成绵乐铁路某合同段隧道渗漏治理方案.doc

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1、隧道渗漏治理方案 目 录1编制依据12工程概况12.1工程简介12.2工程地质22.3水文地质42.4衬砌结构设计概况42.5防水设计概况53隧道渗漏水治理前调查83.1调查目的83.2调查内容93.3渗漏水查找的方法93.4结构渗漏水情况的统计93.5结构渗漏水情况分类94隧道渗漏治理原则105渗漏治理机械及人员配置105.1人员配置115.2主要机械设备配置116渗漏治理施工工艺116.1治理原理116.2堵漏材料的选择126.3渗漏治理施工工艺136.3.1混凝土表面一般渗漏的治理136.3.2混凝土表面严重渗漏的治理156.3.3施工缝及结构裂纹渗漏水治理166.3.4变形缝渗漏水治理

2、166.4辅助处理措施186.5渗漏治理过程管理187机械保护188渗漏治理计划安排189质量保证措施1910安全文明施工19 成绵乐客运专线CMLZQ-1标 隧道渗漏治理方案1编制依据 依据成绵乐铁路客运专线CMLZQ-1标牌坊梁隧道及千佛山隧道设计图及现场实际情况; 铁路隧道工程施工技术指南 TZ104-2008; 客运专线铁路隧道工程施工技术指南 TZ214-2005; 客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准 铁建设2005160号; 铁路混凝土工程施工质量验收补充标准 铁建设2005160号铁道部铁建设2009152号文件; 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002;

3、 铁路隧道防排水施工技术指南 TZ331-2009; 地下工程防水技术规范 GB50108-2008; 地下防水工程质量验收规范GB50208-2002; 成绵乐铁路客运专线牌坊梁隧道及千佛山隧道施工组织设计; 我单位建设同类及类似工程具有的成熟施工技术和施工管理经验、科技成果等;2工程概况2.1工程简介 成都至绵阳至乐山客运专线设计速度:200km/h,基础设施速度目标值250km/h,北起江油,经绵阳、德阳、广汉、成都,然后向南经过彭山、眉山、夹江、峨眉,最后抵达乐山,成都至江油、成都至眉山段,正线全长226.788km。 牌坊梁隧道位于四川省绵阳市涪城区城郊乡牌坊村,起讫里程为DK34+

4、704DK35+292,全长588m, 中心里程为DK34+998。DK34+704DK34+722及DK35+256DK35+292段为明洞,其余为暗洞。整条隧道位于直线上,纵坡i-1。明暗交界里程DK34+722、DK35+256处各置38根环向间距0.4m长30m108的大管棚,进行超前支护,里程DK35+231处设置42超前小导管进行加强支护。暗洞采用大拱脚台阶法光面爆破法开挖。初支采用锚喷构筑法施工,拱部采用25中空注浆锚杆,边墙采用22砂浆锚杆,喷射混凝土采用C25塑混凝土和纤维混凝土。I20b型钢架间距0.8m进行加强支护,隧道防水采用无纺布加EVA塑料防水板,排水采用50和80

5、透水软管相结合的方法。隧道拱墙、仰拱、底板采用C35钢筋混凝土,抗渗等级不低于P8,仰拱填充采用C20混凝土。 千佛山隧道位于四川省绵阳市涪城区城郊乡下龙溪村,起讫里程为DK32+719DK33+227,全长508m,中心里程为DK32+973。隧道位于曲线段上,左线中心线圆曲线半径为3500m,右线中心线圆曲线半径为3505m;隧道断面于DK32+719DK32+880段加宽20cm,DK32+880DK33+227段加宽10cm;DK32+719DK32+800段纵坡i-4.7,DK32+800DK33+227段纵坡i-1。隧道进口毗邻长虹大道上方,DK32+700处存在一清墓群;DK32

