淺談白力塢隧道施工防滲防裂技術(shù)措施

中鐵十五局集團(tuán)有限公司 上海 200070

一、工程概況

白力塢隧道設(shè)計(jì)為單洞雙線隧道,進(jìn)口里程為DK332+482,出口里程為DK334+668,隧道全長2186m。隧道縱坡為一字坡,自進(jìn)口至出口坡度為53‰,圍巖分為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四個(gè)級別,其中Ⅱ級95m、Ⅲ級745m、Ⅳ級860m、Ⅴ級486m,隧道圍巖較差,隧道在進(jìn)口和出口分別開辟工作面進(jìn)行施工。

二、引起隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏、開裂的原因分析

通過施工過程分析,發(fā)現(xiàn)引起隧道襯砌結(jié)構(gòu)滲漏、開裂的主要原因由以下幾方面:

1.由于二次襯砌施工的時(shí)機(jī)選擇不恰當(dāng),隧道圍巖變形還沒達(dá)到規(guī)定的施作時(shí)間,二次襯砌受力過大,引起開裂,出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

2.因地質(zhì)原因,引起隧道襯砌結(jié)構(gòu)下沉,導(dǎo)致隧道開裂,出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

3.襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)不到位,熱脹冷縮導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮裂縫,地下水從裂縫中滲漏。

4.排水管路堵死,導(dǎo)致襯砌背后水壓過高,襯砌出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

三、避免隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏、開裂的措施

通過對可能產(chǎn)生滲漏、開裂的原因分析,我們主要采取以下幾方面加以控制:

1.保證隧道襯砌背后排水暢通,做好防水隔離層。防水隔離層可防止?jié)B水、漏水,改善二次襯砌的受力條件,減少在二次襯砌中出現(xiàn)裂紋。

2.初期支護(hù)與二次襯砌背后務(wù)必回填密實(shí),初期支護(hù)背后不得回填異物,必要時(shí)采取多次注漿充填,直到密實(shí)。

3.地下水水量及流向等在隧道施工期間和運(yùn)營期間可能有所變化,在施工期間無水或少水的地段并不能保證在運(yùn)營期間無水或少水,防水板本身具有良好的防水性能,但在施工過程中,往往因澆筑二次襯砌而破壞,從而影響防水效果。因此,切不可因暫時(shí)無水而輕視防水層的施作,或忽視施工質(zhì)量。

4.防止二次襯砌受力過大,產(chǎn)生開裂的辦法是加強(qiáng)監(jiān)控量測,根據(jù)量測結(jié)果,調(diào)整施工支護(hù)參數(shù),確定二次襯砌施工時(shí)間,適時(shí)施作二次襯砌。

5.防止隧道襯砌因熱脹冷縮產(chǎn)生開裂的辦法是按設(shè)計(jì)要求做好伸縮縫,伸縮縫一定要在豎向通直,不能出現(xiàn)錯(cuò)臺、咬口等,伸縮縫處的止水條按要求設(shè)置。

6.對于地質(zhì)條件較差,如隧道通過斷層、破碎帶等地段時(shí),必須加強(qiáng)隧道襯砌結(jié)構(gòu),采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),隧道襯砌斷面采用特殊結(jié)構(gòu)形式。隧道襯砌伸縮縫處采用柔性結(jié)構(gòu)。

7.為減小二次襯砌施工縫,進(jìn)行二次襯砌時(shí),必須連續(xù)灌筑。不得已間歇時(shí),應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置止水帶。

8.為避免由于基底下沉,造成二次襯砌開裂,二次襯砌施工前,必須將邊墻基礎(chǔ)清理干凈后,方可立模模筑。

9.采用外加劑和摻合料,配置低水灰比的砼,使用粉煤灰的大摻量技術(shù)也是防止襯砌開裂的有效措施。

10.注重注漿固結(jié)圈:加強(qiáng)巖體結(jié)構(gòu)性能承擔(dān)部分水壓,限制流入襯砌范圍的水量,為防排水及二次襯砌受力條件的改善提供較好的初始環(huán)境,防止巖溶管道水形成集中荷載導(dǎo)致襯砌開裂,出現(xiàn)滲漏,因此針對巖溶水發(fā)育地段的超前帷幕注漿或徑向注漿的質(zhì)量及對注漿后效果檢測是防治襯砌開裂、滲漏的先決條件。針對斷層破碎帶,注漿是加固固結(jié)巖體的唯一手段,可防止地下水徑流條件改變而導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)受力環(huán)境惡化。

