黏結(jié)密實(shí);另外，還要著重加強(qiáng)施工縫處混凝土的搗固，使得混凝土密實(shí)貼合。施工縫設(shè)置時(shí)，盡量使用形式不同的企口縫，從而延長(zhǎng)隧道滲水的路線，對(duì)于較為核心的部位，施工人員可以使用膨脹型止水帶對(duì)施工縫進(jìn)行加固。變形縫、施工縫及穿墻管在隧道防水施工中是相當(dāng)重要的部分，同時(shí)其也是產(chǎn)生滲水漏水的高發(fā)部位。因此，在對(duì)施工縫、變形縫及穿墻管進(jìn)行施工時(shí)要著重注意防水工作。其中變形縫在設(shè)計(jì)時(shí)，要在模筑混凝土內(nèi)側(cè)設(shè)置寬度為600mm的防水加強(qiáng)層，同時(shí)要采用聚氨酯密封膠進(jìn)行結(jié)構(gòu)密封，密封膠要認(rèn)真設(shè)置，沿著變形縫進(jìn)行環(huán)向涂抹，同時(shí)其不能出現(xiàn)密封膠斷點(diǎn)的現(xiàn)象。
6)防水層養(yǎng)護(hù)
防水層鋪設(shè)完畢后，還要加強(qiáng)對(duì)防水層的養(yǎng)護(hù)工作，這樣可以避免施工，尤其是二次襯砌中焊接鋼筋時(shí)破壞防水層。如果出現(xiàn)防水層破損，需要及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)修補(bǔ)。隧道的仰拱部位應(yīng)該鋪1層50mm厚細(xì)石混凝土保護(hù)防水層，同時(shí)可以鋪設(shè)跳板。在進(jìn)行二次襯砌，澆筑混凝土過(guò)程中，要防止防水層的砂漿保護(hù)層與混凝土疏松的管架直接接觸，應(yīng)在砂漿保護(hù)層上鋪設(shè)一些砂袋，減少對(duì)防水層的破壞。在實(shí)際的施工過(guò)程中，特別是對(duì)拱部基面進(jìn)行處理時(shí)，要保護(hù)好邊墻的防水層，主要是為了防止浮渣進(jìn)入其中。在二襯施工焊接鋼筋或擋頭板施工時(shí)，要遮擋住防水層，防止焊接過(guò)程中燒毀防水層。
7)二次襯砌抗?jié)B混凝土施工
二次襯砌抗?jié)B混凝土的施工在一定程度上是指公路橋梁隧道的防水排水系統(tǒng)進(jìn)行完善，使其處于密封狀態(tài)，進(jìn)而形成其他相關(guān)材料與透水管結(jié)合使用的“多方引”的排水格局，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，施工人員要注意防水混凝土需要具有良好的密實(shí)度。
8)先進(jìn)防水設(shè)施的應(yīng)用
當(dāng)前，傳統(tǒng)的施工技術(shù)存在價(jià)格高昂、施工周期長(zhǎng)、施工質(zhì)量偏低現(xiàn)象，而且很容易產(chǎn)生滲水漏水現(xiàn)象。通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的防水設(shè)施，可以減少公路橋梁隧道產(chǎn)生滲水現(xiàn)象。例如，在設(shè)計(jì)隧道時(shí)，采用錨噴的方式進(jìn)行隧道支護(hù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)控制圍巖變形，充分發(fā)揮圍巖自承能力的新奧法，這種先進(jìn)的方式在一定程度上有效節(jié)省了資金投入，縮短了施工周期，同時(shí)其可以有效防水。如再噴混凝土，其是公路橋梁隧道的一部分，可以有效防止圍巖惡化，防止出現(xiàn)隧道坍塌現(xiàn)象，同時(shí)直接粘貼巖面，阻止裂隙中填充物的流失。另外，還要保持噴層表面的平整，這樣可以使得防水卷材發(fā)揮最大價(jià)值，將地下水排堵在隧道襯砌范圍以外。
9)暢通的排水通道設(shè)施的應(yīng)用
