公路桥梁隧道工程施工防水设施的应用分析
摘要
关键词
隧道工程;防水设施;施工技术
正文
引言
在实际施工中,受地下水影响,极易引起围岩的不稳定,使初步支护变得十分困难。经过一定时期的运行,由于各类水体流进桥梁结构内部、施工缝等部位,公路桥梁隧道会产生积水,对隧道内部的各类设备产生侵蚀作用,甚至引发交通事故。若地下水具有侵蚀性,或易发生冻结,则会对衬砌结构造成严重破坏。在工程施工过程中,不可避免会受到地下水的影响,因此,必须将其影响降到最低,才能确保工程的质量。因此,笔者就公路桥梁隧道工程中的防水措施展开讨论,希望能为类似工程提供参考。
1隧道防水施工标准
在设计时,应充分考虑地下工程的地形地貌、水文地质条件和结构功能等因素,进行合理的防渗处理。在施工环节,应全面认知和分析“防排结合”的理念,即将防水层和排水系统有机结合起来。在选用防水材料时,应考虑材料的耐久性和对隧道变形的适应性,通常采用高分子防水卷材、喷射聚合物和水泥基渗晶型防水材料等。施工时要严格遵守工作规程及质量规范,保证基层、防水层的铺设和接缝的密封。另外,施工后的养护检验也是十分重要的,要对隧洞的防渗能力进行定期检验,发现漏水及时修补,使隧洞具有良好的防水作用。
2我国公路桥梁隧道防水施工现状
当前,许多建设单位已将公路隧道的防水工程列为重要工程。在实际的施工中,施工队伍不但要对施工材料、技术工艺进行合理选择,而且要对防水设施的应用方式及要点进行研究,还要进一步完善相关防水设施的排障与检修工作,加强管理各环节的控制。但是,我国大部分公路桥梁隧道的建设进展都不尽人意,就当前的发展情况而言,采取防水措施是非常必要的。
3隧道防水施工中存在的若干问题
3.1施工顺序存在偏差
在过去的工程实践中,一般都是先拱后壁的方式来完成全套衬砌。在实际工程中,上侧隧道掘进速度太快,上、下侧导通道间距过大,如果不及时修补,软土地基上极易出现沉降的现象。由于隧道的开挖,端部沉降将进一步增大,在施工缝处形成拱顶开裂,止水带被拉断,从而引起渗漏。
3.2凿毛处理不当
在隧道施工的分段过程中,为了实现结构的连续性,常在拱圈和侧壁之间设置纵向施工缝。正确的凿毛处理能增加新旧混凝土接触面的粗糙度,提高粘结强度。然而,如果凿毛过度或不均匀,就会导致结合面弱化,使得马口(临时支撑结构)与主体结构之间的连接不够牢固。此外,止水带的变形失效往往是因为高强抗渗混凝土在填充和固化过程中体积收缩造成的。这种收缩导致止水带与周围混凝土之间出现缝隙,破坏了止水的完整性,进而引起渗漏问题。因此,应通过优化混凝土配比、使用适当的固化剂以及控制好填塞工艺来减少收缩量,确保止水带的正常功能。
3.3暗沟管道设置存在问题
在工程实践中,若衬砌混凝土外侧的纵向盲沟管未被完全包覆,将会造成管道堵塞,使水流汇集缓慢。在管道敷设过程中,若不能很好地控制管道的斜度,则会造成地下水流不畅,导致渗水事故发生。
4公路桥梁隧道工程防水原则
目前,业内隧道工程人员为降低地下水对隧道施工的不利影响,提出了“防-排-堵-截”相结合的防渗处理原理,并以模板混凝土作为主要防渗措施。
4.1设立排水系统
通过设置排水系统,将堵塞的水源从桥隧道中排出,并根据具体的施工情况,选取适合当地实际的、切实可行的技术方案。此外,在制定方案时,还应综合考虑技术可行性、资源投入情况、应用效果以及环保效应等方面的因素。在具体的施工过程中,要结合有关的设计要求,采取点面结合的方式,最大程度上缩小渗漏范围,同时,采取科学合理的排水方法,尽可能地把排水工作做好。
4.2开展堵水施工
