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公路隧道防水层(土工布+防水板)施工技术

1、概况

公路隧道防水板的施工是隧道施工技术要求较高的一项工艺,施工质量直接影响隧道投入使用阶段的安全运行,对于隧道渗漏水现象会直接损坏混凝土结构,降低隧道的实际使用年限。土地岭隧道起讫桩号K30+570-K31+540,总长 970m,隧道设计为单洞双车道形式,设计速度60km/h,建筑界限净宽10m,净高5m,防水层设计为复合式350g/m3土工布+1.2mmEVA防水板。


2、基面处理
基面处理主要对初期支护表面的渗漏水,外露的突出物及表面凸凹不平处进行处理。
2.1处理基面渗漏水
采用注浆堵水或埋设排水管直接排水到边沟,保持基面无明显漏水;对初期支护混凝土表面外露的锚杆头,钢筋尖头等硬物割除,其处理如下图1。

公路隧道防水层(土工布+防水板)施工技术

①对钢筋网等凸出部分,先切断后用锤铆平抹砂浆素灰。
②对有凸出的管道时,用砂浆抹平。

土工布防水板公路隧道防水层

③对锚杆有凸出部位时,螺头顶预留5mm切断后,用塑料帽处理。

土工布防水板公路隧道防水层

2.2初支表面处理
对初期支护表面凸凹不平处进行处理,使混凝土表面平顺,凸凹面满足DL≤1/6 (D为两凸凹面间凹进深度,L为两凸凹面间距离)。
2.3基面处理质量检查
净空检查用断面仪等仪器进行,检查支护断面是否满足设计尺寸,每 10m 检测一个断面,如不满足设计净空要求时,则加密检查,并对侵限部分严格按照规范要求进行处理。初期支护表面应平整,无空鼓、裂缝、松酥,表面平整度用2m尺进行检查,其平整度≤2cmo
3土工布及防水板铺设
3.1施工工艺流程

防水板铺设包括铺设准备、土工布铺设、防水板固定、防水板焊接等环节。施工工艺流程如图4所示。
1.垫层及防水板检查、检验;
1.工作平台就位;
2.画焊缝搭接线;
2.接通电路线;
3.垫层材料及防水板截取。
3.画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。
洞外
洞内
铺设准备
垫层及防水板铺设
电热压焊器及爬行式热合器,垫上隔热纸
防水板固定
防水板焊接
焊缝补强不合格
质量检查
合格移工作平台
下一循环
土工布防水板公路隧道防水层

3.2施作步骤与方法3.2.1铺设准备
洞外检查、检验垫层材料及防水板质量,对检查合格的防水板,用特种铅笔划焊接线及拱顶分中线,并按每循环设计长度截取,对称卷起备用;洞内在铺设基面标出拱顶中线,画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。
防水板铺设宜采用专用台车铺设,台车应具备以下要求:
①防水板专用台车应与模板台车的行走轨道为同一轨道;轨道的中线和轨面标高误差应小于±10mm;
台车前端应设有初期支护表面及衬砌内轮廓检查钢架,并有整体移动(上下、左右)的微调机构;
③台车上应配备能达到隧道周边任一部位的作业平台;
④台车上应配备辐射状的防水板支撑系统;⑤台车上应配备提升(成卷)防水板的卷扬机和铺放防水板的设施;
⑥专用台车上应设有激光(点)接收靶。3.2.2垫层土工布铺设
对于设计为分离式的防水板,先进行垫层土工布铺设,垫层材料根据设计选用,一般采用射钉固定。如图5所示。
防水板公路隧道防水层
先在隧道拱部位标出纵向中线;使缓冲层垫衬基本与洞室轴线直交,留足基面凹凸部位的富有量,由拱部向两边墙铺设;用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平整顺直地固定在基层上,每幅防水板布置适当排数垫圈,一般拱部.5~0.7m,边墙1.0~1.2m,呈梅花型布置,并左右上下成行固定;无纺布接缝搭接宽度不得小于100mm,一般仅设环向接缝,当长度不够时,设纵向接缝应确保上部(靠近拱部的一张)应由下部(靠近底部的一张)缓冲层压紧。
3.2.3防水板铺设
①防水板铺设应超前二次衬酥施工9~20m,并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板,同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离;
②铺设前进行精确放样,弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸,尽量减少接头;
③采用从上向下的顺序铺设,下部防水板应压住上部防水板,松紧应适度并留有余量(按1.08考虑),保证防水板全部面积均能抵到围岩;
④分段铺设的卷材的边缘部位预留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护;
⑤对于防水板的铺设,如初期支护基面成形不好,须使其外观平顺后,方可铺设防水板,对于热合器焊接,充气检测并确保其质量;
⑥两幅防水板的搭接宽度不应小于150mm,如图6所示。
防水板公路隧道防水层

3.2.4防水板固定
采用热风焊枪或热合器,使防水板其融化与塑料垫圈粘结牢固。
在凸凹较大的基面上,在断面变化处增加固定点,保证其与混凝土表面密贴。
3.2.5防水板焊接
①焊接时,接缝处必须榛洗干净,且焊缝接头应平整,不得有气泡折皱及空隙;
②防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接,细部处理或修补采用手持焊枪;
③开始焊接前,应用小块塑料片上试焊,以掌握焊接温度和焊接速度;
④单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm;⑤防水板纵向搭接与环向搭接处,除按正常施工外,应再覆盖一层同类材料的防水板材,用热焊焊接;
⑥在焊缝搭接的部位焊缝必须错开,不允许有3层以上的接缝重叠(见图7)。焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接,使其不出现错台;
防水板公路隧道防水层
⑦焊缝若有漏焊、假焊应予补焊;若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点,必须用塑料片焊接覆盖。
4施工控制要点
①塑料板应存放在室内,库房应整洁、干燥、无火源、自然通风要好,并应远离高温热源及油脂等污物;
②任何材料、工具、在铺设时应尽量远离已铺好
的地段堆放;
③安装垫圈要严格控制方向和排列距离,避免安装时搭接困难;
④挡头板的支撑物在接触到塑料防水板处必须加设橡皮垫层;
⑤绑扎钢筋和安装模板及衬砌台车就位时,在钢筋保护层垫块外包土工布防止碰撞和刮破塑料板;浇筑混凝土时,应防止碰击塑料板,二次衬砌中埋设的管料与防水板间距不小于5cm,以防止破损塑料防水板,浇筑时应注意观察。
5防水板施工质量检查
5.1目测检验
用手将已固定好的塑料板上托或挤压,检查其与喷射混凝土面的密贴程度及预留量,检查塑料板有无烤焦、焊穿、假焊和漏焊,焊缝宽度是否符合设计,焊缝表面是否平整光滑,有无波形断面。
5.2充气检查
检查采取随机抽样的原则,环向焊缝每衬砌循环抽试2条,纵向焊缝每衬砌循环抽试1条。防水板的搭接缝焊接质量检查应按充气法检查,将5号注射针与压力表相接,用打气筒进行充气,当压力表达到0.25MPa时停止充气,保持15min,压力下降在10%以内,说明焊缝合格;如压力下降过快,说明焊缝不严。用肥皂水涂在焊缝上,有气泡的地方重新补焊,直到不漏气为止。
参考文献
[1]JTG F60-2009,公路隧道施工技术规范[S]
[2]任尚强,王建华,等.公路隧道标准化施工技术指南[M].北京:人民交通出版社,2014.