硫酸鹽侵蝕環(huán)境下隧道防水施工及質(zhì)量保證

羅 永 君

(中鐵二十二局集團(tuán)有限公司，北京 100035)

硫酸鹽侵蝕環(huán)境下隧道防水施工及質(zhì)量保證

羅 永 君

(中鐵二十二局集團(tuán)有限公司，北京 100035)

根據(jù)滬昆客運(yùn)專(zhuān)線某隧道地下水對(duì)混凝土具有硫酸鹽侵蝕的特點(diǎn)，按照“分區(qū)設(shè)防、區(qū)別對(duì)待”的原則，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，介紹了基面處理、防水板鋪設(shè)、二襯混凝土施工以及局部滲漏處理的方法，以達(dá)到隧道不滲、不漏的目的。

硫酸鹽侵蝕，防水板鋪設(shè)，二襯混凝土

1 概述

滬昆客運(yùn)專(zhuān)線某隧道位于湖南省境內(nèi)，全長(zhǎng)2 850 m。隧道地下水具有硫酸鹽侵蝕，作用環(huán)境等級(jí)H2，設(shè)計(jì)按照“分區(qū)設(shè)防、區(qū)別對(duì)待”的原則，采取相應(yīng)的防腐措施，防水板采用凸形防水板，施工縫采用中埋式止水帶，二襯混凝土施工滿足100年耐久混凝土的要求，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工環(huán)境和作用環(huán)境等進(jìn)行配比設(shè)計(jì)。

2 硫酸鹽侵蝕環(huán)境特性及防治措施

2.1 硫酸鹽侵蝕對(duì)混凝土的影響

硫酸鹽侵蝕是混凝土老化病害的主要問(wèn)題之一，對(duì)于混凝土的硫酸鹽腐蝕主要是,圍巖中存在硫酸鹽及其組合與地下水作用，當(dāng)溶解度較大時(shí)，與混凝土中水泥水化物反應(yīng)，生成膨脹性鹽類(lèi)，膨脹性鹽類(lèi)遇水體積膨脹使混凝土疏松，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)功能喪失，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)壽命達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。

2.2 防硫酸鹽腐蝕措施

根據(jù)硫酸鹽侵蝕對(duì)混凝土的影響因素分析來(lái)看，在隧道中要想達(dá)到防治硫酸鹽侵蝕目的，主要通過(guò)兩個(gè)途徑解決：1)采用全包防水和中埋式止水帶進(jìn)行防水，防止隧道圍巖內(nèi)裂隙水進(jìn)入二襯混凝土；2)采用中抗硫酸鹽水泥進(jìn)行混凝土配比設(shè)計(jì)，在混凝土中摻加一定量粉煤灰和抗裂高效防水劑達(dá)到混凝土耐久性和防滲的目的。

3 施工方法及質(zhì)量保證措施

隧道防腐蝕首先要從隧道防水開(kāi)始，同時(shí)保證混凝土與支護(hù)的耐久性。隧道結(jié)構(gòu)防排水施工一般包含初期支護(hù)效果檢查及處理、防水板鋪設(shè)、施工縫及變形縫處理、混凝土襯砌等工藝。

3.1 初期支護(hù)效果檢查及處理

當(dāng)初期支護(hù)噴射混凝土表層出現(xiàn)明顯集中滲漏水情況時(shí)應(yīng)采取注漿止水措施，一般情況注漿材料采用超細(xì)水泥—水玻璃雙液漿，漿液濃度應(yīng)根據(jù)圍巖情況加以調(diào)整，當(dāng)圍巖裂隙較小，同時(shí)地下水水壓較大時(shí)可采用水溶性聚氨酯漿液，漿液的凝膠時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)調(diào)整催化劑用量來(lái)調(diào)節(jié)。

對(duì)初期支護(hù)混凝土表面外露的錨桿頭，鋼筋頭等硬物進(jìn)行割除，然后用砂漿抹平；對(duì)噴射混凝土表面凹凸不平部分進(jìn)行補(bǔ)噴，防止防水板被刺破以及保證二襯混凝土結(jié)構(gòu)尺寸的要求。

3.2 防水板選型及鋪設(shè)