公路桥梁隧道工程防水原则的核心在于确保结构的耐久性和适用性,特别是对于经常遭受地下水侵蚀的隧道部分。在堵水施工阶段,内衬混凝土结构发挥着首道防线的作用,其设计需考虑混凝土的抗渗等级和结构厚度,以有效抵御地下水压力。此外,第二层堵水结构采用高分子防水膜、密封剂等材料,强化了防水层的完整性和适应性,这些材料需要具备优异的粘结力和延展性,以适应隧道结构可能的微小变形。实践中应注重材料选择与施工工艺的匹配,确保接缝严密无缺,并通过专业设备进行质量检测。整体上,这一双层防护策略形成了强有力的防水屏障,有效隔断了地下水对隧道的渗透路径。
4.3建立拦截通道
在防渗系统中,合理地设置拦截通道是十分必要的。这一措施旨在引导地下水和地表水远离结构物,从而减少对防渗结构的压力。排水沟作为最常见的截流方式,其设计需要根据地形条件、降水量和地下水位变化进行合理布局。实践中,排水沟应具备足够的输水能力和顺畅的水流路径,通常采用预制混凝土构件或现浇混凝土构建,并配置必要的防水层和过滤布防止泥沙堵塞。此外,还需定期清理维护以保持畅通无阻。在特定情况下,也可考虑设置集水井或抽水设施,主动降低水位,进一步保护桥梁和隧道免受水害。通过这些细致入微的设计和施工措施,体现了对工程质量与耐久性的高度重视。
5隧道施工中防水设施的运用
为了确保隧洞的运行安全,确保隧洞的长期使用,需要对隧洞进行防渗、支护处理。公路桥梁与隧道的支护功能主要是保护围岩不受破坏,减小其承载力。目前,在公路桥梁隧道中,锚喷支护是以锚喷支护为主,在此过程中,工程施工人员对于锚杆品质应给予格外重视,确保其焊接操作的合规性,以防止在特定的构造工艺中产生裂纹。而且,对于防水材料,也需要制定并严格执行采购规定。隧道防水系统主要是为了避免因渗漏而引起的路面积水,进而增加隧道结构以及行车的安全风险。在防水设施规划设计、正式开工等阶段,都需要全方位执行相关规定,严控施工过程的技术应用与操作流程,尤其在当安装安全导管时,应注意其与围岩的紧密度。当项目完工时,应彻底检查工程防水体系的整体性能、有无设计偏差等,一旦发生安全问题,应及时并作出有效的处置决策。
5.1结构自防水措施
混凝土结构防水功能的实现,关键在于确保所浇筑的混凝土密实度合理,且能有效地避免混凝土裂纹现象。为了解决普通混凝土易开裂的缺点,选用一种补偿收缩材料,通过向普通水泥中掺入足够剂量的外加剂,以降低混凝土的裂缝状态,从而改善其抗裂性能。同时,要强化混凝土结构设计,采用适合的施工技术,优化工艺流程,确保混凝土浇筑工序科学、得当。
5.2公路桥梁隧道防水工程施工
在公路桥梁隧道建设中,必须重视对其进行防水处理。首先,施工人员应对混凝土截面进行精确测量,开挖隧道内尚未挖掘的去也,并实施分层喷浆工艺。其次,对锚杆头部及钢筋外露部位进行切割,并用水泥浆将其表面平整。此外,有序布设排水沟,定期检查排水沟、管线、盲沟等是否严密;在严寒地区,还要保证排水设施的保温性能。在防水层安装完成后,应着重检查防水层及接缝的质量。用手提起挡水板,检查挡水板和喷砼的密实程度,并注意防水膜表层是否存在扎穿、起皱的情况。
5.3隧道防排水工程的前期支护处理
初撑结束后,常常会产生砂浆浮渣。在这样的条件下,如果直接铺设防水面板,会造成混凝土的密实度不够紧密。可先将水泥浆抹平,除去其表面的泥垢,并将其表面凸出部分磨平。在隧道前期支护转角位置,先将阴阳角设计成圆弧,阳角半径为5cm,这样防水效果才能得到保障。
5.4防水卷材的应用
在购进防水卷材时,卷材规格、质地都必须接受全面的检验程序,对卷材的外观、成色、平整度等参数进行检查。在建设公路桥梁隧道时,首先,在隧道拱顶上划出一条中央线,并在上面搭起一个平台,从拱顶向两侧施工。同时,要保证卷材的铺贴平整,不能出现任何的褶皱和漏浆的情况,同时具有一定的稳固性。在缠绕连接时,也要确保其重叠顺序。防水卷材的铺设一般是环状的,必须将两个相邻的卷材错开布置。目前大规模使用的防水卷材多为组合型,在支护后需要使用水泥钉,但是在二次衬砌施工中,防水卷材容易被扎穿,从而造成隧道的漏水。所以,可以采用隐蔽钉铺法,即在支护完成后,将土工布悬挂在上面,然后将水泥桩埋下,再用热熔焊接技术将其覆盖在外,这样就构成了一个完整的防水系统。