12.加強(qiáng)初期支護(hù):其主要功能是開挖前預(yù)防塌方、開挖后對注漿固結(jié)圈起到補(bǔ)強(qiáng)和維護(hù)的作用,有效發(fā)揮其堵水、限流量的作用,因此針對巖溶發(fā)育地段,斷層破碎帶的初期支護(hù)應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施作,必要時(shí)尚應(yīng)根據(jù)圍巖條件,注漿加固圈結(jié)構(gòu)性能評價(jià)、洞壁變形情況進(jìn)行加強(qiáng)或補(bǔ)強(qiáng)。

13.增設(shè)中防水板:排水盲溝是實(shí)現(xiàn)有控(限量)排放、改善襯砌受力條件、保證襯砌承受部分水壓的保障措施,因此防水板的施工應(yīng)保證形成襯砌與巖體之間的隔水屏障,應(yīng)嚴(yán)格施工工藝及質(zhì)量要求,排水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)襯砌周邊巖體性質(zhì)、地下水量、地下水?dāng)y帶物性質(zhì)、顆粒大小,正確選擇盲溝、盲管材料,防止固巖體物質(zhì)隨水流失,最終惡化襯砌受力環(huán)境,又應(yīng)具有較強(qiáng)的反濾能力,以防止排水系統(tǒng)的淤塞導(dǎo)致限量排水不暢。

14.適時(shí)實(shí)做二次襯砌:根據(jù)新奧法原理,加強(qiáng)巖體的變形量測,適時(shí)施作二次襯砌或?qū)Χ我r砌進(jìn)行加強(qiáng),保證二次襯砌處于較好的工作環(huán)境或具有較高的結(jié)構(gòu)性能,防止結(jié)構(gòu)開裂;采取相關(guān)措施,提高襯砌混凝土本體抗?jié)B性能,抑止二次襯砌混凝土微裂縫開展。加強(qiáng)襯砌三縫防水處理,完善強(qiáng)化三縫止水條、止水帶的安裝施工工藝及質(zhì)量管理,襯砌施工縫以混凝土界面粘結(jié)劑加強(qiáng)防水處理。二次襯砌與初期支護(hù)、初期支護(hù)與圍巖之間,必須注漿密實(shí)、不得留有空隙。

15.提高超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)水平:采用綜合物探及水平鉆探等手段,在開挖前查清巖體物理特征、水文地質(zhì)環(huán)境、水壓、水量,正確選擇適當(dāng)?shù)淖{方式,提高注漿堵水的有效性和耐久性,合理確定防排水措施,尤其應(yīng)注意注漿后通過注漿效果的檢測判定工后地下水賦存條件及隧道周邊巖體結(jié)構(gòu)改良后對襯砌結(jié)構(gòu)的影響,選擇適宜的襯砌結(jié)構(gòu),防止襯砌結(jié)構(gòu)性破壞導(dǎo)致開裂、滲漏。

16.加強(qiáng)襯砌基礎(chǔ)的處理:加強(qiáng)襯砌基礎(chǔ)的施工管理,除清除虛碴、雜物、積水外,對于軟弱圍巖(如斷層破碎帶、巖溶充填物)開挖后必須采用噴混凝土封閉,防止風(fēng)化、軟化,也便于襯砌前清基,必要時(shí)可采用樹根樁、旋噴樁等地基處理方法,形成復(fù)合地基,保證襯砌基礎(chǔ)穩(wěn)定。

17.嚴(yán)格加強(qiáng)材料、機(jī)械設(shè)備的使用和管理:針對本工程涉及領(lǐng)域新、新材料和新設(shè)備多的特點(diǎn),認(rèn)真執(zhí)行和落實(shí)各種材料、機(jī)械設(shè)備使用和管理制度及辦法,隨時(shí)和定期組織檢查考核。對各種材料的標(biāo)識、搬運(yùn)、儲存、保管、發(fā)放等管理,嚴(yán)格執(zhí)行企業(yè)的有關(guān)規(guī)定,從源頭上控制好產(chǎn)品質(zhì)量。對機(jī)械設(shè)備實(shí)行定機(jī)定人定崗管理,落實(shí)安全使用、維護(hù)、保管制度,嚴(yán)格執(zhí)行維修、保養(yǎng)、小修、大修計(jì)劃,保證各種機(jī)械設(shè)備工作正常,確保施工和工程質(zhì)量不受影響。

總之,要防止隧道襯砌結(jié)構(gòu)滲漏、開裂就要從施做時(shí)間、施工質(zhì)量、施工工藝、施工材料、施工設(shè)備、施工人員等方面嚴(yán)加控制,方能達(dá)到預(yù)期的效果。