隧道中埋式止水帶的安裝工藝研究

葛玉強，陳 宇，張吉港，黎以良

(中建隧道建設(shè)有限公司， 重慶 401300)

目前，全國公路、鐵路隧道進入了快速發(fā)展期，近年來,南方山嶺地區(qū)由于發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟與交通的需要，修建了許多公路隧道[1]。隨著通車里程的不斷延長，各類隧道運營維護問題中最多發(fā)的是隧道二襯的滲漏水問題，而隧道的滲漏水又普遍集中在隧道二襯的施工縫處[2]。隧道滲漏水嚴重會造成側(cè)壁瓷磚脫落，拱頂涂裝污染甚至斷板、脫皮等病害，嚴重影響了車輛運營安全。因此，隧道施工中止水帶施工的質(zhì)量直接決定著襯砌的防水質(zhì)量，特別是對一些高鐵隧道、輕軌、地鐵等，對隧道防水的要求更高[3]。而施工過程中由于施工工藝、工人技術(shù)水平、保護措施不到位等原因，止水帶的安裝經(jīng)常出現(xiàn)安裝線形不順直、埋設(shè)位置偏移、止水帶破損等質(zhì)量問題，嚴重影響止水帶的防水效果[4]。本文以龍洲灣隧道為例，對中埋式止水帶的施工工藝進行研究，以提高中埋式止水帶的一次安裝質(zhì)量，增強對隧道滲漏水的有效防護。

1 工程概況

龍洲灣隧道工程項目位于重慶市巴南區(qū)，起于教育大道，自西向東，經(jīng)城投公司公租房區(qū)，下穿渝南大道，通過紅爐片區(qū)，穿越銅鑼山，上跨渝黔高速公路，止于南彭物流基地東城大道，全長8.06 km，隧道3座，互通式立交3座，簡易立交2座，橋梁及下穿道各1座。隧道全長7 760 m，其中龍洲灣1#隧道左線長999 m，右線長967 m；2#隧道左線長1 751 m，右線長1 700 m；3#隧道左線1 158 m，右線1 185 m。

該項目隧道為分離式雙洞單向3車道設(shè)計，襯砌類型為復(fù)合式襯砌。采用三縫防水，隧道襯砌變形縫和環(huán)向施工縫設(shè)置中埋式橡膠止水帶，縱向施工縫中間位置設(shè)置中埋式鋼邊橡膠止水帶[5]。所有變形縫、施工縫均設(shè)置背貼式橡膠止水帶。變形縫與施工縫防水均采用復(fù)合式防水構(gòu)造，既可以解決滲水問題，也可形成二襯背后分區(qū)防水。

2 現(xiàn)存問題分析

對止水帶安裝合格率最低的2#隧道進口段左洞ZK9+253～ZK9+289段、右洞YK9+300～YK9+336段止水帶進行了檢查。其中左、右洞環(huán)向中埋止水帶各檢查2環(huán)，左、右洞縱向止水帶各檢查50 m，抽檢數(shù)量共計200處(對環(huán)向中埋止水帶和縱向止水帶均按1 m/點抽檢)。抽檢的200個點中，有30個點不合格，均為環(huán)向止水帶。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，分析制定出了導(dǎo)致止水帶安裝不合格因素的排列圖，如圖1所示。

圖1 影響止水帶安裝不合格因素排列圖

由圖1可以看出，影響止水帶安裝合格率的主要因素是止水帶位置偏移和止水帶埋設(shè)深淺不一，兩者所占頻率累計達到了83%，是問題主要癥結(jié)。因此，提高止水帶的安裝合格率主要從這2大因素入手。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和各因素綜合分析后，確認影響止水帶安裝埋設(shè)深淺不一、止水帶偏位的要因有3條：

1) 仰拱混凝土澆筑卸料方式不當(dāng)。由于空間條件影響，班組采用“挖機斗”轉(zhuǎn)運混凝土并直接傾倒，對仰拱兩側(cè)邊混凝土進行澆筑，混凝土的下落造成側(cè)向沖擊直接作用在止水帶上，造成止水帶偏位嚴重。

2) 環(huán)向止水帶隧道軸向安裝精度控制措施有效性差?，F(xiàn)場采用“鋼筋卡”將止水帶彎折后“緊貼”在堵頭模內(nèi)側(cè)，在模板加固過程中往往造成止水帶移動，脫離模板，造成止水帶埋深不一，甚至局部被混凝土埋沒。定位措施精度不滿足控制要求，固定不牢固。

3) 模板臺車端頭模板構(gòu)造不合理，不利于環(huán)向止水帶徑向位置的有效控制。在傳統(tǒng)的臺車端頭模板下，現(xiàn)場僅采用“鋼筋卡” 固定，且鋼筋卡本身僅利用堵頭模板夾制，不牢固，模板加固及混凝土澆筑過程易偏位，也極易造成與混凝土面不垂直情況。

3 改進的環(huán)向止水帶安裝工藝

3.1 施工工藝流程

首先，根據(jù)襯砌厚度及襯砌形式自制組合式鋼模擋頭板，全斷面液壓鋼模襯砌臺車就位后，將橡膠止水條沿隧道環(huán)向夾在擋頭板中間，并設(shè)置Φ6.5 T型定位筋，環(huán)向間距50 cm，預(yù)留一半橡膠止水帶澆筑在下一循環(huán)混凝土襯砌中；然后澆筑該段混凝土，待達到拆模強度后拆除擋頭模，將“T”型定位筋彎成“U”型，固定外露的另一半止水帶并檢查止水帶有無破損情況，檢查合格后進入下一循環(huán)。安裝步序如圖2所示。