1)防水板選型。

本隧道大部分圍巖等級(jí)設(shè)計(jì)為Ⅳ級(jí)，具有弱膨脹性，泥巖為主，砂巖次之，具有水平節(jié)理，圍巖遇水軟化現(xiàn)象十分明顯。若采用復(fù)合型防水板和透水盲管，裂隙水夾帶泥砂容易阻塞盲管，造成排水不暢。設(shè)計(jì)采用全斷面鋪設(shè)分離式排水防水系統(tǒng)，由聚酯無(wú)紡布和凸形排水防水板共同組成，凸形排水防水板表面帶凸形圓粒，形成排水空間，無(wú)紡布過(guò)濾泥砂后，裂隙水順?lè)浪逋剐螆A粒形成的排水空間排出，進(jìn)入排水溝。

2)防水板鋪設(shè)及注意事項(xiàng)。

排水防水板鋪設(shè)采用專(zhuān)用鋪掛作業(yè)臺(tái)車(chē)，先鋪設(shè)無(wú)紡布再懸掛防水板。無(wú)紡布采用射釘固定，采用金屬或塑料墊圈保護(hù)無(wú)紡布，防止撕扯破爛。防水板鋪設(shè)要超前二次襯砌施工一段距離，防水板從拱部向邊墻進(jìn)行鋪設(shè)，防水板采用雙縫焊接工藝，鋪掛采用墊片焊接固定以保證防水板的施工質(zhì)量。防水板要搭接良好，沒(méi)有氣泡褶皺及空隙。鋪設(shè)表面應(yīng)保證圓順，顯著凹凸的初期支護(hù)表面應(yīng)分層噴射找平，鋼筋等凸出部分，先切斷后用錘鉚平，抹砂漿；錨桿有凸出部分時(shí)，螺頭留5 mm切斷，戴塑料帽后抹砂漿，以保證防水層與噴層能基本密貼。鋪設(shè)好的防水板必須進(jìn)行防護(hù)，防止機(jī)械損傷和電火花灼傷防水板。

3.3 止水帶安裝

襯砌的施工縫和沉降縫采用的止水帶所用材料應(yīng)嚴(yán)格符合圖紙要求，設(shè)置止水帶后，若仍有滲漏水時(shí)，應(yīng)進(jìn)行注漿堵漏處理。施工中應(yīng)符合下列要求：水帶在安裝時(shí)以及在混凝土澆搗作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)注意止水帶的保護(hù)，不得被鋼筋、石子和釘子刺破，如發(fā)現(xiàn)有被刺破、割裂現(xiàn)象，必須及時(shí)修補(bǔ)；在固定止水帶和澆筑混凝土過(guò)程中，應(yīng)防止止水帶偏移；要加強(qiáng)混凝土振搗，排除止水帶底部氣泡和空隙，使止水帶和混凝土緊密結(jié)合：止水帶的接頭根據(jù)其材質(zhì)和止水部位可采用不同的接頭方法。對(duì)于橡膠止水帶，其接頭形式應(yīng)采用搭接或復(fù)合接，冷粘或焊接的縫寬不小于50 mm。

3.4 混凝土襯砌

本隧道二襯混凝土按照100年耐久性設(shè)計(jì)，抗?jié)B等級(jí)P8。為保證混凝土抗腐蝕性能，采用中抗硫酸鹽水泥代替普通水泥，加入抗裂防水劑進(jìn)行抗?jié)B和防腐設(shè)計(jì)，防水劑摻量按照膠凝材料總量的6%進(jìn)行控制。

1)配合比的選定。

根據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]157號(hào))，硫酸鹽侵蝕H2作用環(huán)境下，電通量C<1 200，耐腐蝕系數(shù)不小于0.8，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C35。

混凝土配置所需原材料水泥采用祁連山中抗硫酸鹽水泥，一級(jí)粉煤灰，高效減水劑為山東華偉NOF-AS高效緩凝減水劑，防水劑采用江西萍鄉(xiāng)HE抗裂防水劑，粗細(xì)骨料當(dāng)?shù)亓蠄?chǎng)生產(chǎn)。經(jīng)試驗(yàn)，各種材料均滿足100年耐久性混凝土配置要求，無(wú)堿活性反應(yīng)，總堿含量滿足要求。經(jīng)過(guò)多次試配，外加劑與其他原材料具有很好的相容性，無(wú)不良反應(yīng)，充分考慮56 d電通量及28 d強(qiáng)度要求，反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，最終選定的理論配合比為：