6、+850DK32+950段洞顶有中科院应用电子学研究所2号(六层楼),3号(五层楼)观测站,施工中此段采用控制爆破;隧道出口端DK33+150DK33+235段发育一滑坡,于隧道两侧设置抗滑桩,并于DK33+212DK33+219段衬砌左右侧4m范围内地表采用100PVC管注浆加固。隧道DK32+719DK32+727里程段为明洞,其余为暗洞。进口洞门采用单压式明洞门,出口采用耳墙式洞门。隧道进出口分界里程处采用108大管棚、洞身段采用42小导管进行超前支护。隧道DK32+727DK32+950段洞身开挖采用CD法、DK32+950DK33+227段洞身开挖采用大拱脚弧形导坑法;初期支护采用锚

7、喷构筑法施工,喷射混凝土采用C25混凝土。2.2工程地质 测区上覆第四系全新统冲积层(Q4al)粉质黏土、卵石土、中更新统冰水、流水沉积层(Q2fgl+al)粉质黏土、卵石土;下伏基岩为白垩系下统泥岩夹砂岩,现分述如下: 粉质黏土(Q4al):弱膨胀土,褐黄、棕黄色,硬塑状,局部含少量砂岩质角砾,厚28m,属级普通土,分布于隧道进出口沟槽地段。 卵石土(Q3fgl+al):褐灰、褐黄色,稍密中密,饱和,卵石含量65%,粒径60180mm,磨圆度较好,分选性差。成份以砂岩、灰岩为主,余为粘性土填充,厚06m,分布于粉质黏土层中。属级硬土。 粉质黏土(Q4dl+al):弱中等膨胀土,褐黄、褐灰色,

8、硬塑状,局部夹有碎石,约10%,粒径150200mm,分布于隧道进出口端丘坡表层,属级普通土。 粉质黏土(Q2fgl+al):褐黄、褐灰色,硬塑状,土质不纯,偶含卵石,粒径60200mm,分布于DK34+750DK35+284段,厚26m,属级普通土。 卵石土(Q2fgl+al):灰、褐灰色,潮湿,中密,卵石含量4550%,粒径60300mm,磨圆度较好,分选性差。属级硬土。 泥岩夹砂岩(Kign):弱中等膨胀岩,泥岩呈暗紫红、褐红色,中厚层状,泥质结构,质软,具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性。局部为泥质粉砂岩。属级软石。2.3水文地质 地表水为隧道进口端的涪江和出口端洼地内沟水,受大气降水

9、及上游表水补给;洞身段地表水不发育。水质为HCO3?Na+、Ca型水。在环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时,对混凝土无侵蚀性。 地下水主要为第四系卵石土中孔隙潜水,隧道穿越区岩性为泥岩夹砂岩,属弱含水地层,地表水、地下水排泄条件较好,隧道洞身地下水不发育。在环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时,对混凝土无侵蚀性。2.4衬砌结构设计概况 牌坊梁隧道进、出口洞门均采用斜切式洞门,衬砌结构采用复合式衬砌结构,衬砌结构外形尺寸为:宽度B:14.38m,高度H: 12.24m。衬砌结构厚度为:底板60cm,边墙、拱部50cm。衬砌结构采用C35防水混凝土,抗渗等级不低于P8。 千佛山隧道进口洞门采

10、用单压式明洞门,出口采用耳墙式洞门。衬砌结构采用复合式衬砌结构,衬砌结构外形尺寸为:宽度B:14.48m14.58m,高度H: 12.28m12.32m。衬砌结构厚度为:底板60cm,边墙、拱部50cm。衬砌结构采用C35防水混凝土,抗渗等级不低于P10,衬砌结构典型横断面见下图2-1所示。2-1 衬砌结构典型横断面图2.5防水设计概况 牌坊梁隧道及千佛山隧道采用以结构自防水为主,衬砌外包防水,同时对施工缝、变形缝进行重点防水处理的原则,进行综合防水。隧道衬砌采用C35防水混凝土,其抗渗等级分别不低于P8、P10。全隧初期支护与二次衬砌之间拱部及边墙部位铺设防水板及无纺布(分离式)防水,并在环

