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隧道防水堵漏治理方案
来源:齐泰高空 时间:2014-7-24 点击:2085

隧道渗漏水综合治理方案

1 渗漏水原因分析

1.1降雨量丰富,隧道所处位置的地下水为潜水类型,这就为隧道周围提供了充

足的外部水源。

1.2 因隧道施工受空间限制,使得在浇筑拱部混凝土和回填超挖空间时难以振捣密实,一旦出现纵向刚度不够,地基和围岩扰动,就会产生大量环向裂缝,这使外部水源有了主要渗漏通道。

1.3 浇筑混凝土前,围岩裂隙水没有及时排走,改变了混凝土的水灰比,出现离析现象。

1.4 隧道中所有的沉降缝、施工缝及拱墙接缝均没有采取必要的防水措施。

1.5 墙体部分的碎石滤层多被砂浆和混凝土堵塞,而墙脚基础内的预埋引水竹管又多半没按设计尺寸安装,再加上腐烂变质,根本形成不了一个完整的导水体系,最终导致外部水位随之抬高,由墙体和拱墙接缝处渗漏至隧道内。

1.6 受温度应力、收缩应力、机械振动和开山放炮的影响,隧道内出现许多不规则裂缝,形成了不规则渗漏水通道。

2 综合治理方案

2.1 治理原则

(1)以排为主,以堵为辅。隧道混凝土浇筑质量差, “次薄弱”部位成为新的渗漏水点所占比例不小,若用注浆方法逐个封堵漏水点,势必会出现众多新的渗漏水点,收效甚微,只有采取疏导排水,局部堵水的方法才能使隧道内的渗漏水得以彻底根治。

(2)刚柔结合,多道设防。刚性防水可为柔性防水创造施工条件;柔性防水可满足进一步变形的要求。这样可最大限度地保证工程质量。

(3)引水泄压,局部止水。使施工程序符合多孔介质内水流运动规律,变被动为主动,创造出有利于治理的施工条件,减轻渗漏水对出水点周围的渗透压力。

(4)工艺先进、方法得当。在整个治理过程中,必须保证隧道正常运行。

2.2 治理方案

沿所有渗漏水裂缝开槽,疏通裂缝四周的渗漏水通道,用“断水和吸水”的方法将槽内及附近的水引入埋于槽内的排水管;局部较大漏水点则埋管泄压;引水管对分散低压力微渗基面采用喷涂速凝材料的喷涂新工艺加以止水,最大限度地减轻外部水源对整个隧道的渗透压力,创造出无渗漏水的工作基面,而后分别涂刷2度刚、柔性防水材料,安装镀锌铁皮排水板,最后用化学注浆工艺封堵所有引水管。

3 施工工艺

3.1 材料选择

(1)刚性材料。刚性防水材料主要是用于固结排水管和修补潮湿基面,因而它须具备抗渗强度高、粘结性好和固化时间短等性能。C0PROX 涂料产品,涂膜由高效无机防水剂和水泥水化物组成的刚性防水层,对多孔介质有一定的渗透作用,可在毛细孔内固结,密实性好。

(2)嵌缝材料。在固结埋于槽内的排水管时,用于填充空隙的嵌缝材料不仅可适应变形要求,还应能带水作业。BW型遇水膨胀橡胶止水条具有良好的延伸性,耐老化、耐腐蚀、遇水膨胀是它不同于其它嵌缝材料的显著特点。

(3)柔性涂料。当刚性固结材料固化并干燥后,须涂刷2度高弹性防水涂料,以提高整体抗拉强度。SDP851 属双组份反应型高分子涂膜防水材料,冷作业,液态施工,可在不规则的基面上形成致密连续的弹性防水层,它的粘结强度和抗变形能力优于一般涂膜防水材料。

(4)注浆材料。

对于漏水量大于150mL/min 的出水点需采用注浆工艺进行封堵。隧道渗漏水严重,但不论是拱部钢筋混凝土结构,还是直墙预制砌块加砂浆面层结构,仍还具有相当的密实度,裂缝宽在0.81.2mm 之间。所以,选用的注浆材料必须具有良好的可灌性(低粘度)和速凝性,兼顾施工毒性、工程造价和环境污染因素,我们自行配制“改性水玻璃”系注浆材料,其粘度为1518c.p,胶凝时间在46s 之间。