(a) 止水帶安裝 (b) 混凝土澆筑

(c) T型筋彎成U型筋 (d) 移動臺車下一循環(huán)

3.2 施工方法

1) T型定位筋的制作

采用鋼筋彎曲機將Φ6.5盤圓鋼筋進行預(yù)彎，制作成如圖3所示的T型定位筋。

單位：cm

2) T型定位筋安裝及止水帶定位

液壓鋼模襯砌臺車就位后，將橡膠止水帶沿隧道環(huán)向夾在擋頭板中間，并用Φ6.5 T型定位筋焊接在鋼筋上進行定位，環(huán)向間距50 cm,預(yù)留一半橡膠止水帶澆筑在下一循環(huán)混凝土襯砌中。

3) 混凝土的澆筑及外露止水帶的定位

關(guān)模完成后按二襯正常施工進行澆筑，達到拆模強度后拆除擋頭模，檢查止水帶有無破損情況，將T型筋彎折部位人工扳直形成U型卡，止水帶夾固其中，進入下一循環(huán)施工。

3.3 操作要點

1) 變形縫處的混凝土灌注與振搗

對豎直向的止水帶兩邊的混凝土要加強振搗，保證止水帶兩邊的混凝土密實，同時將止水帶與混凝土表面的氣泡排出，要保證止水帶與混凝土牢固結(jié)合，止水帶處的混凝土不應(yīng)有粗骨料集中或漏振現(xiàn)象。

在拱部止水帶呈水平狀鋪設(shè)，對水平向的止水帶，待止水帶下方充滿混凝土并充分振搗密實后，放平止水帶并壓出少量的混凝土漿，然后再澆筑止水帶上部混凝土，振搗上部混凝土?xí)r要防止止水帶變形。

2) 組合鋼模

組合鋼模沿臺車環(huán)向與二襯臺車牢靠連接，既作為二襯施工的擋頭模，又作為中埋式止水帶的整體定位裝置，保證止水帶整體線形及位置準(zhǔn)確，如圖4所示。

圖4 二襯臺車組合鋼模

3) 定位筋

組合鋼模只能固定止水帶的整體位置，但不能杜絕混凝土澆筑過程中止水帶彎折變形，定位筋則解決了這一問題。首次安裝環(huán)向中埋止水帶時定位筋需彎制成“T”型。“T”型彎鉤能夠使定位筋與鋼模固定在一起，擋頭模拆除后，把“T”型再彎制成“U”型，從而有效定位止水帶。

4 工程質(zhì)量控制

1) 檢查待處理的施工縫附近1 m范圍內(nèi)圍巖表面不得有明顯的滲漏水，如有則采取必要的擋堵(如加設(shè)環(huán)向排水管，且用防水板隔離)和引排措施。

2) 按斷面環(huán)向長度截取止水帶，使每個施工縫用一整條止水帶，盡量不采取搭接，除材料長度原因外只允許有左右兩側(cè)邊墻上部2個接頭，接頭搭接長度不小于10 cm，且要將搭接位置設(shè)置在大跨以下或起拱線以下邊墻位置(下臺階范圍)。

3) 止水帶對稱安裝，伸入模內(nèi)和外露部分寬度必須相等，保證止水帶在整個施工過程中位置的正確。止水帶處混凝土表面質(zhì)量應(yīng)達到寬度均勻、縫身豎直，環(huán)向貫通，填塞密實，外表光潔。

4) 環(huán)向止水帶定位筋間距控制在50 cm。

5) 規(guī)范要求止水帶檢驗標(biāo)準(zhǔn)及允許偏差，見表1。

表1 止水帶質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)及允許偏差

5 結(jié)論與建議

1) 造成隧道滲漏水的原因有很多，施工過程中由于施工工藝、工人技術(shù)水平、保護措施不到位等使止水帶的安裝經(jīng)常出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，嚴重影響止水帶的防水效果。為了減少人為因素對止水帶安裝質(zhì)量的影響，通過對其施工工藝進行改進和優(yōu)化，提高了止水帶的防滲止水效果。

2) 本施工工藝利用T型定位筋與鋼模組合，將中埋式橡膠止水帶采用T型定位筋先進行定位，封堵?lián)躅^模進行澆筑，待達到拆模強度后拆除擋頭模，將T型定位筋彎成U型，固定外露的另一半止水帶，保證2次混凝土澆筑時，止水帶不發(fā)生局部變形，解決止水帶定位問題。本工藝方法先進，成本低、易操作，有效解決了隧道二襯滲漏水的質(zhì)量通病，故有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。

3) 建議規(guī)范相關(guān)施工作業(yè)流程，將先進施工工藝加入施工作業(yè)指導(dǎo)書中，并制作標(biāo)志牌，直接立于施工現(xiàn)場，指導(dǎo)相關(guān)人員進行施工作業(yè)。同時要加強對工人的培訓(xùn)，提高管理水平，減少人為因素對止水帶安裝質(zhì)量的影響。