5.5穿墙缝、变形缝及穿墙管的防水处理
一般来说,施工缝的受力状况不佳,应该尽量少设缝。如果需要留有裂缝,应优化处理过程,改进施工缝的混凝土浇筑施工工序,保证分层浇筑混凝土结构内部的紧密性。在设置施工缝时,要尽可能多地选用各种形式的缝口,增加隧道内的水流长度,在重要部位可利用膨胀止水条对施工缝进行补强。
在施工缝、变形缝及穿墙管道施工时,要特别注意防水问题,这是增强工程结构防水性能、减少可能潜在隐患的关键举措。在变形缝施工环节,模板混凝土内部应设置600 mm厚的防渗漏加强件,并进行密封处理,细致配置密封剂,沿缝环方向有序涂抹,而且不能出现涂抹间断、不均的情况。
5.6防水结构养护
防水结构施工结束后,应实施必要的养护措施,防止二次衬砌对防水结构的影响,特别是对内焊钢筋时对防水层的破坏。防水卷材如有损坏,应按相关规定进行修复。采用50 mm厚的细石混凝土覆盖衬里,作为保护层。在浇注混凝土时,可以在灰浆保护层上加垫预先制作的沙包,以防止防水结构的灰浆保护层与松散的混凝土管架直接接触,减轻防水结构损伤。在工程实践中,尤其是在拱圈底面上,应注意保护侧壁防水层,防止浮渣混入。在二层加固时,需防止在焊接作业时烧坏防水层。
5.7二次衬砌防渗砼施工
从某种意义上说,二次衬砌防渗砼的施工,是一种完善公路桥梁隧道防水体系的方法。经过密封后,配合其他相关材料,构成一种多层防水结构。需要注意的是,在施工过程中要格外小心,确保防渗砼的密实度。
5.8防水施工流程的优化
目前,我国建筑工程普遍存在造价高、工期长、质量差等问题,且易出现渗漏。采取相应的防水技术,可使公路桥梁隧道的渗水情况得到有效控制。如在隧洞设计中使用锚喷支护,通过对围岩的变形进行监测与控制,使其能够最大限度地发挥其本身的承载力,较少施工设计工序,优化防水设计的整体效益。采用分层喷浆技术对公路桥梁隧道围岩劣化进行防治,可以防止塌陷,使其与岩体表面紧密结合,阻止充填物从裂缝中漏出。另外,必须确保喷涂面平整,这样才能最大程度地发挥防水卷材的功能,同时也能阻止地下水流入隧道。
5.9利用排水沟设施
对公路桥梁隧道进行防渗处理,主要是防止地下水流在衬砌结构周边和基础部位大量积聚。简而言之,就是通过设置排水口,通过岩石之间的空隙,将积水引入集水井,然后经由排水口排出。其中,盲沟的作用是将大量地下水引入到地下,在其与围岩间形成一条水流通路,以免堵塞造成积水。
结语
现阶段,公路桥梁隧道工程正处在高速发展的时期,建筑规模不断扩张,这极大地促进了我国基建事业的发展。然而,由于近年来多起隧道事故的发生,人们对此也逐渐关注起来。其中,在公路桥梁隧道施工中,防水设施是及其关键的一环,也是国内众多专家和学者关注的焦点。为促使交通体系更加完善,建设单位应该逐步加强公路工程的防水技术研究,推动相关技术应用和工艺流程得到优化。在现有的路桥隧道施工中,还需致力于解决渗水问题,发挥防水设施的功能,提升隧道建设的综合效益。
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作者简介:
刘海亚,1983年10月18日,男,汉族,山东省菏泽市郓城县人,大学本科。主要研究方向:高速公路桥梁施工建设以及市政工程公路与城市道路的施工与管理。
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