11、向、纵向施工缝处设中埋式橡胶止水带及外贴式橡胶止水带。 防水板采用专用塑料热熔衬垫和钢钉把土工布固定在初期支护基面上,双焊缝焊接,最终形成无钉孔铺设的防水层。在清理好的基面上铺设固定土工布垫层。从拱顶部开始向两侧下垂铺设,用射钉固定垫片将土工布固定在喷射混凝土面上。铺设时注意与土工布密贴,并不得拉得太紧,一定要留出余量。将防水板专用融热器对准热融衬垫所在位置进行热合,一般5s即可。两者粘结剥离强度不得小于防水板抗拉强度。 防水板固定示意图如下图。防水板固定示意图 橡胶止水带施工时根据衬砌厚度及衬砌形式拼装钢模挡头板,每块钢模宽度为衬砌厚度的一半,同时将钢模按安装顺序编号。 钢模衬砌台车就位后,

12、按照编号安装钢模挡头板,同时将止水带沿隧道环向夹在挡头板中间,两块挡头板用U形卡固定。预留一半止水带灌筑在下一循环混凝土衬砌中。 止水带安装示意图见下图。拱墙环向施工缝止水带安装布置图纵向施工缝止水带布置图仰拱环向施工缝止水带安装布置图3隧道渗漏水治理前调查3.1调查目的 了解结构渗漏的部位、性质,摸清整治工作量,根据不同的渗漏情况选定对应的治理方法。3.2调查内容 渗漏水的地点、位置、渗漏形式(湿渍、渗水、水珠、点漏、线漏?见GB 50299的释义)、水量大小、水质、水压等,绘制“结构渗漏平面展开图”(按GB50208的附录C); 与渗漏有关的工程缺陷,如蜂窝、麻面、孔洞、露筋、裂缝、施工冷

13、缝、混凝土剥落、钢筋锈蚀等; 发现渗漏的时间、发展的过程、渗漏量变化的规律; 原结构设计资料、防水设计方案和采用的工法及施工质量控制情况,对主体对结构渗漏原因进行分析; 初次渗漏治理的时间,采用的方案、材料、工艺及治理效果进行评估。3.3渗漏水查找的方法 漏水量较大或比较明显时,可直接观察确定; 慢渗或不明显的渗漏水,可将潮湿表面擦干,均匀撒一层干水泥粉,出现湿痕处即为渗水孔眼或缝隙。3.4结构渗漏水情况的统计 根据渗漏点调查的结果,及时绘制“背水内表面的结构工程渗漏情况展开图”,自行判定结构渗漏等级,报监理单位复查、确认。按照方案中的相应处理方案实施治理,治理完成后做好渗漏治理记录。3.5结

14、构渗漏水情况分类 结构出现渗漏根据渗漏部位主要分成三类,一是变形缝出现渗漏,二是施工缝出现渗漏,三是侧墙局部出现渗漏。渗漏形式判别主要为湿渍、渗水、水珠、点漏、线漏、严重渗漏等。4隧道渗漏治理原则 渗漏水治理应遵循“堵排结合、因地制宜、刚柔相济、择优选材,标本兼治、综合治理”的原则。 结构渗漏治理工作安排的原则: 渗漏水治理,应采用经过试验、检测和鉴定并经实践检验质量可靠的新材料,行之有效的新技术、新工艺。 具体实施时采取的策略: 渗漏水治理方式:大漏变小漏、缝漏变点漏、片露变孔漏、逐渐缩小渗漏水范围、最后堵住漏水。 渗漏水治理顺序:先排后堵,先堵小漏、后堵大漏;先高后低,先顶板、再边墙、后底

15、板。 治漏时要创造条件,降低水压;要追溯源头、区别对待。 渗漏水注浆堵漏应尽量在冬季裂缝(或接缝)张开量较大时进行。 防水堵漏的同时,必须把永久防水和结构补强、加固统一起来考虑。 渗漏水整治应符合环保的要求,尽量减少对周边环境的影响。5渗漏治理机械及人员配置5.1人员配置 工区配备两名专业工程师负责日常渗漏情况统计,排查描述隧道渗漏状况,绘制“背水内表面的结构工程渗漏情况展开图”,负责针对渗漏点制定相应的封堵方案,对封堵过程进行监督检查和验收。 渗漏水封堵队伍选择专业化作业队伍,队伍有丰富的施工经验,队伍构建基本设置为20人,根据作业工艺要求,配备相应的架子工、注浆人员、装修工等。 5.2主要