水泥∶粉煤灰∶砂∶石小∶石大∶防水劑∶減水劑=1∶0.27∶2.29∶0.74∶2.98∶0.095∶0.014。

水膠比0.36。

抗腐蝕系數(shù)0.89。

二襯混凝土施工后，根據(jù)同條件試件檢測(cè)以及鉆心取樣試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，電通量和強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)以及配合比要求。

2)混凝土施工控制。

本隧道設(shè)置2個(gè)大型拌合站供應(yīng)混凝土，拌合站均按“自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)控制”的原則設(shè)置。運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸混凝土，泵送入模，二襯模板采用12 m液壓襯砌臺(tái)車(chē)。

二砌混凝土施工在隧道初期支護(hù)基本達(dá)到穩(wěn)定，初支滲水已做好疏排處理，排水板牢固密封的情況下進(jìn)行。施工的順序是仰拱超前，墻、拱整體澆筑，一次澆灌成形。端模模板一定要安裝緊密、牢靠，防止在混凝土灌注時(shí)發(fā)生跑模、漏漿等現(xiàn)象，確保拆模后端面平整，為下一次襯砌提供良好作業(yè)面。

4 局部滲漏處理

本隧道二次襯砌完成后，經(jīng)過(guò)全面檢查發(fā)現(xiàn)，有2處局部滲水點(diǎn)，經(jīng)過(guò)分析滲水原因和滲水程度，本著疏堵結(jié)合，以疏為主的方式進(jìn)行整治。

4.1 滲水較小地段處理

對(duì)于滲水量較小1處，對(duì)滲水部位進(jìn)行注漿堵水處理，注漿采用鄭州BW-25/50注漿機(jī)，1∶(1.0～2.5)水泥漿液，并滲入3%水玻璃進(jìn)行注漿，水玻璃為水泥用量的3%。

4.2 滲水較大地段處理

對(duì)于滲水量較大1處，由于滲水部位位于電纜槽上方1 m位置，采取割槽埋管的處理措施，找準(zhǔn)滲水點(diǎn)，槽口從滲水部位最上方開(kāi)始，垂直將槽割至排水溝，槽寬60 mm，其次埋入φ50排水管，通過(guò)排水管將水引排至排水溝內(nèi)，最后用水泥砂漿對(duì)槽口進(jìn)行封堵找平。

5 結(jié)語(yǔ)

隧道地下水硫酸鹽侵蝕對(duì)二襯混凝土的破壞是非常嚴(yán)重的，由于滬昆客運(yùn)專(zhuān)線主體結(jié)構(gòu)按照100年耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，確保二襯混凝土免受侵蝕，保持耐久性及防腐性是十分重要的。施工過(guò)程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求進(jìn)行防水和二襯混凝土施工。1)盡最大可能防止隧道地下水進(jìn)入混凝土，堵住腐蝕源頭；2)嚴(yán)格按照配比設(shè)計(jì)進(jìn)行二襯混凝土施工，加強(qiáng)工藝水平，加強(qiáng)混凝土抗裂、防腐性能。

On tunnel waterproof construction and quality guarantee under sulphate attack environment

LUO Yong-jun

(ChinaRailway22ndBureauGroupCo.,Ltd,Beijing100035,China)

According to the tunnel underwater’s sulphate attack on concrete along Shanghai-Kunming Passenger Special Line, the paper introduces the cardinal plane treatment, the pavement of waterproof plate, the second lining concrete construction and treatment of partial leakage based on the technical standard, the management standard, and the construction standard according to the principle of division control and differential treatment, so as to avoid the leakage and penetration in tunnels.

sulphate attack, pavement of waterproof plate, second lining concrete

1009-6825(2014)03-0183-02

2013-11-05

羅永君(1973- )，男，工程師

U455

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