公路橋梁隧道進(jìn)行防水主要是要防止地下水大規(guī)模聚集到襯砌結(jié)構(gòu)的周圍及基底部分。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，防水工程主要是以排水為主體，其排水過(guò)程為水從圍巖的裂隙流入盲溝中，然后流入泄水孔中，在經(jīng)過(guò)排水溝流出隧道之外。其中盲溝主要是將大規(guī)模的地下水引導(dǎo)為局部集中的水資源，同時(shí)，在襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖之間形成過(guò)水通道，并使這些地下水源匯入泄水孔，防止堵塞，造成積水。
6具體案例
云南安楚高速公路大紅田隧道全長(zhǎng)2700m，縱坡采用－2．182%的單向坡，隧道設(shè)計(jì)凈跨14．90m，凈高為7．5m的三心圓拱典墻斷面;設(shè)計(jì)采用新奧法施工，復(fù)合式襯砌，防水層設(shè)計(jì)為無(wú)紡布—PVC防水板。隧道沿線位于大紅田一帶山中，橫穿大龍?zhí)稊鄬?垂直穿過(guò)隧道)，圍巖為板巖，白云質(zhì)灰?guī)r，巖體破碎強(qiáng)烈，差異風(fēng)化性強(qiáng)。中部為中厚層狀白云灰?guī)r，巖溶發(fā)育弱－強(qiáng)裂，為垂直懸掛式溶隙，洞內(nèi)巖溶差異較大，地表可見(jiàn)溶蝕洼地及垂直溶隙巖溶漏斗，該巖層含水量強(qiáng)巖溶水，隧道掘進(jìn)時(shí)將產(chǎn)生大量涌水，隨季節(jié)性變化大。針對(duì)這種地質(zhì)情況，設(shè)計(jì)中采用了以“防、排”為主，“防、排、堵、截”相結(jié)合的綜合治理原則。復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)防水系統(tǒng)由初期支護(hù)、二次襯砌防水混凝土及二者之間敷設(shè)的防水層3部分組成。初期支護(hù)采用每隔5m左右(根據(jù)涌水量適當(dāng)加密)沿巖面布設(shè)一環(huán)向排水管(見(jiàn)圖3)，與拱腳設(shè)置縱向排水管相通，使初期支護(hù)背后的水通過(guò)縱向排水管排走，噴射混凝土要求均勻密實(shí)平整，無(wú)裂縫脫落，容鼓滲漏水現(xiàn)象;防水層由400g/m2的土工布及PVC－P1．5mm厚防水板組成，全封閉設(shè)置，并根據(jù)初期支護(hù)實(shí)際滲漏水狀況，在防水層背后設(shè)置Ω形彈簧排水管(見(jiàn)圖4)。防水層施工采用無(wú)釘鋪設(shè)工藝及嚴(yán)格的氣密性檢查以確保施工效果;二次襯砌采用防水混凝土，混凝土抗?jié)B等級(jí)＞1．2MPa，以達(dá)到防水目的(見(jiàn)圖5)。施工縫采用遇水膨脹止水條，沉降縫、伸縮縫、變形縫采用橡膠止水帶。通過(guò)采取以上嚴(yán)格的設(shè)計(jì)及施工措施，大紅田隧道在地質(zhì)條件很惡劣的情況下仍然取得了很好的防水效果。
7結(jié)語(yǔ)
公路橋梁隧道建筑工程在不斷地發(fā)展進(jìn)步中，其數(shù)量也在不斷增加，這種情況促進(jìn)了我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。我國(guó)是一個(gè)地域廣闊、地質(zhì)條件復(fù)雜的國(guó)家，因此為了完善我國(guó)的交通運(yùn)輸體系，施工人員需要逐漸加強(qiáng)對(duì)公路橋梁隧道的研究，并不斷提高公路橋梁隧道的施工水平。但是近些年來(lái)，我國(guó)經(jīng)常出現(xiàn)公路橋梁隧道安全事故，使得人民的關(guān)注重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到公路橋梁隧道的質(zhì)量問(wèn)題上，而防水問(wèn)題作為公路橋梁隧道質(zhì)量的最大影響因素，其成為我國(guó)專家與學(xué)者研究的重點(diǎn)。因此，在當(dāng)前公路橋梁隧道施工過(guò)程中，施工人員也在不斷地克服隧道滲水、漏水難題，以提高公路橋梁隧道的施工質(zhì)量。
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