16、机械设备配置 根据作业工艺要求,配备相应的机械设备,具体设备配置如下表:主要机械设备配置表机械设备名称 规格型号单位数量 高压注浆机 路德牌 台 8 抹子 台 20 电锤 台 20 电钻 台 20 电线 米 300 止水针头 个若干 锤子 F30 台 86渗漏治理施工工艺6.1治理原理 采用固化后有一定抗压、抗拉强度和粘结强度的胶凝材料,通过注浆充填结构裂隙、孔隙,在加强结构强度的同时阻断流水路径,达到堵水目的。6.2堵漏材料的选择 通过市场调查和实验分析结果,隧道除了发生严重渗漏部位,水压较大时,采用油溶性聚氨酯灌浆材料以外,其余注浆堵漏浆液采用EAA高渗透性清水性固结环氧材料,该材料具有高

17、强度,强粘结力,收缩小,化学稳定性好和能在温室条件下固化等一系列优点,对治理裂纹、孔洞渗漏水可迅速止水,加固裂缝,效果好。注浆针头采用150mm高压注浆止水针头,填缝料采用改性环氧树脂砂浆、堵漏灵胶泥或环氧胶泥等。 聚氨酯灌浆材料序号项 目指 标水溶性聚氨酯灌浆材料(WPU)油溶性聚氨酯灌浆材料(OPU)1密度/g/cm3 1.001.052粘度a/mPa?s 1.01033凝胶时间a/s 150-4凝固时间a/s -8005遇水膨胀率/% 20-6包水性(10倍水)/s 200-7不挥发物含量/% 75788发泡率/% 350 10009抗压强度b/MPa -6 注:a 也可根据供需双方商定

18、; b 有加固要求时检测。 环氧树脂灌浆材料序号项目浆液性能L1浆液密度/(g/cm3)12初始粘度/(mPa?s303可操作时间/(min30序号项目固化物性能1抗压强度/(MPa)702拉伸剪切强度/(MPa8.03抗拉强度/(MPa154粘接强度干粘接/(MPa4.0湿粘接/(MPa2.55抗渗压力/(MPa1.26渗透压力比/(%)400注:固化物性能的测定龄期为20天。 渗漏治理部位及类型采用的止水材料渗漏部位渗漏类型采用止水材料备注变形缝一般渗漏EAA高渗透清水性固结环氧材料变形缝严重渗漏油溶性聚氨酯灌浆材料衬砌背后注浆回填施工缝一般渗漏EAA高渗透清水性固结环氧材料施工缝严重渗漏

19、EAA高渗透清水性固结环氧材料边墙局部一般渗漏EAA高渗透清水性固结环氧材料边墙局部严重渗漏EAA高渗透清水性固结环氧材料6.3渗漏治理施工工艺 6.3.1混凝土表面一般渗漏的治理 一般渗漏宜采用衬砌内(背水面)注浆,钻孔根据渗漏水情况进行布置,孔径为14mm,孔深1015cm,一般注浆压力应小于0.5MPa。 1、渗漏水位置作凿槽处理 查找渗漏出水点或缝隙,凿成V形槽,至槽底的根部显出微细裂缝(用刻度放大镜识别至0.2mm),从下往上追溯凿槽至出水点的源头。 2、注浆堵漏处理浆液的选择 当渗漏部位比较干燥,只有极少量渗漏水时,使用EAA高渗透清水性固结环氧材料。 3、注浆工艺 (1)对凿槽进