(5)辅助材料。

工程的辅助材料包括有:擦洗壁面和稀释材料用的二甲苯;疏导排水用的硬质塑料管;埋设排水管用的水玻璃;提高砂浆粘结强度用的107 胶;修补未渗漏裂缝用的自粘橡胶条;护罩加固用的0.5mm 镀锌铁皮;在铁皮内形成集水坝用的TBL;壁面恢复用的425 号普通硅酸盐水泥;引水用的塑料软管;吸水用的脱脂药棉等。

(6)设备及用具。

有双层移动式脚手架、自行设计的混凝土切割机、电锤、冲击电钻、高压清洗机、SDP851 搅拌器,COPROX 搅拌机、储能注浆机、空压机、养护泵、照明设备、电子秤、煤油喷灯及其它工具。

3.2 凿缝开槽

用切割机沿沉降缝、施工缝、拱墙接缝及不规则裂缝将混凝土切开,宽度34cm,深度45cm,每侧外沿15cm 以内的混凝土表面用錾子凿毛,对于沉降缝、施工缝沿缝开槽至底板,并在底板上亦开一条长20cm、宽34cm 的水平槽,在其中钻20mm 的孔与人行道下的排水沟相通。在开槽过程中若遇较大漏水点,则用电锤打眼,尽可能疏通渗漏水通道。浇筑混凝土时残留在缝内的木头和杂物分别用錾子和煤油喷灯除去,对整个隧道内的松动石块、砂浆浮层和空鼓的混凝土或砂浆层必须彻底清除。处理过的裂缝和基面用高压清洗机反复冲刷数次,最后用掺有107 胶的砂浆将无渗漏水的凹陷处修补平整。

3.3 聚水埋管

即使开了槽,裂缝的渗漏也未必完全集中于槽内,有相当多的渗漏水沿槽壁外溢,稍遇阻碍就改变流动方向。若要将渗漏水引入硬质塑料管内,需采取“断水和吸水”的办法,使水聚于某一处,形成水线下滴,落入管内。“断水”就是在渗漏水外溢处用切割刀开一斜槽,低口朝向排水槽,下檐口向内倾斜2030°,宽度24mm,深度23cm。在渗漏水量较大,或有多处外溢的裂缝上可连续“断水”几次,直到“断水”处以下裂缝无外溢水出现为止。

另外,居于槽内的渗漏水裂缝多半是顺槽而流(拱部的裂缝特别突出),水无法顺利进入排水管内,这种情况需用“吸水”的方法加以处理。“吸水”就是自上而下沿裂缝或槽壁上的渗漏水点把脱脂药棉钉成一个“V”字形,尖头位于槽中部,并低于开口,当渗漏水遇到棉花后,便会顺“V”走,由少集多,饱和后则在重力作用下由端部下滴,进入排水管。药棉吸水饱和量有限,多余的水又会流走,因而可隔一段距离再聚一次。“吸水”棉花钉在什么位置及钉多少个与“断水”要求相同。总之,以槽内的裂缝渗漏水不再出现顺槽壁流淌为准。聚水在

整个施工过程中要求相当严,工作量亦相当大,它是排水能否成功的关键。

排水管选用硬质塑料管,其内径25mm,壁厚3mm,使用专用工具将其一分为二。环形排水管安装始于顶部,分两侧下延,3m 为一安装段,段与段之间由一根50cm 长的“集水器”衔接,搭接长度为15cm。“集水器”的作用是确保上根排水管内的水可全部流入下一根排水管内。在管子沿“断水和吸水”的滴水线放入槽内后,每隔1.5m 用碎石块或水泥钉将其固定在槽内,四周(槽子与管子之间的缝隙)BW型遇水膨胀止水条嵌填,深度低于混凝土面1cm,填压以管子没有发生变形、而材料基本密实为准。随后涂刷一度CO-PROX 素浆,配合比

COPROX:=1:0.45,涂刷宽度30cm,厚度11.5mm。表干后用COPROX 砂浆封缝,形成四面受力状态,砂浆配合比为COPROX::=1:0.8:0.5。封缝砂浆以平基面,洒水养护不得少于5d。漏水量大于150mL/min 的集中出水点,采用引水注浆的方法进行堵水。先用电锤在出水