20、行打磨、冲洗; (2)骑渗漏缝打眼、安装注浆嘴; 对于规则裂缝:缝宽小于0.3mm时,按间距20cm布嘴;缝宽大于0.3mm时,按间距30cm布嘴; 对于不规则裂缝:在不规则裂缝的交叉点及端部均要布置注浆嘴。 (3)封缝 使用堵漏灵胶泥或环氧胶泥等材料封缝,并可在表面涂刷环氧胶。 (4)压气检查 在封缝完成并养护2小时后,先吹高压风(或水),压气检查各孔的贯通情况,压气压力0.25MPa。对于不串通的孔,应查明原因进行分析和处理。 (5)灌浆 采用分级注浆,要多点同步灌浆,从下至上,从宽至窄,逐步推进。注浆材料直接关系到结构渗漏治理和补强的成败。 一般情况下,裂缝宽度与灌浆压力的关系如下:缝宽

21、mm)0.10.10.30.3灌浆压力MPa0.81.00.60.80.50.8 (6)注浆嘴的清除 灌浆结束48小时后铲除注浆嘴,混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整,用防水砂浆抹面。 (7)质量检查 在灌浆结束7天后进行。 6.3.2混凝土表面严重渗漏的治理 衬砌表面严重渗漏的部位,一般须先充填壁后的空隙地段,即用水泥砂浆作衬砌后回填注浆。再对结构渗漏部位进行开槽注浆处理。 1、衬砌背后回填注浆 注浆孔孔径不小于40mm,间距宜为25m,钻孔深度需打孔至衬砌结构背后; 布孔应在水流上游位置,注浆压力要比静水压力大0.5-1.5MPa; 采用强度等级不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥配制浆液,回

22、填注浆先两头向中间,由下往上,从少水处到多水处; 采用分级注浆,若衬砌背后为砂卵石层宜采用渗透注浆法,若为砂层宜采用劈裂注浆法; 当渗漏水水压很大时,可先用油溶性聚氨酯浆液止水,但必须慎用聚氨酯材料,灌浆压力一般为0.82MPa, 再用水泥浆液回填补强; 引水孔最后封闭,用掺外加剂的防水砂浆抹面。 2、结构渗漏部位注浆处理 结构背后注浆回填后,水压降低时,按照一般渗漏治理的施工工艺,对结构进行凿槽,采用EAA高渗透清水性固结环氧材料实施注浆封堵处理。 6.3.3施工缝及结构裂纹渗漏水治理 施工缝或结构出现裂纹导致渗漏水状况,与上述的混凝土表面一般渗漏的治理工艺、步骤基本相同,在施工缝裂纹部位沿

23、缝凿槽,清洗干净,漏水较大部位埋设引水管,把缝内主要漏水引出缝外,对较小的渗漏水用快凝材料封堵,其余缝槽用埋管、注入EAA高渗透清水性固结环氧材料封堵治理。 6.3.4变形缝渗漏水治理 变形缝渗漏水治理比较难也比较复杂,对于变形缝出现渗漏治理主要分三步实施。 第一步,渗漏水临时封堵: 当变形缝出现严重渗漏,水压较大时采用注入油溶性聚氨酯灌浆材料进行临时封堵,封堵按照以下步骤进行。 先将变形缝分成若干个注浆区段,分段进行注浆止水处理,注入环氧胶泥,形成阻断节点。 注浆时做好变形缝封缝密封(否则浆液会从变形缝表面溢出),采用聚合物水泥砂浆填缝,表面再敷贴环氧玻璃布进行密封。敷贴环氧玻璃布时应涂刷环

24、氧胶,三胶二布。 采用骑缝注浆的方式埋设注浆嘴(注浆嘴设置间距2025cm)。 单边顺序注浆: 第一孔灌浆,邻孔(第二孔)可作为排水排气孔;若邻孔(第二孔)出浆,排除积水后,开始灌注邻孔,第一孔保持压力;当第三孔出浆时,则视进浆情况停止第一孔灌浆。 若第一孔出现不进浆、在最大压力下,进浆率小于0.05L/min;延续灌注时间不少于60min,也可停止灌浆。 注浆压力一般为0.32Mpa。 应尽量采用高压注浆(使用电动柱式泵),使浆液能充盈到变形缝的全部空间和孔隙,将缝内的水挤走并能对膨胀的胶凝体进行挤密。 第二步,结构背后回填注浆 结构背后回填注浆目的是采用注入水泥浆液,将渗漏部位背后回填密实