点上钻孔,钻孔深度以不穿透结构层,不小于20cm 为宜,这样既可避免注浆时出现浆液超扩散现象,又可疏通出水点周围盘根错节的细微裂隙,起到泄压作用。然后将孔内的碎石浮碴清理干净,用速凝胶泥把外径为25mm 的塑料软管埋入引水孔内,再用COPROX 砂浆修整口部。纵向裂缝和拱墙接缝则埋通管,进行骑缝注浆,每隔11.5m 留设根引水软管。已埋好的引水管用吸球抽吸几次,确保水流畅通。

3.4 大面止水

隧道的直墙和拱部共有12 块微量渗水面,渗水量在100mL/m·min 以内,其中最大渗水点的渗水量不大于15mL·min,面积约300m2。对于这样的低压力大面积微量渗水用传统堵水方法来处理是难以奏效的,采用新的“喷涂工艺”收到明显效果。“喷涂工艺”原理是:置于两个储能压浆桶内的甲、乙两浆,在储积于储浆桶内的压力气体作用下,通过各自的输浆管路到达喷枪的出浆口,在同一平面上与一束高速射流的压力气体相遇,呈紊流状态进入浆液混合器,最后经喷嘴呈微细颗粒状喷至渗水基面,乃至部分渗入渗水基面,瞬间胶凝,从而在原渗水基面上形成一层不透水的“薄膜”。喷涂工艺属双液单系统,所用喷涂速凝材料属“改性水玻璃”系列。喷涂前应将渗水基面上的松动石块的浮层清除干净,并用高压清洗机冲刷基面。经喷涂工艺处理后的渗水面用COPR0X 素浆均匀涂刷两度。

3.5 涂刷防水

隧道所有做过排水、埋引水管及喷涂止水的部位均匀涂刷二度COPROX 刚性防水涂料,厚度约11.2mm。涂刷第一度涂料前,基面应充分洒水湿润,以免涂料过早失水,影响防水效果,其水灰比为0.6。在第一度涂料洒水养护24h 后,涂刷第二度涂料,其水灰比为0.8,洒水养护时间不少于6d。拌和COPROX 涂料须严格按配比称量,粉料徐徐加入清水中,初步拌和后倒入特制搅拌机中搅拌,时间不少于10min,使用前静止放置20min,让其充分水化。在使用过程中仍须不时搅拌,以防沉淀。在COPROX 涂料固化并干燥后,再涂刷二度SDP851 弹性防水涂料,厚度约1.5mm。将黄色预聚体和黑色固结体按1:2 重量比放入清洁、干燥的搅拌容器内拌和,为确保反应完全,搅拌时间不得少于15min,若混合料过稠,可掺入10%以内的二甲苯进行稀释。第二度涂刷应在第一度涂膜固化后进行。凡涂刷sDP851 涂料的部位必须饱满、均匀,不得有“起皮”,“露

白”现象。

 

3.6 护罩加固

为了保证该隧道渗漏水治理的长期效果,在上述治理措施的基础上,对原本严重漏水的环向沉降缝、施工缝及拱部不规则裂缝又进行了一次加固——镀锌铁皮护罩。镀锌铁皮选用0.5mm,宽度25cm,长100cm,为使漏入铁皮内的水可顺利流进集水软管并排入排水管内,我们用TBL 在铁皮内贴成数条阻水软垫,在集水嘴处安装紧固垫片(4)。铁皮安装由拱顶向两侧下延,下块放在上块的上面,搭接宽度7cm,冲击电钻打眼后用膨胀螺丝紧固。集水软管在拱墙接缝处放入排水管内。铁皮护罩在安装前正、反两面均匀涂刷两度SDP851 涂料,以提高其耐腐蚀性。

4.7 注浆堵水

注浆堵水是隧道最后一道治理工序,采用的是“压气储能注浆”新工艺。其工艺原理是:甲、乙两液分置于密封的储能压浆桶内,由空压机向储浆桶提供压力气体,注浆前,空压机压力罐内的压力气体(大于储浆桶内压力约0.1MPa)经注浆混合器射入引水管内,最大限度地驱走引水孔内及相通细微裂隙内的水体,在关闭气体阀门的同时,打开甲、乙两浆液阀,使之通过各自的输浆管路进入混合器,压入被灌体内,墙塞渗漏水通道,达到堵水目的。压气储能注浆工艺属双液单系统,注浆材料归“改性水玻璃”系列,浆液胶凝时间为57s

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