25、,阻断渗漏源头,达到止水的目的。施工工艺同6.3.2中介绍。 第三步,对变形缝进行恢复处理 变形缝堵漏完成后,沿变形缝抠出变形缝内填塞的聚苯板以及其它填充材料,清洗干净晾干后,重新恢复变形缝填缝材料。 如果以上注浆堵漏效果不理想,可通过设计接水槽将渗漏水排至隧道两侧的消防水沟内。6.4辅助处理措施 为使本次隧道渗漏治理达到预期效果,特在隧道底板与两侧水沟交界处增设盲沟,尺寸为1010cm,坡度同原设计线间水沟,沟内埋设50mmPvc管,管身沿长度方向每隔20cm、环向开3个5mm透水孔,沟内其余部分回填洁净碎石并用透水土工布包裹。同时在隧道仰拱渗水处设置横向盲沟,要求同水沟两侧的纵向盲沟。6.

26、5渗漏治理过程管理 隧道出现渗漏治理要严格按照方案执行,由专业工程师排查统计渗漏状况,分析渗漏出现的原因,对渗漏部位进行分类统计,报监理工程师进行复查,按照渗漏类型选择相应的治理工艺。 在治理过程中,做好渗漏治理过程控制及相关记录,对处理效果进行跟踪。7机械保护 每处注浆施工完成后,对注浆机需要及时维护清理,否则注浆液体极易造成注浆机堵管,现场可用二甲苯或丙酮清洗机械,连续循环5-10min直至彻底清洗干净,再用机油循环润滑机械3-5min,最后清理、机械表面,拆下高压管保存好。8渗漏治理计划安排 隧道施工过程中,主要以渗漏防治为主,细化施工工艺,做好外包防水、结构自防水以及施工缝变形缝方面的

27、控制,落实相关管理办法及管理制度,以达到减少结构出现渗漏的目的。 隧道渗漏治理,按照一旦出现立即治理的原则。当结构施工完成土方回填后,降水井停止使用,地下水位逐渐上升,结构可能逐步出现渗漏,如果治理不及时将影响隧道竣工日期,所以我工区按照工期进度的安排,预留了治理及观察时间。为了防止隧道一次性出现大面积渗漏,我工区采取结构施工一个区段,立即采取回填,停止降水井使用,观察隧道渗漏情况,针对渗漏部位及时实施治理。9质量保证措施 从项目负责人开始,牢固树立“质量第一”的观点”,增强全体人员的质量意识。 施工前要认真作好技术交底,施工人员应了解工艺和技术要求。 采用的原材料必须有出厂合格证、质量检验报

28、告,现场配置的材料应有试验报告。 凿槽和布孔情况必须符合方案要求,沟槽填堵前应报质检工程师和监理工程师检查,并做好隐蔽工程验收记录。 灌浆过程必须有质检工程师和监理工程师旁站检查,并做好灌浆记录。10安全文明施工 施工人员进入现场,必须戴好安全帽,不准穿拖鞋。 施工标语、安全标志齐全、醒目,防止高空掉物。 设专职安全人员检查工作场地内安全设施是否完好。 高度4m作业平台须搭建脚手架,4m的作业平台采用移动式竹梯或折梯。 对作业人员进行高空作业和化学物品安全使用专项安全教育。 针对存在高空作业和化学物品使用的特点,配备齐全安全防护工具,并有专职安全人员监督操作人员使用。 严禁酒后上岗操作,严禁作业时哄闹戏耍,工作时间应集中注意力,听从号令,严禁擅自脱离岗位。 电器设备使用完毕后,必须切断电源,锁好配电箱,各种电器必须装配漏电保护器。 夜间施工必须有充足的照明,并合理拉设电线。 各种材料按规定堆放整齐,垃圾必须随时清理或集中处理,确保工地的文明卫生。